• شنبه ۶ بهمن ماه، ۱۳۹۷ - ۱۰:۱۱
  • دسته بندی : علمی و آموزشی
  • کد خبر : 9711-2186-5
  • خبرنگار : 15180
  • منبع خبر : ----

انقلاب‌های علوم پایه‌ای

 بیش از 200 سال پیش در یکی از روزهای سال 1782، فیزیکدان و فیلسوف آلمانی، کریستوف لیچنبرگ در دفترچه خاطراتش نوشت: « از نظر عموم مردم، اختراع یک مسکّن بی‌عیب‌ونقص که در عرض چند لحظه دندان‌‌درد را ساکت کند، باارزش‌تر از کشف یک سیاره است. اما من نمی‌دانم روزم را با چه موضوعی مهم‌تر از اخبار سیاره جدید آغاز کنم». منظور لیچنبرگ سیاره اورانوس بود که یک سال از کشفش می‌گذشت.  
 
به گزارش ایسنا- منطقه خراسان، او تلویحا به این نکته اشاره می‌کند که علوم پایه- که از کنجکاوی نشات می‌گیرد- به اندازه کشف راهکارهای فنی مهم است؛ مسئله‌ای که امروزه - در دنیایی مبتنی بر نوآوری، تولید و اقتصاد- در مقایسه با 200 سال پیش، پررنگ‌تر شده است. ما امروز کامپیوترهای کارآمدی داریم که 100 سال پیش نداشتیم. نه به این دلیل که در این بین نیاز به کامپیوتر را حس کردیم و دست به اختراع آن‌ها زدیم؛ بلکه به خاطر اکتشافاتی که سال‌ها قبل در فیزیک پایه، الکترونیک مدرن و منطق ریاضیات روی داد.
 
واقعیت این است که کاربرد داشتن یا قابلیت تجسم، عنصر قدرتمندی در پذیرش و درک یک تحقیق علمی است. جای تعجب نیست که خودروهای نانو این همه در بین مردم محبوب‌اند، اما بعد از اهدا جایزه نوبل شیمی سال 2016 برای طراحی و ساخت ماشین‌های مولکولی، می‌پرسند: «چه کاربردی دارد؟».

دلیل مطرح کردن چنین سوالاتی چیست؟ پیش از هر چیز، درک علوم پایه برای افراد غیرمتخصص دشوار است، چون ذهن انسان همیشه به دنبال مثال‌های عینی است. دوم، جامعه بر این باور است که هر تحقیقی باید در قبال سرمایه‌گذارانش- که در بیشتر موارد مردم هستند- جوابگو باشد؛ پس باید کاربردی داشته باشد. سوم، در دنیایی با چالش‌های بی‌شمار، درک این که این گونه تحقیقات چگونه می‌توانند مشکلاتی همچون گرسنگی، جنگ، انرژی، تغییر اقلیم، سلامت و... را حل کنند، اگر نگوییم غیر ممکن، بسیار دشوار است. به این ترتیب محق دانستن تحقیقاتی که هیچ نتیجه بلافصلی ندارند، بسیار دشوار است و این تحقیقات دائما در تلاش برای جذب سرمایه‌اند.

علم کاربردی به بهبود و اصلاح می‌انجامد و علم محض به انقلاب و انقلاب‌ها

ترنس کیلی به تازگی کتابی نوشته در این خصوص که پیشرفت اقتصادی هیچ دینی به علوم پایه ندارد و در نتیجه نباید از سوی دولت حمایت شود. او می‌نویسد تولید نیروی بخار، تکنیک‌های استخراج و ذوب فلزات و کارخانه‌های پارچه‌بافی که آغازی بر انقلاب صنعتی در انگلستان بودند، مبتنی بر دانش و قوانین مهندسی مکانیک بودند که تاریخ‌شان به پیش از قرن هفدهم بازمی‌گشت و هیچ ربطی به انقلاب علمی قرن هفدهم (مکانیک نیوتونی، حساب دیفرانسیل و انتگرال) نداشتند. این درست است، اما مطمئنا در مورد بسیاری از پیشرفت‌های صنعتی صدق نمی‌کند.

جی. جی. تامسون -کاشف الکترون- در سخنرانی در 1916 می‌گوید: «علم کاربردی به بهبود و اصلاح می‌انجامد و علم محض به انقلاب و انقلاب‌ها- سیاسی یا علمی- پدیده‌های قدرتمندی هستند»

لطفا به قلب جامعه بروید و با تحقیقات پایه، الهام‌بخش مردم باشید

علم زندگی ما را غنی کرده است. بینش ما بر مبنای دانشی که از منظومه شمسی، رمزهای ژنتیکی، نحوه کارکرد خورشید، چرایی آبی بودن آسمان و گسترش گیتی به دست آورده‌ایم، شکل گرفته است.

علوم پایه به عنوان منبع الهام باارزش تلقی می‌شود. اوین ون دیشوک، ستاره‌شناس و شیمی‌دان هلندی و استاد فیزیک نجومی رصدخانه لیدن هلند بر این باور است که به دلیل تاثیر علم بر باورهای عمومی، اطلاع‌رسانی در خصوص کشفیات جدید به اندازه سود اقتصادی علم مهم است. به همین دلیل تلاش‌های زیادی برای ترویج علم کرده است از برنامه تلویزیونی Heel Holland Kijkt Sterren   در زمینه ستاره‌شناسی تا برگزاری کارگاه‌های آموزشی در دانشگاه و از جانمایی تلسکوپ بسیار بزرگ فیلم ذره‌ای آرامش (Quantum of Solace  ) جیمز باند تا اپلکیشن iSPEX. پیام او به همکارانش این است:« لطفا به قلب جامعه بروید و با تحقیقات پایه، الهام‌بخش مردم باشید».

احتمال دستیابی به کشفیاتی با سود اقتصادی بی‌شمار و اهمیت‌های کاربردی

علوم پایه اغلب منجر به کشف پدیده‌ها یا موادی می‌شود که سود اقتصادی و اهمیت کاربردی فراوانی دارند. کاسیمیر، فیزیکدان نظری و مدیر سابق تحقیقات فیلیپس، می‌گوید: «برخی می‌گویند نقش تحقیقات آکادمیک در نوآوری ناچیز است. این احتمالا بی‌معنی‌ترین حرفی است که تا به حال شنیده‌ام. آیا ترانزیستورها می‌توانستند توسط افرادی اختراع شوند که از مکانیک امواج یا نظریه کوانتومی جامدات بی‌اطلاع بودند. صنعت الکترونیک بدون کشف الکترون توسط افرادی مثل توماس و اچ. آ. لورنز وجود نداشت. قرار دادن سیم پیچ القایی در خودروهای موتوری کار شرکت‌های خودروساز نبود، بلکه قوانین القا چندین دهه قبل، توسط فارادی کشف شده بود. امواج الکترومغناطیس نه توسط شرکت‌های ارتباطات، بلکه توسط هرتز کشف شدند که بر زیبایی فیزیک تاکید می‌کرد و کارهایش را بر مبنای ملاحظات تئوریک ماکسول پیش می‌برد. به نظر من به سختی می‌توان نمونه‌ای از نوآوری‌های قرن بیستم ذکر کرد که به نوعی مرهون افکار علمی پایه نباشد».
 
برای سنجش سود بی‌اندازه‌ حاصل از علوم پایه، تلاش‌های زیادی انجام شده است؛ مطالعه‌ای که در سال 1991 توسط منسفلید انجام شد نشان داد سرمایه‌گذاری عمومی در زمینه علوم پایه، بازگشت سرمایه‌ای در حد 28 درصد داشته است. یک گروه بریتانیایی به تازگی تخمین زده است که شبکه جهان گستر که توسط سرن (سازمان پژوهش های هسته ای اروپا)  اختراع شد، پنج درصد از فروش شرکت‌های بزرگ را تولید می‌کند و این رقم تا پایان دهه حاضر به 20 درصد افزایش می‌یابد.

کمک به صنعت و مدل‌سازی صنعتی

ابزارها و روش‌هایی که برای تحقیق در زمینه علوم پایه تولید و طراحی می‌شوند، در دیگر حوزه‌ها هم کاربرد پیدا می‌کنند. مثلا شتاب‌دهنده‌ها؛ امروزه حدود 10 هزار شتاب‌دهنده در جهان وجود دارد و از این میان تنها 100 دستگاه برای هدف اولیه‌شان - تحقیق در فیزیک هسته‌ای یا فیزیک ذرات - به کار می‌روند. صنایع نیمه‌رسانا، استریلیزاسیون غذا، اقلام دارویی و فاضلاب و بیشتر تجهیزات موجود در یک کارخانه مدرن وسایل الکترونیکی از دیگر فناوری‌هایی هستند که از دل آزمایشگاه‌های آکادمیک سربرآورده‌اند. دتکتورهای کریستال که برای آزمایش در برخورددهنده LEP در سرن (CERN) تهیه شده‌اند، حالا برای تصویربرداری پزشکی در صدها بیمارستان به کار می‌روند. محاسباتی که ستاره‌شناس  « سیمون پورتژیز زوات » بر روی منظومه‌های ستاره‌ای انجام داد آنقدر پیچیده بود که برای انجام‌شان به تهیه ابرکامپیوترها و الگوریتم‌های هوشمند نیاز داشت. بعدها از این ابر کامپیوترها در دیگر زمینه‌ها نیز استفاده شد.

کاربرد عملی علم معمولا چندین دهه بعد آشکار می‌شود. فقط به نظریه درهم‌تنیدگی کوانتومی ( Quantum entanglement ) نگاهی بیندازید. در ابتدای قرن، آلبرت انیشتین و نیلز بور در مورد این که طبیعت مبتنی بر شانس و احتمال است یا نه، بحث‌های بسیار داغی داشتند. در 1964 جان بل، فیزیکدان بریتانیایی، آزمایش‌هایی برای بررسی این نظریه طراحی کرد که به قدری پیچیده بود که تا 51 سال بعد سایر دانشمندان نتوانستند از پس انجام آن برآیند. در 2016، کاربردهای عملی آن به سرعت آشکار شد و امروز همان‌طور که کارلو بیناکر، استاد فیزیک نظری دانشگاه لیدن می‌گوید:« تکنولوژی کوانتومی در حال زیر و رو کردن دنیای ماست». سیاست‌مداران نیز این موضوع را درک کرده‌اند به طوری که هنک کمپ، وزیر اقتصاد هلند، خواستار میلیاردها یورو سرمایه‌گذاری در زمینه تحقیقات تکنولوژی کوانتومی است.

تاثیر بر دانشجویان

محقق علوم پایه معمولا در خط مقدم دانش کار می‌کند. انجام تحقیقات در حوزه علوم پایه سال‌ها زمان می برد و تجربه تحصیل در این حوزه، تاثیر زیادی بر رشد شخصیتی دانشجویان این رشته می‌گذارد؛ از جمله  شکل‌گیری تفکر انتقادی، قدرت تحلیل و افزایش خلاقیت.

تحقیق علمی چالش‌برانگیز و بسیار فرساینده است. غلبه بر چالش‌های روزانه این نوع تحقیقات، به کار سخت و وقف خود نیاز دارد. استانداردها و قوانین سطح بالای روش علمی، به دانشجویان درستی و اعتمادپذیری، نظم‌بخشی به ذهن و تفکر انتقادی و تحلیلی می‌آموزد.

تاثیر بر جامعه

فارغ‌التحصیلان علوم پایه، کارکنان کارآمد و مستقلی هستند و می‌توانند در قالب پروژه‌های مشترک با محققان دیگر کشورها کار کنند. نیروی کار آگاه، در محیطی که به علت پیشرفت‌های تکنولوژیک دائما در حال تغییر است، اهمیت زیادی دارد.
 
بهترین تحقیقات من، همیشه با کنجکاوی آغاز شده‌اند

هرمان اورکلیفت، استاد برجسته بیوشیمی، در طول بیش از 25 سال گذشته، بی‌شمار «مولکول هدفمند» ساخته است که به تولید داروهای انحصاری منجر شده است. او می‌گوید: «بهترین تحقیقات من، همیشه با کنجکاوی آغاز شده‌اند».

دستیابی به اطلاعات سودمند

مطالعات بنیاد ملی علوم ایالات متحده آمریکا نشان می‌دهد 73 درصد از مقالاتی که در حق اختراعات صنعتی به آن‌ها ارجاع داده شده، در زمینه «علوم عمومی» و بیشتر علوم پایه بوده‌اند. آسک پلات، استاد علوم اطلاعات، می‌گوید: « پزشک ها و اطلاعات پایه بودند که ابولا را درمان کردند».
 
کمک به پزشکی

فقط با وجود علوم پایه است که تولید داروها و درمان‌های موثرتر با اثرات جانبی کمتر، امکان‌پذیر می‌شود. این تحقیقات ماهرانه و مبتنی بر نتایج آزمایشگاهی، برای درک مکانیسم‌های سلولی و مولکولی موثر در بروز اختلالات، اساسی است. به این ترتیب، علوم پایه، قلب فرایند «کشف داروهای جدید» است که به دانشمندان امکان می‌دهد مسیرهای زیستی معیوب را پیدا کنند.

انرژی و توسعه پایدار

جان زانن، استاد فیزیک نظری، به دنبال استفاده از ابررسانایی در حوزه نقل و انتقال انرژی است. این پدیده به صورت اتفاقی توسط هیک کامرلینگ اونز در 1911 کشف شد. ابررسانایی در حال حاضر در قطارهای معلق، اسکنرهای MRI و شتاب‌دهنده‌های ذرات به کار می‌رود و به زودی در کابل‌های برق که قادر به صرفه‌جویی در مصرف انرژی هستند نیز استفاده می‌شود.

میوه علم محصول کنجکاوی دانشمندان است

ما به عنوان یک جامعه از میوه علم بهره می‌بریم. استفاده از کامپیوترها، دسترسی به آب جاری و الکتریسیته و اشکال مختلف حمل و نقل و ارتباطات. اما همه این موهبت‌ها، از کشفیات و اختراعات دانشمندانی نشات می‌گیرد که به کارکردهای طبیعت و مواد آن نگاهی عمیق انداخته‌اند یا می‌اندازند. نگاهی که صرفا از سر کنجکاوی است یا شوق دانستن و یا عشق.

 
ترجمه از مرضیه ناظری، ایسنا- منطقه خراسان

 

منابع:


https://www.lindau-nobel.org

https://globalyoungacademy.net
 
https://www-zeuthen.desy.de
 
https://www.nde-ed.org   

https://www.universiteitleiden.nl

https://www.epilepsyresearch.org.uk

https://thebestschools.org


انتهای پیام

ارسال خبر به دوستان

* گیرنده(ها):

آدرس ایمیل ها را با علامت کاما از هم جدا نمایید. (حداکثر 3 آدرس پست الکترونیکی گیرنده را وارد نمایید)
متن ارسال:

ارسال نظر

نام و نام خانوادگی:
آدرس سایت شما:
* آدرس پست الکترونیکی:
* متن:
* کد مقابل را وارد نمایید: