Фундаментальные научные исследования
За прошедшие годы получены выдающиеся результаты в области математики и ее приложений. Был решен ряд важных классических проблем, сохраняющих актуальность в современной науке, намечены и развиты новые пути исследований, поставлены и решены крупные прикладные задачи. Так, в Математическом институте им. В.А. Стеклова академик А.А. Болибрух решил классическую проблему сведeния произвольной неприводимой системы линейных дифференциальных уравнений с рациональными коэффициентами к стандартной биркгофовой форме с помощью аналитических преобразований.
В Санкт-Петербургском отделении того же института академиком Л.Д. Фаддеевым с сотрудниками был разработан новый метод исследования квантовых интегрируемых моделей, основанный на постулировании дискретности переменных пространства-времени; при этом сохраняется точная интегрируемость моделей. Из единой дискретной модели как предельные случаи могут быть получены основные модели квантовых интегрируемых систем с непрерывным пространством-временем.
В Институте математики им. С.А. Соболева СО РАН академику Ю.Л. Ершову с помощью разрабатываемой им в течение ряда лет теории локальных полей удалось построить принципиально новое расширение поля рациональных чисел.
Коллективом ученых Института вычислительной математики РАН построены модели, основанные на применении сопряженных уравнений гидротермодинамики для анализа глобальных изменений окружающей среды, прежде всего, климата.
Следует отметить работу членов-корреспондентов В.К. Левина и А.В. Забродина о многопроцессорных высокопроизводительных системах. В 2000 году Межведомственным суперкомпьютерным центром совместно с НИИ «Квант», Институтом прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН и рядом других организаций создана и введена в эксплуатацию многопроцессорная вычислительная система МВС-1000/М с пиковой производительностью 1 триллион операций в секунду. Система представляет собой наиболее мощный суперкомпьютер в сфере науки и образования страны и является головным образцом нового поколения отечественной линии систем массового параллелизма.
Институт математического моделирования РАН использовал суперкомпьютер МВС-1000/М при моделировании процессов электронного переноса в полупроводниковых наноструктурах, важных для повышения быстродействия элементов электронных схем и систем связи, исследования неустойчивых режимов в трехмерных потоках вязкого сжимаемого газа, обтекающего отдельные элементы сверхзвуковых летательных аппаратов и др.
Из достижений в области физики следует назвать работы Института ядерной физики им. Г.И. Будкера Сибирского отделения по прецизионному измерению сечения рождения пионных пар и других адронных состояний при электрон-позитронной аннигиляции, а также совместные эксперименты этого же Института и Брукхэйвенской национальной лаборатории (США) по прецизионному определению гиромагнитного отношения мюона. Результаты этих исследований впервые дали указания на явления, выходящие за рамки «Стандартной Модели».
Необходимо отметить работы в Дубне по синтезу самых тяжелых 114-го и 116-го элементов таблицы Менделеева.
В Институте ядерных исследований РАН успешно развивается нейтринная астрофизика. Результаты многолетних измерений потока нейтрино от Солнца на галлий-германиевом нейтринном телескопе Баксанской обсерватории свидетельствуют в пользу осцилляций нейтрино (перехода одного типа нейтрино, скажем, электронного, в другой, мюонное). Окончательное подтверждение этого эффекта, предсказанного учеными Академии (в частности, Б.М. Понтекорво), потребует пересмотра наших представлений о строении элементарных частиц и роли нейтрино в эволюции Вселенной.
Усилиями большого коллектива российских, украинских и других зарубежных специалистов при головной роли Института земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн РАН создана научная аппаратура с рекордными параметрами для исследования строения Солнца, мощных солнечных вспышек и влияния солнечной активности на Землю в рамках проекта КОРОНАС-Ф; осуществлен успешный запуск космического аппарата КОРОНАС-Ф. Информация о солнечных вспышках, космических лучах и магнитных возмущениях солнечного происхождения позволит лучше понять процессы, происходящие на Солнце, солнечно-земные связи, более детально изучить влияние солнечной активности на Земле.
Успешно развивались исследования в области физики твердотельных наноструктур. Открыт новый класс спонтанно формирующихся гетероструктур — однородных по форме и размеру и коррелированных по взаимному расположению двух- и трехмерных массивов квантовых точек. Разработана эпитаксиальная технология выращивания совершенных полупроводниковых наногетероструктур с контролируемыми массивами квантовых точек. Созданы образцы инжекционных лазеров на квантовых точках, обладающие уникальными характеристиками.
Разработана новая конструкция лазеров для сине-зеленой области спектра с волноводом, имеющих рекордно низкую пороговую плотность накачки, созданы лазерные диоды, работающих в непрерывном режиме при комнатной температуре. Данный цикл фундаментальных работ, выполненных главным образом в Физико-техническом институте им. А.Ф. Иоффе, определил направление исследований в области физики и технологии гетероструктур с предельным размерным квантованием и обеспечил приоритет России в этой области.
За основополагающие исследования в области физики полупроводниковых гетероструктур академик Ж. И. Алферов в 2000 году был удостоен Нобелевской премии по физике.
На заседаниях Президиума обсужден ряд важных физико-технических проблем энергетики, проблем развития современной энергетики. Из результатов в этой области отмечены исследования поведения заряженных макрочастиц в пылевой плазме различного происхождения, выполненных академиком В.Е. Фортовым с сотрудниками в Институте теплофизики экстремальных состояний Объединенного института высоких температур РАН. Впервые получены упорядоченные структуры, подобные жидкому кристаллу из протяженных цилиндрических частиц в плазме тлеющего разряда постоянного тока. В эксперименте на борту орбитальной космической станции «МИР» и Международной космической станции получена уникальная информация о поведении микрочастиц в плазме в условиях микрогравитации.
Учеными Института энергетических исследований РАН выявлены основные тенденции развития мировой энергетики в последней четверти ХХ века, позволившие существенно скорректировать энергетические прогнозы, уточнить прогнозы развития энергетики России и СНГ.
В области механики и процессов управления в Институте проблем сверхпластичности металлов РАН исследована физическая природа явления сверхпластичности металлов и сплавов, ранее открытого доктором технических наук О.А. Кайбышевым. Установлено, что эффект ускорения кинетики формирования твердофазного соединения при сварке давлением в условиях сверхпластической деформации носит универсальный характер для сплавов, интерметаллидов и керамик. Разработана структурно-контролируемая интегральная технология формовки, совмещенная со сваркой давлением, в условиях низкотемпературной сверхпластичности. Разработаны ресурсо-сберегающие технологии получения точных осесимметричных заготовок большого диаметра из труднодеформируемых и малопластичных сплавов методом локальной сверхпластической деформации.
Учеными институтов Теоретической и прикладной механики и Гидродинамики СО РАН разработана концепция аэродинамических труб нового поколения, позволяющая адекватно моделировать сложные газодинамические процессы в гиперзвуковом диапазоне скоростей. Создана не имеющая аналогов по своим параметрам аэродинамическая труба адиабатического сжатия (АТ-303) с чистым рабочим газом. Труба АТ-303 обеспечивает адекватное моделирование полета воздушно-космических самолетов с ГПВРД в диапазоне чисел Маха от 7 до 20, оснащена современным многоканальным измерительным комплексом и оптической системой визуализации.
Большую научную важность представляют две работы, выполненные в Институте проблем управления им. В.А. Трапезникова. Разработан метод синтеза управления манипуляционными роботами для случаев, когда информация о состоянии имеет не количественный, а качественный характер. Полученные результаты, не имеющие аналогов, открывают новые возможности в управлении манипуляционными и транспортными роботами и при анализе двигательной активности в биомеханике.
Совместно с различными КБ авиационной промышленности разработаны и освоены в производстве не имеющие аналогов в мире высоконадежные струйно-газовые системы управления летательными аппаратами; такие системы без подвижных деталей, успешно эксплуатируются на многих типах летательных аппаратов.
Учеными Института системного анализа РАН и Московского государственного университета открыты новые типы обратных связей, позволяющие развить регулярный метод структурного синтеза нелинейных динамических систем и, тем самым, решить одну из центральных проблем теории управления.
В области химических наук среди наиболее крупных научно-технологических разработок последних лет следует отметить комплекс работ Института органической химии им. Н.Д. Зелинского и Института нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН по переработке природного газа в целевые продукты.
В Институте органической химии предложена оксиднометаллическая система с высоким содержанием решеточного кислорода, позволяющая при реакции с метаном получать синтез-газ с селективностью более 95% и легко регенерируемая при окислении воздухом.
В Институте нефтехимического синтеза РАН разработан новый способ окисления метана в синтез-газ расплавом оксида свинца, также легко регенерируемого при окислении воздухом, и предложены принципиально новые способы получения синтез-газа с использованием энергетических установок: двигателя внутреннего сгорания и ракетного двигателя.
Совокупность указанных разработок делает продукты переработки природного газа конкурентоспособными по сравнению с продуктами из нефти, особенно для северных регионов, избавляя их от необходимости завоза бензина и дизельного топлива.
В Институте проблем химической физики РАН впервые измерены термодинамические характеристики и электропроводность исходно газообразного гелия при давлениях многократного ударного сжатия от 100 до 230 гигапаскалей, близких к давлению предполагаемого плазменного перехода. При плотности свыше 0,7 г/см3 обнаружен резкий (на 5 порядков) рост электропроводности. Теплофизические свойства гелия при высоких давлениях и температурах необходимы для описания строения внешних слоев планет-гигантов. Эти данные вместе с ранее полученными результатами по электропроводности водорода в мультимегабарном диапазоне давлений позволяют определить размер электропроводящей области планет-гигантов Юпитера и Урана, оболочка которых состоит из смеси гелия и водорода.
В результате исследований процессов горения металлов в азоте, проведенных Институтом структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН, созданы высокоэффективные СВС-технологии получения нитридных керамических порошков. Совместными усилиями российских и испанских специалистов в Испании организовано полностью автоматизированное промышленное производство таких порошков.
Еще один пример научных разработок, доведенных до выпуска новой наукоемкой продукции. В Институте физико-химических проблем керамических материалов РАН разработана технология изготовления высокоэффективных катализаторов на основе керамического и металлического блочных носителей для очистки отработавших газов двигателей внутреннего сгорания. Организовано производство катализаторов для автомобилей, автобусов, стационарных агрегатов, машин для подземных работ, оснащенных двигателями внутреннего сгорания.
Новый каталитический состав для нейтрализации токсических выбросов бензиновых двигателей внутреннего сгорания, превосходящий европейский стандарт, разработан в Институте общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН. В этом катализаторе исключен родий, в три раза снижено содержание платины по сравнению с выпускаемыми за рубежом платино-родиевыми катализаторами аналогичного назначения.
Научные результаты фундаментального и прикладного характера получены в науках о жизни.
Ученые Института биоорганической химии им. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова продолжали исследования структуры и функций биологических макромолекул. Выделено более 500 новых природных пептидов и установлена их структура. Показано, что для разных тканей и органов млекопитающих характерен уникальный спектр содержащихся в них пептидов. Изменение пептидного спектра ткани может служить диагностическим маркером протекающих в ней патологических процессов. Ряд пептидов костного мозга, так называемых миелопептидов, проходит предклинические и клинические испытания.
В Институте биологии гена РАН открыто новое семейство генов человека, кодирующих белки, которые в комплексе с другими специфическими белками токсичны по отношению ко многим раковым клеткам. Один из таких генов (tag 7) использован для разработки нового метода иммуно-генотерапии опухолей.
Технология биологических микрочипов (биочипов), позволяющая проводить множественный параллельный экспресс-анализ биологического материала, создана в Институте молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН. Продемонстрирована возможность применения биочипов для быстрого выявления индивидуальной, генетической предрасположенности пациентов к определенным заболеваниям, для обнаружения и идентификации патогенных микроорганизмов, определения их устойчивости к антибиотикам.
В Институте микробиологии РАН разработан не имеющий аналогов в мире комплексный метод количественной оценки геохимической деятельности микроорганизмов в различных природных экосистемах. Использование этого метода позволило разработать принципиально новую технологию повышения отдачи нефтяных пластов путем активизации деятельности аэробных и анаэробных микроорганизмов, обитающих в месторождениях нефти. Внедрение этой технологии на нефтяных месторождениях АО «Татнефть» и в ряде других нефтяных регионов России позволило получить дополнительно более 500 тысяч тонн нефти.
Ученые Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН впервые изолировали и описали ген, специфически связанный с оборонительным поведением. Полученные данные позволяют заключить, что определенные гены могут избирательно участвовать в одной из форм поведения животного.
В Институте почвоведения МГУ-РАН заложены основы учения о структурно-функциональной роли почв в биосфере — нового направления в современном почвоведении. Составлена «Карта почвенно-экологического районирования Восточно-Европейской равнины», содержащая обширную информацию о разнообразии почв и природных условий, необходимую для экологически обоснованного использования земельных ресурсов и сохранения биологического разнообразия. Создан «Атлас опустынивания почвенного покрова на территории России».
Институтом проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова совместно с Министерством природных ресурсов Российской Федерации подготовлена и опубликована «Красная книга Российской Федерации. Животные». В нее занесены 414 редких и находящихся под угрозой исчезновения видов диких животных (155 видов беспозвоночных и 259 видов позвоночных).
Институтом Дальневосточного отделения РАН разработана стратегия сохранения биоразнообразия Сихотэ-Алиня, основанная на электронных базах данных по основным компонентам биоразнообразия.
Завершено издание 14-томной сводки «Флоры Сибири» — фундаментального труда Центрального Сибирского ботанического сада, подводящего итог двухвековому флористическому исследованию сосудистых растений Сибири — от Урала до Дальнего Востока.
В области палеобиологии оформилось новое направление — бактериальная палеонтология. На основе результатов Палеонтологического института и Института микробиологии РАН формируются новые концепции осадкообразования и происхождения ряда полезных ископаемых, переоцениваются перспективы нефтегазоносности древнейших (докембрийских) толщ. Более достоверным становится изучение внеземных биоморфных структур.
Науки о Земле.
В Институте геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии (ИГЕМ) РАН впервые дано научное обоснование принципиальной возможности надежной геохимической изоляции высокорадиоактивных отходов и облученного ядерного топлива в недрах Земли. Разработаны основы надежной изоляции таких отходов и высокотоксичных загрязнителей в геологических формациях, различных по составу, состоянию и глубине залегания. Выявлены геохимические типы ландшафтов, элементы которых обладают способностью к радиационному самоочищению или к накапливанию радионуклидов на геохимических барьерах. Выявленные закономерности составляют научную основу для разработки мер по реабилитации радиационно загрязненных территорий.
В итоге активного изучения Мирового океана, Антарктиды и Арктических морей России в морских экспедициях 1995-2000 годов учеными Геологического института и Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского (ГЕОХИ) РАН обоснованы принципиальные отличия возраста, истории, геологического строения, геохимии пород, рудоносного ложа Тихого, Атлантического и Индийского океанов и арктических морей.
В ИГЕМ и Институте океанологии РАН им. П.П. Ширшова детально охарактеризованы минералого-геохимические особенности океанских сульфидных руд в различных геодинамических обстановках, открыты и изучены принципиально новые гидротермальные системы в зонах океанического спрединга.
Институт литосферы окраинных и внутренних морей РАН составил геологические карты арктических морей и Охотского моря как основы оценки их минерагенического потенциала. Совместные работы с институтами МПР России позволили дать научное обоснование нефтегазоносности шельфовых областей и количественную оценку ресурсов.
В ИГЕМ и ГЕОХИ впервые получены уникальные данные о дальности распространения и характере стока северных рек в Арктический бассейн, о гидрохимических параметрах, биопродукции, геохимии донных осадков. На их основе разработана целостная концепция изотопно-геохимической идентификации полей распределения влияния речных и морских потоков.
Ряд уникальных открытий, связанных с генезисом алмазов в кимберлитах, лапроитах, метаморфических породах и получением искусственных алмазов сделан в Институте минералогии и петрографии Сибирского отделения РАН. Разработан метод диагностики микроалмазов в минералах метаморфических пород, позволивший впервые в мире обосновать, что давление при метаморфизме пород земной коры могут превышать 40 килобар. Это дало возможность существенно расширить схему фаций метаморфизма в сторону высоких давлений и в значительной степени предопределило открытие алмазоносных метаморфических пород в различных регионах мира (Германия, Греция, Норвегия).
В области экспериментальной минералогии впервые в мировой практике реализовано выращивание алмазов массой до 6 карат с заданными свойствами на многопуансонной аппаратуре высоких давлений.
Последние годы отмечены некоторой активизацией экспедиционных исследований Мирового океана. В 1998 г. ученые РАН и Росгидромета провели уникальную комплексную высокоширотную экспедицию, в результате которой в Северном Ледовитом океане впервые в мире установлена стационарная трансарктическая система дистанционного акустического зондирования, которая успешно функционирует. Она позволила получить результаты, подтверждающие повышение температуры атлантических вод в Арктическом бассейне примерно на 0,8°С в год.
Проведен цикл глубоководных исследований с помощью глубинных обитаемых аппаратов «МИР», в результате которых открыты глубинные минерализованные гидротермальные поля на дне океанов и изучены процессы современного рудообразования на глубинах 3-5 км при температурах 300-4000С, выявлены обширные залежи полезных ископаемых (сульфиды, тяжелые металлы), представляющие промышленный интерес.
Ученые РАН разработали уникальные глобальные и региональные климатические модели, позволяющие получать теоретические оценки диагностики и прогноза глобального климата. Получены достоверные оценки изменения температуры воздуха на территории России, подтверждающие идущие во многих регионах процесс потепления в нижних слоях атмосферы. На больших же высотах (30-90 км) на основе обобщения разнообразных (ракетных, радиофизических и спектрофотометрических) данных впервые обнаружен значительный отрицательный тренд температуры воздуха (до одного градуса Кельвина в год). По данным ледникового керна, взятого из скважины в Антарктиде, восстановлены характеристики истории климата Земли на протяжении почти 400 тысяч лет.
В последнее пятилетие, когда более четко определились задачи гуманитарных и общественных наук, исследования во многих их направлениях отмечены значительными достижениями.
В области философии учеными Академии разработана концепция типов цивилизационного развития, которая способна синтезировать цивилизационный и формационный подходы к анализу мировых исторических процессов. Завершено издание многотомной философской энциклопедии, в которой в систематической форме изложены современные достижения мировой философской науки.
Институтом государства и права РАН разработана концепция юридической аксиологии, в основе которой лежит осознание значения и ценности права, государства, прав и свобод человека как важнейших составных частей проводимых в России преобразований. Обоснована идея о зависимости устойчивого общественного развития от состояния прав человека и эффективности действия механизма защиты прав и свобод.
Ученые-социологи Академии опубликовали такие труда, как «Российская социологическая энциклопедия», «Социологический энциклопедический словарь», 4-томная «История теоретической социологии».
Результатами фундаментальных исследований в области экономических наук стали теоретические разработки, многие из которых получили международное признание, в том числе: ·
теория национального дивиденда, обосновывающая кардинальное изменение механизмов присвоения национального богатства в направлении его эффективного использования в интересах ускоренного социально-экономического прогресса российского общества; ·
теория экономической основы федеративных отношений в системе российской государственности; ·
теория эволюции макроэкономики, опровергающая фундаментальные установки так называемого «вашингтонского консенсуса», послужившие теоретическим фундаментом политики «реформаторского периода»; ·
основные параметры экономической и внешнеэкономической безопасности страны и др.
Эти теоретические разработки легли в основу ряда аналитических записок и докладов, направленных в Правительство Российской Федерации, министерства и ведомства, более двух тысяч монографий, сборников, учебников.
Цементирующим стержнем всех этих материалов явились поиск путей обеспечения условий для динамичного развития экономики и обоснование позиции, согласно которой формирование так называемой рыночной экономики не может явиться целью социально-экономической стратегии. Упор был сделан на решения, направленные на максимальное использование имеющегося потенциала роста в самом широком смысле этого слова, что в современных условиях означает ориентацию на решение социальных задач, развитие науки, культуры, образования и т.д.
Исследования по проблемам мировой экономики и международных отношений были сконцентрированы на происходящих в мировом хозяйстве и на политической карте мира фундаментальных сдвигах. Основные усилия были направлены на выявление объективного характера процессов глобализации и регионализации, места и роли в них России и особенностям ее интеграции в мировое сообщество.
Институтом мировой экономики и международных отношений РАН на основе выявленных тенденций экономического и социального развития в 90-е годы ХХ столетия ведущих стран и регионов мира — разработаны наиболее вероятные сценарии перспектив развития главных отраслей мировой промышленности, сельского хозяйства и транспорта, конъюнктуры основных товарных и финансовых рынков. Впервые в российской науке мировое хозяйство рассмотрено как единая система взаимосвязей, неотъемлемой частью которой стала российская экономика.
Институтом США и Канады РАН выполнено первое в отечественной науке комплексное исследование проблем США, в том числе во внешней и внутренней политике, в военном строительстве, в других сферах экономической и социальной жизни, во взаимосвязи с меняющимися тенденциями мирового развития.
Институтом Европы РАН завершено исследование, в котором дана максимально полная картина основных тенденций, определяющих перспективу развития европейских стран в первые десятилетия XXI века. Проанализированы возможности органичного вхождения России и других постсоветских государств в будущее общеевропейское политическое и экономическое пространство.
Рассекречивание ранее закрытых архивов сделало возможным подлинный прорыв в изучении и публикации документов по истории России ХХ в. Издано 6 томов документов Коминтерна; опубликованы секретные материалы РКП(б), отражающих государственную политику в отношении Русской православной церкви в 1920-х годах; изданы документы по истории крестьянского движения и советской деревни в период НЭПа и коллективизации; введены в научный оборот архивные материалы по истории «холодной войны». Без доступа к этим источникам невозможно объективное воссоздание ключевых моментов российской и мировой истории ХХ столетия.
Существенным вкладом в изучение отечественной истории стало выполненное под руководством академика Б.В. Ананьича исследование о природе власти и истории реформ и реформаторства в России, охватывающее период с конца XV века и до рубежа 1920-1930-х годов. Исследована эволюция самодержавия, рост, кризис и гибель Российской империи, влияние имперских традиций на государственную систему, сложившуюся в России в результате революции 1917 г.
Выдающиеся успехи достигнуты в археологических исследованиях средневекового Новгорода. За последние годы работы Новгородской археологической экспедиции, руководимой академиком В.Л. Яниным, собрание берестяных грамот пополнилось почти тремя сотнями новых находок, что существенно расширяло круг письменных источников по истории Древней Руси. Мировым открытием стало обнаружение в слоях X — начала XI вв. — рукописной книги — «Новгородской псалтири», возраст которой примерно на 50 лет превосходит возраст Остромирова Евангелия.
В области филологических наук основное внимание было сконцентрировано на подготовке изданий к 200-летию со дня рождения А.С. Пушкина. Вышло в свет 8-томное издание «А.С. Пушкин. Рабочие тетради». Это уникальное в мировой научной и издательской практике факсимильное воспроизведение рукописей А. С. Пушкина объемом свыше 2000 листов является истоковедческим фундаментом дальнейшего развития отечественного и мирового пушкиноведения.
В 1998 г. опубликован фундаментальный коллективный труд «Образ России. Русская культура в мировом контексте», заложивший методологические основы многотомной междисциплинарной международной серии исследований «Образ России в культуре других стран. Образы других стран в культуре России».
Важным событием в литературоведении стало завершение публикации в 1998 г. первой серии издания «Литературное наследие» в 100 томах. Издание, подготовленное Институтом мировой литературы им. А.М. Горького РАН с учетом последних достижений текстологии и литературоведения, включает никогда ранее не публиковавшиеся произведения классиков русской литературы, а также посвященные им научные исследования.
В 1997 г. Институт русского языка РАН завершил издание фундаментального «Диалектологического атласа русского языка. Европейская часть СССР» в трех выпусках. Атлас включает материалы обследования около 5000 населенных пунктов на территории древнейшего поселения русских, характеризует состояние русских народных говоров середины ХХ в. и содержит уникальные сведения, необходимые для изучения процессов образования и развития русского национального языка с древнейших эпох.
Фундаментальная задача — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Cтраница 1
Фундаментальная задача состоит в следующем: формула (14.2) написана в приближении узких резонансов. Как именно ее следует исправить, чтобы получить более точное выражение. [1]
Фундаментальная задача возникает в связи с течением газа около параллельной набегающему потоку плоской пластины с заостренными кромками. Если число Рейнольдса Re pooVocX / j — ioo, вычисленное по длине пластины, очень велико, то обычная картина потенциального течения с пограничным слоем справедлива везде, за исключением окрестности передней и задней кромок. Оценки, основанные на недавних работах Стюарт-сона [150] и Месситера [151], показывают, что число Кнудсена на задней кромке является величиной порядка MooRe-3 / 4, где Моо — число Маха набегающего потока.
[2]
Фундаментальные задачи науки — объективная оценка существующего знания и приращение нового знания — оказываются тесно связанными между собой, и в работе делается попытка раскрыть эту связь. Проблемное изложение материала предполагает оценку нынешнего состояния научного знания в экономической социологии, а также выделение рационального ядра ( проверенных и доказанных положений) науки, представляющего собой фундамент для поиска новых подходов и приращения нового знания. [3]
Фундаментальная задача анализа электрических систем состоит в том, чтобы математически связать характеристики системы с характеристиками отдельных элементов в зависимости от способа сочетания этих элементов. Задача синтеза сводится к нахождению, но крайней мере, одной совокупности характеристик, компонентов системы и способа соединения этих компонентов для получения с допустимой степенью приближения заданной совокупности характеристик системы.
[4]
Фундаментальная задача нестационарной плановой фильтрации для совершенных скважин решается для условий откачки и скважины с постоянным дебитом Q, проходящей, начиная с момэнта времени t — 0, в неограниченном изолированном пласте. Решение поставл-знной задачи сводится к интегрированию дифференциального уравнения ( 16 гл. [5]
Фундаментальной задачей является установление связи этих фугитив-ностей с составами смесей, поскольку при разработке процессов химической технологии интересуются именно такими составами. [6]
Фундаментальной задачей для сети каналов ( как, например, для КМД) является задача о нахождении вычислимой характе-ризации области пропускной способности. Следует обратить внимание на несколько аспектов атой задачи. Во-первых, определения 2.1 и 2.6 области пропускной способности отражают пессимистическую точку зрения. Оптимист был бы удовлетворен существованием бесконечной последовательности таких кодов. Можно, однако, показать ( см. задачу 22), что оптимистический подход всегда приводит к той же области пропускной способности, что и подход, принятый в тексте. Эквивалентность двух определений для КМД очевидна, конечно, из доказательства теоремы 2.4. Во-вторых, в то время как выбор между оптимистическим и пессимистическим подходами не влияет на область пропускной способности сети каналов, использование максимальной вероятности ошибки вместо средней приводит, вообще говоря, к меньшей области пропускной способности. Однако при использовании стохастических кодеров оба критерия точности приводят к одной и той же области пропускной способности. В-третьих, заметим, что по крайней мере для сетей каналов, имеющих более одного выхода, область е-пропускной способности ( для средней вероятности ошибки) может превышать область пропускной способности, если Е велико; см. задачи 6, 8 и 2.5.11. Неизвестно, может ли это произойти для любого Е или для сетей каналов с одним выходом.
[7]
Фундаментальной задачей является установление связи этих фугитивностей с составами смесей, поскольку при разработке процессов химической технологии интересуются именно такими составами. В последующем изложении мы будем пренебрегать влиянием поверхностных сил, гравитацией, электрическими или магнитными силами, а также другими специальными условиями, которые редко имеют место в химической промышленности. [8]
Фундаментальной задачей статистики является выбор стратегии в задаче статистического решения, которая была бы оптимальна относительно некоторой конкретной меры качества. [9]
Наиболее фундаментальной задачей химической кинетики является построение теории реакционной способности вещества, позволяющей предсказывать механизм реакции и определять значения кинетических параметров расчетным путем. В настоящее время эта задача далека от решения, так что экспериментальная оценка кинетических параметров и выяснение механизма реакции представляют значительную ценность.
[10]
Такова фундаментальная задача, которую надлежит решить европейским странам. [11]
Это фундаментальная задача, которая касается по сути дела всех моментов, охваченных в настоящей главе, о макроскопических зарядах и их взаимодействии. [12]
Три фундаментальные задачи науки — объективная оценка существующего знания, приращение нового знания и преподавание научного знания оказываются тесно связанными между собой. В учебнике сделана попытка раскрыть именно такую связь. [13]
Для фундаментальной задачи — случая постоянной концентрации на входной границе потока, характеризующегося неизменной скоростью v в направлении оси х, и однородных начальных условий ( разд. [14]
Решение фундаментальной задачи для системы (4.29) — (4.32) аналогично приведенному в разд. Важно заметить, что и в случае гетерогенной блоковой среды массоперенос может рассматриваться на квазистационарном влажностном фоне.
[15]
Страницы: 1 2 3 4
1.2 Научный процесс – Концепции биологии – 1-е канадское издание
Перейти к содержанию
Глава 1: Введение в биологию
К концу этого раздела вы сможете:
- Определить общие характеристики естественных наук
- Понимать процесс научного исследования
- Сравните индуктивное рассуждение с дедуктивным умозаключением
- Опишите цели фундаментальной и прикладной науки
Подобно геологии, физике и химии, биология — это наука, собирающая знания о мире природы. В частности, биология изучает жизнь. Открытия в биологии делаются сообществом исследователей, которые работают индивидуально и вместе, используя согласованные методы. В этом смысле биология, как и все науки, является общественным предприятием, как политика или искусство. Методы науки включают тщательное наблюдение, ведение записей, логические и математические рассуждения, экспериментирование и представление выводов на рассмотрение другим. Наука также требует значительного воображения и творчества; хорошо спланированный эксперимент обычно называют элегантным или красивым. Как и политика, наука имеет большое практическое значение, и некоторые науки посвящены практическим приложениям, таким как профилактика болезней. Другая наука развивается в основном из любопытства. Какова бы ни была ее цель, несомненно, что наука, включая биологию, изменила человеческое существование и будет продолжать это делать.
На этой микрофотографии бактерия визуализируется с помощью сканирующего электронного микроскопа и цифровой окраски.Посмотрите видео о редукционном подходе западной науки.
Биология — это наука, но что такое наука? Что объединяет изучение биологии с другими научными дисциплинами? Наука (от латинского scientia, — «знание») можно определить как знание о мире природы.
Наука — это очень специфический способ изучения или познания мира. История последних 500 лет показывает, что наука — очень мощный способ познания мира; он в значительной степени ответственен за технологические революции, которые произошли за это время. Однако есть области знаний и человеческого опыта, к которым нельзя применить научные методы. К ним относятся такие вещи, как ответы на чисто моральные вопросы, эстетические вопросы или вопросы, которые в целом можно отнести к категории духовных вопросов. Наука не может исследовать эти области, потому что они находятся вне сферы материальных явлений, явлений материи и энергии, не могут быть наблюдаемы и измерены.
Научный метод — это метод исследования с определенными этапами, который включает эксперименты и тщательное наблюдение. Шаги научного метода будут подробно рассмотрены позже, но одним из наиболее важных аспектов этого метода является проверка гипотез. Гипотеза – это предполагаемое объяснение события, которое можно проверить. Гипотезы или предварительные объяснения , как правило, производятся в контексте научной теории. научная теория — это общепринятое, тщательно проверенное и подтвержденное объяснение совокупности наблюдений или явлений. Научная теория является основой научного знания. Кроме того, во многих научных дисциплинах (в меньшей степени в биологии) существуют научные законы, часто выраженные в математических формулах, которые описывают, как элементы природы будут вести себя в определенных конкретных условиях. Нет эволюции гипотез через теории к законам, как если бы они представляли некоторый рост уверенности в отношении мира. Гипотезы — это повседневный материал, с которым работают ученые, и они разрабатываются в контексте теорий. Законы — это краткие описания частей мира, поддающиеся формульному или математическому описанию.
Естественные науки
Что вы ожидаете увидеть в музее естествознания? Лягушки? Растения? Скелеты динозавров? Экспонаты о том, как работает мозг? Планетарий? Драгоценные камни и минералы? А может все перечисленное? Наука включает в себя такие разнообразные области, как астрономия, биология, информатика, геология, логика, физика, химия и математика. Однако те области науки, которые связаны с физическим миром и его явлениями и процессами, считаются естественными науками. Таким образом, музей естественных наук может содержать любой из перечисленных выше предметов.
Рисунок 1.16 Некоторые области науки включают астрономию, биологию, информатику, геологию, логику, физику, химию и математику. Нет полного согласия, когда речь заходит об определении того, что включают в себя естественные науки. Для некоторых специалистов естественными науками являются астрономия, биология, химия, науки о Земле и физика. Другие ученые предпочитают делить естественные науки на науки о жизни, которые изучают живые существа и включают биологию, и физические науки, которые изучают неживую материю и включают астрономию, физику и химию. Некоторые дисциплины, такие как биофизика и биохимия, основаны на двух науках и являются междисциплинарными.
Научное исследование
Одна вещь является общей для всех форм науки: конечная цель «познать». Любознательность и исследование — движущие силы развития науки. Ученые стремятся понять мир и то, как он устроен. Используются два метода логического мышления: индуктивное рассуждение и дедуктивное рассуждение.
Индуктивное рассуждение — это форма логического мышления, которая использует связанные наблюдения, чтобы прийти к общему заключению. Этот тип рассуждений распространен в описательной науке. Специалист по жизни, такой как биолог, делает наблюдения и записывает их. Эти данные могут быть качественными (описательными) или количественными (состоящими из чисел), а исходные данные могут быть дополнены рисунками, картинками, фотографиями или видео. Из многих наблюдений ученый может сделать выводы (индукции), основанные на доказательствах. Индуктивное рассуждение включает в себя формулирование обобщений, сделанных на основе тщательного наблюдения и анализа большого количества данных. Исследования мозга часто работают таким образом. Многие мозги наблюдают, пока люди выполняют задачу. Часть мозга, которая загорается, указывая на активность, затем демонстрируется как часть, контролирующая реакцию на эту задачу.
Дедуктивное рассуждение или дедукция — это тип логики, используемый в науке, основанной на гипотезах. В дедуктивных рассуждениях модель мышления движется в противоположном направлении по сравнению с индуктивными рассуждениями. Дедуктивное рассуждение — это форма логического мышления, использующая общий принцип или закон для прогнозирования конкретных результатов. Исходя из этих общих принципов, ученый может экстраполировать и предсказать конкретные результаты, которые будут верны до тех пор, пока верны общие принципы. Например, прогноз может заключаться в том, что если климат в регионе становится теплее, распределение растений и животных должно измениться. Были проведены сравнения между распределениями в прошлом и настоящем, и многие обнаруженные изменения согласуются с потеплением климата. Обнаружение изменения в распределении свидетельствует о том, что вывод об изменении климата является верным.
Оба типа логического мышления связаны с двумя основными направлениями научного исследования: описательной наукой и наукой, основанной на гипотезах. Описательная (или исследовательская) наука направлена на наблюдение, исследование и открытие, в то время как наука, основанная на гипотезах, начинается с конкретного вопроса или проблемы и потенциального ответа или решения, которое можно проверить. Граница между этими двумя формами исследования часто размыта, потому что большинство научных усилий сочетают оба подхода. Наблюдения приводят к вопросам, вопросы приводят к формированию гипотезы как возможного ответа на эти вопросы, а затем гипотеза проверяется. Таким образом, описательная наука и наука, основанная на гипотезах, находятся в постоянном диалоге.
Биологи изучают живой мир, задавая вопросы о нем и ища научно обоснованные ответы. Этот подход характерен и для других наук, и его часто называют научным методом. Научный метод применялся еще в древние времена, но впервые он был задокументирован английским сэром Фрэнсисом Бэконом (1561–1626), который разработал индуктивные методы для научных исследований. Научный метод используется не только биологами, но может применяться практически ко всему как метод логического решения проблем.
Рис. 1.17 Сэр Фрэнсис Бэкон считается первым, кто задокументировал научный метод. Научный процесс обычно начинается с наблюдения (часто проблемы, которую нужно решить), которая приводит к вопросу. Давайте подумаем о простой задаче, которая начинается с наблюдения, и применим научный метод для ее решения. Однажды утром в понедельник ученик приходит в класс и быстро обнаруживает, что в классе слишком жарко. Это наблюдение также описывает проблему: в классе слишком тепло. Затем ученик задает вопрос: «Почему в классе так тепло?»
Напомним, что гипотеза — это предполагаемое объяснение, которое можно проверить. Для решения проблемы можно предложить несколько гипотез. Например, одной из гипотез может быть: «В классе тепло, потому что никто не включил кондиционер». Но могут быть и другие ответы на вопрос, и поэтому могут быть предложены другие гипотезы. Второй гипотезой может быть: «В классе тепло, потому что отключилось электричество, и поэтому кондиционер не работает».
После выбора гипотезы можно сделать прогноз. Прогноз похож на гипотезу, но обычно имеет формат «Если . . . тогда . . . ». Например, предсказание для первой гипотезы может быть таким: « Если ученик включит кондиционер, , затем , в классе не будет слишком жарко.
Гипотеза должна быть поддающейся проверке, чтобы убедиться, что она верна. Например, гипотеза, основанная на том, что думает медведь, не поддается проверке, потому что никогда нельзя узнать, что думает медведь. Он также должен быть фальсифицируемым, то есть его можно опровергнуть экспериментальными результатами. Примером неопровержимой гипотезы является «Боттичелли Рождение Венеры прекрасно». Нет никакого эксперимента, который мог бы показать, что это утверждение ложно. Чтобы проверить гипотезу, исследователь проведет один или несколько экспериментов, направленных на устранение одной или нескольких гипотез. Это важно. Гипотеза может быть опровергнута или исключена, но никогда не может быть доказана. Наука не занимается доказательствами, как математика. Если в ходе эксперимента не удается опровергнуть гипотезу, то мы находим подтверждение этому объяснению, но это не означает, что в будущем не будет найдено лучшего объяснения или будет найден более тщательно спланированный эксперимент, опровергающий гипотезу.
В каждом эксперименте будет одна или несколько переменных и один или несколько элементов управления. Переменная — это любая часть эксперимента, которая может варьироваться или изменяться в ходе эксперимента. Контроль – это часть эксперимента, которая не изменяется. Найдите переменные и элементы управления в следующем примере. В качестве простого примера можно провести эксперимент для проверки гипотезы о том, что фосфат ограничивает рост водорослей в пресноводных прудах. Ряд искусственных прудов наполняется водой, и половина из них обрабатывается путем добавления фосфата каждую неделю, а другая половина обрабатывается путем добавления соли, которая, как известно, не используется водорослями. Переменной здесь является фосфат (или отсутствие фосфата), экспериментальные или лечебные случаи — это пруды с добавлением фосфата, а контрольные пруды — это пруды с добавлением чего-то инертного, например, соли. Простое добавление чего-то также является контролем против возможности того, что добавление дополнительного вещества в пруд может иметь эффект. Если в обработанных прудах наблюдается меньший рост водорослей, то мы нашли подтверждение нашей гипотезы. Если нет, то мы отвергаем нашу гипотезу. Имейте в виду, что отказ от одной гипотезы не определяет, могут ли быть приняты другие гипотезы; он просто исключает одну неверную гипотезу. С помощью научного метода отвергаются гипотезы, противоречащие экспериментальным данным.
В приведенном ниже примере научный метод используется для решения повседневной проблемы. Какая часть в приведенном ниже примере является гипотезой? Какой прогноз? По результатам эксперимента подтверждается ли гипотеза? Если это не подтверждается, предложите несколько альтернативных гипотез.
- Мой тостер не поджаривает мой хлеб.
- Почему мой тостер не работает?
- Что-то не так с электрической розеткой.
- Если что-то не так с розеткой, моя кофеварка тоже не будет работать при подключении к ней.
- Я включаю кофеварку в розетку.
- Моя кофеварка работает.
На практике научный метод не такой жесткий и структурированный, как может показаться на первый взгляд. Иногда эксперимент приводит к выводам, благоприятствующим изменению подхода; часто эксперимент ставит перед головоломкой совершенно новые научные вопросы. Во многих случаях наука не работает линейно; вместо этого ученые постоянно делают выводы и делают обобщения, находя закономерности в ходе своих исследований. Научное рассуждение сложнее, чем предполагает сам по себе научный метод.
Посмотрите видео о прогрессе науки.
Последние несколько десятилетий в научном сообществе ведутся споры о ценности различных видов науки. Стоит ли заниматься наукой просто ради получения знаний, или научные знания имеют ценность только в том случае, если мы можем применить их для решения конкретной проблемы или улучшения нашей жизни? Этот вопрос фокусируется на различиях между двумя типами науки: фундаментальной наукой и прикладной наукой.
Фундаментальная наука или «чистая» наука стремится расширить знания независимо от краткосрочного применения этих знаний. Он не ориентирован на разработку продукта или услуги, представляющих немедленную общественную или коммерческую ценность. Непосредственной целью фундаментальной науки является знание ради знания, хотя это не означает, что в конечном итоге оно не может привести к применению.
Напротив, прикладная наука или «технология» направлена на использование науки для решения реальных проблем, что позволяет, например, повысить урожайность, найти лекарство от конкретной болезни или спасти животных, которым угрожает естественная опасность. стихийное бедствие. В прикладной науке проблема обычно определяется для исследователя.
Некоторые люди могут воспринимать прикладную науку как «полезную», а фундаментальную науку как «бесполезную». Вопрос, который эти люди могут задать ученому, выступающему за приобретение знаний, будет звучать так: «Зачем?» Однако внимательное изучение истории науки показывает, что базовые знания привели к множеству замечательных применений, имеющих большое значение. Многие ученые считают, что перед разработкой приложения необходимо иметь базовое понимание науки; поэтому прикладная наука опирается на результаты, полученные с помощью фундаментальной науки. Другие ученые считают, что пора отходить от фундаментальной науки и вместо этого искать решения актуальных проблем. Оба подхода действительны. Это правда, что есть проблемы, которые требуют немедленного внимания; однако немногие решения были бы найдены без помощи знаний, полученных благодаря фундаментальной науке.
Один из примеров того, как фундаментальная и прикладная наука могут работать вместе для решения практических задач, произошел после того, как открытие структуры ДНК привело к пониманию молекулярных механизмов, управляющих репликацией ДНК. Нити ДНК, уникальные для каждого человека, находятся в наших клетках, где они дают инструкции, необходимые для жизни. Во время репликации ДНК создаются новые копии ДНК незадолго до деления клетки с образованием новых клеток. Понимание механизмов репликации ДНК позволило ученым разработать лабораторные методики, которые сейчас используются для выявления генетических заболеваний, выявления лиц, находившихся на месте преступления, и определения отцовства. Без фундаментальной науки маловероятно существование прикладной науки.
Другим примером связи между фундаментальными и прикладными исследованиями является проект «Геном человека», исследование, в ходе которого каждая хромосома человека была проанализирована и нанесена на карту для определения точной последовательности субъединиц ДНК и точного местоположения каждого гена. (Ген — это основная единица наследственности; полная коллекция генов человека — это его или ее геном.) Другие организмы также изучались в рамках этого проекта, чтобы лучше понять хромосомы человека. Проект «Геном человека» основывался на фундаментальных исследованиях, проведенных с нечеловеческими организмами, а затем и с геномом человека. В конечном итоге важной конечной целью стало использование данных для прикладных исследований в поисках лекарств от генетически связанных заболеваний.
Рис. 1.19 Проект «Геном человека» — это 13-летняя совместная работа исследователей, работающих в нескольких различных областях науки. Проект был завершен в 2003 году.Несмотря на то, что исследования как в фундаментальной, так и в прикладной науке обычно тщательно планируются, важно отметить, что некоторые открытия делаются по счастливой случайности, то есть благодаря счастливой случайности или счастливому сюрпризу. Пенициллин был открыт, когда биолог Александр Флеминг случайно оставил чашку Петри с Бактерии Staphylococcus открыты. Нежелательная плесень выросла, убивая бактерии. Плесень оказалась Penicillium , и был открыт новый антибиотик. Даже в высокоорганизованном мире науки удача — в сочетании с наблюдательным и любопытным умом — может привести к неожиданным прорывам.
Независимо от того, является ли научное исследование фундаментальной наукой или прикладной наукой, ученые должны делиться своими открытиями с другими исследователями, чтобы расширять и развивать свои открытия. Коммуникация и сотрудничество внутри и между поддисциплинами науки являются ключом к продвижению научных знаний. По этой причине важным аспектом работы ученого является распространение результатов и общение с коллегами. Ученые могут обмениваться результатами, представляя их на научном собрании или конференции, но такой подход может охватить лишь ограниченное число присутствующих. Вместо этого большинство ученых представляют свои результаты в рецензируемых статьях, которые публикуются в научных журналах. Рецензируемые статьи — это научные статьи, которые рецензируются, как правило, анонимно коллегами ученого или коллегами. Эти коллеги являются квалифицированными специалистами, часто экспертами в той же области исследований, которые судят о том, подходит ли работа ученого для публикации. Процесс рецензирования помогает гарантировать, что исследование, описанное в научной статье или заявке на получение гранта, является оригинальным, значимым, логичным и тщательным. Предложения о грантах, которые представляют собой запросы на финансирование исследований, также подлежат экспертной оценке. Ученые публикуют свои работы, чтобы другие ученые могли воспроизвести свои эксперименты в аналогичных или других условиях, чтобы расширить результаты. Экспериментальные результаты должны согласовываться с выводами других ученых.
Многие журналы и популярные издания не используют систему рецензирования. В настоящее время доступно большое количество онлайн-журналов с открытым доступом, журналы со статьями, доступными бесплатно, многие из которых используют строгие системы рецензирования, но некоторые из них этого не делают. Результаты любых исследований, опубликованных на этих форумах без рецензирования, ненадежны и не должны служить основой для другой научной работы. В одном из исключений журналы могут разрешить исследователю цитировать личное сообщение другого исследователя о неопубликованных результатах с разрешения цитируемого автора.
Биология — это наука, изучающая живые организмы и их взаимодействие друг с другом и с окружающей их средой. Наука пытается описать и понять природу Вселенной полностью или частично. Наука имеет много областей; те области, которые связаны с физическим миром и его явлениями, считаются естественными науками.
Гипотеза – это предварительное объяснение наблюдения. Научная теория — это хорошо проверенное и последовательно проверенное объяснение ряда наблюдений или явлений. Научный закон — это описание, часто в форме математической формулы, поведения аспекта природы при определенных обстоятельствах. В науке используются два типа логических рассуждений. Индуктивное рассуждение использует результаты для получения общих научных принципов. Дедуктивное рассуждение — это форма логического мышления, которая предсказывает результаты, применяя общие принципы. Общей чертой всех научных исследований является использование научного метода. Ученые представляют свои результаты в рецензируемых научных статьях, публикуемых в научных журналах.
Наука может быть фундаментальной или прикладной. Основная цель фундаментальной науки — расширить знания, не ожидая краткосрочного практического применения этих знаний. Однако основной целью прикладных исследований является решение практических задач.
прикладная наука: форма науки, которая решает проблемы реального мира
фундаментальная наука: наука, которая стремится расширить знания независимо от краткосрочного применения этих знаний
контроль: часть эксперимента, которая не меняется в ходе эксперимента стремится наблюдать, исследовать и находить вещи
фальсифицируемые: могут быть опровергнуты экспериментальными результатами
гипотеза : предполагаемое объяснение события, которое можно проверить
наука, основанная на гипотезах: форма науки, которая начинается с конкретного объяснения, которое затем проверяется : область науки, например биология, изучающая живые существа
естествознание: область науки, изучающая физический мир, его явления и процессы
рецензируемая статья: научный отчет, который рецензируется коллегами ученого перед публикацией : знание, которое охватывает общие истины или действие общих законов, особенно когда они получены и проверены научным методом
научный закон: описание, часто в форме математической формулы, поведения некоторых аспектов природы при определенных условиях
научный метод: метод исследования с определенными этапами, который включает эксперименты и тщательное наблюдение
научная теория: тщательно проверенное и подтвержденное объяснение наблюдений или явлений изменить или изменить
Атрибуция СМИ
- Рисунок 1. 14
- Цианобактерии НАСА © Public Domain
- Строматолиты на озере Фетида Рут Эллисон © CC BY-NC (Attribution NonCommercial)
- Рисунок 1.15 Эрика Эрбе, цифровая раскраска выполнена Кристофером Пули, оба из USDA, ARS, EMU. © Общественное достояние
- Рисунок 1.16 создан редактором изображений © CC BY (С указанием авторства)
- Рисунок 1.17 Поля ван Сомера I © Public Domain
- Рисунок 1.19 – Министерство энергетики США, проект «Геном человека» © Public Domain
License
Concepts of Biology — 1st Canadian Edition Чарльза Молнара и Джейн Гейр распространяется по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License, если не указано иное.
Поделиться этой книгой
Поделиться в Твиттере
Почему мы изменили Целевую группу по фундаментальным наукам
Домен Патрика Майерса, председатель отдела приобретенных заболеваний сердца Научная целевая группа в течение некоторого времени. Он проделал феноменальную работу, но у него было слишком много обязанностей в родном учреждении, чтобы продолжать возглавлять эту рабочую группу. После ухода Яна мы воспользовались возможностью еще раз взглянуть на Целевую группу по фундаментальным наукам и привлекли к ней группу различных клиницистов и ученых, занимающихся фундаментальными исследованиями. Мы также попросили Хуана Грау, директора отделения кардиоторакальной хирургии в Институте сердца и сосудов Долины в США, возглавить его.
Среди рассмотренных нами инициатив — другой способ интеграции фундаментальной науки со всеми другими областями, охватываемыми EACTS. Например, на ежегодном собрании каждая целевая группа обычно разрабатывает свою собственную тему и абстрактные сессии, и то же самое будет и с фундаментальной наукой. Хотя фундаментальная наука может быть очень интересна для практикующих клинических хирургов, она часто не очень актуальна для их практики и, возможно, не так интересна для них, как другой контент, который они могут использовать на Ежегодном собрании. Так что нам нужно было подумать об этом — много работы уходит на эти занятия по фундаментальной науке, так как же нам вызвать больший интерес? В связи с этим мы видим, что фундаментальная наука, которая лежит в основе интервенционных процедур, таких как TAVI и т. д., имеет решающее значение — фундаментальная наука о клапанах и биоинженерии жизненно важна для разработки новых устройств и методов лечения и, следовательно, важна для будущее обеих специальностей.
В результате мы вместе с Хуаном Грау усердно работали над обновлением подхода к фундаментальной науке. В результате у нас теперь есть сессии по фундаментальной науке на Ежегодном собрании этого года, которые интегрированы в более широкую научную программу. Например, на сессии по транскатетерным клапанам будут также рассмотрены основы науки о клапанах и их применении, что мы о них знаем и что мы можем от них ожидать.
Мы видели, что наши коллеги из кардиологии проявляют все больший интерес к такому подходу, и я думаю, что многие другие члены EACTS также приветствуют его. Сделав этот большой шаг, чтобы интегрировать его в более широкую программу, я чувствую, что фундаментальная наука теперь станет гораздо более заметной и доступной для практикующего хирурга, независимо от его специализации.
Хуан Грау, председатель Целевой группы по фундаментальным наукам
Что фундаментальные науки делают для кардиоторакальной хирургии? В целом, я бы резюмировал это так: это приносит объективность. Экспериментальный метод не имеет личности, у него нет повестки дня. Либо вещи работают, либо они не работают. Ваши эксперименты покажут вам, были ли вы правы, предполагая, что это именно тот механизм или техника, о которых вы думали. Учитывая мир, в котором мы живем сегодня, эта объективность имеет решающее значение.
Как ученый и как хирург, клиническая медицина очень ясна. Вы делаете операцию, все работает хорошо, и пациент выходит из больницы в лучшем виде. Теперь, как вы можете улучшить это? Как вы можете сделать его менее инвазивным, как вы можете сделать его более эффективным, как вы можете сделать его более упорядоченным? Для этого вам придется использовать инструменты фундаментальной науки, то есть вам придется провести эксперимент, разработать метод, протестировать его, утвердить, а затем реализовать. Эти фундаментальные принципы исследований и изысканий в целом очень здоровы. Это полезное напоминание для всех нас, клиницистов, о необходимости видеть и понимать ту планку, с которой мы должны встретиться. И мы должны соответствовать этой планке и даже превышать ее, если мы хотим, чтобы наши прорывные вмешательства стали популярными.
Вот почему нам нужно продолжать анализировать информацию и науку. В последнее время у нас были серьезные проблемы с крупными клиническими испытаниями, результаты которых были несколько запутанными или спорными. Это произошло потому, что статистические методы изменились или некоторые определения были изменены в ходе испытания. В свете этого понимание не только фундаментальных исследований, но и статистической методологии дает вам способность к аналитическому подходу и правильному суждению об информации, которая поступает к вам, и о том, что она вам говорит.
Так я бы описал фундаментальную науку. Это привносит объективность в медицину, которая иногда может ощущаться как искусство, как и наука, и говорит нам, что на самом деле происходит и почему.