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科学研究有哪些不同类型?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2020-08-14 09:07:24

“……我们将在一般情况下考虑科学,但为了分析和论证,我们将使用物理学和化学中的例子(为了使重要性质清晰和表明)。”首先,我们将科学划分为三种类型,这是标准的和普遍接受的科学划分:

1)基础科学;

2)应用科学;

3)工程科学。

将科学划分为这三种类型是由于这些类型的科学具有不同的战略目标,因此使用不同的时间、经济、人力、货币和其他资源。最重要的是基础科学,因为正是基础科学的发现决定了未来几十年应用科学和工程科学的发展(后面的40 - 60年将会证明这一点)。

从字面意义上讲,基础科学是科学发展和整个社会发展的基础。基础科学定义了未来许多年应用科学和工程科学的研究领域,因为基础科学的发现将社会带到一个新的量子知识水平,这与以前的知识水平几乎没有共同之处。为了更生动地展现量子层面的知识和基础科学的作用,有必要回顾一下19世纪末、20世纪初物理学的情况。

当时的物理科学家认为,几乎所有的物理发现都已经完成,未来的人们将不得不改进细节。这听起来多么荒谬,但当时的物理学家们是对的。事实是,“知识领域”,需要解决和研究,它是由很久以前的基础发现所决定的,实际上已经被彻底研究过了,按照物理学家所说的定义(在量子水平上),它可能已经没有发现了。但另一个“知识的领域”,从另一个量子层面上来说,是科学家无法考虑的,因为它超出了他们的理解范围,更重要的是,超出了他们的科学世界观,而科学世界观正是建立在基本规律的基础上形成的。

之前的量子层面的“知识领域”已经制定出来,而要过渡到新的量子层面,恰恰需要这一领域的基础发现。最困难的是,“新的”基本发现不能建立在以前的科学经验上,不能依靠已被证明但已经“过去”的科学世界观。在这里,我们需要一个“爆炸性的想法”,一个能够解释世界整体图景中一些“无关紧要的”细节的理论,但在已建构的科学建筑中,它的本质将是“陌生的”、非逻辑的、荒谬的。

在20世纪初,这些突破思想(理论,假设)在物理大肠卢瑟福的原子的结构,发现m·普朗克假设能量量子,n .波尔模型的氢,路易德布罗意物质波假设,海森堡不确定性原理诉,诉泡利不相容原理和其他基本发现。正是这些发现与科学世界观的“过去”范式没有关联,它们实际上是来自一个不同的量子层面,它们形成了现代物理学,即量子力学,而大多数科学发现都是在20世纪物理学的基础上做出的。在反思上述发现时,物理学家们,在没有意识到(或意识到它)的情况下,已经在研究一种新的量子物理,它与之前的物理完全不同。

这两个物理层次的主要区别在于“旧”量子层次的确定和新量子层次的非决定论(基本)。换句话说,在物理“旧”由牛顿和其他物理学家,如果我们有必要的信息关于一个物理对象在某个时间点(速度、位置、作用力量,等等)。然后我们将肯定会发生什么与这个对象在未来任何时候。一个很好的例子是计算太阳系中行星(或彗星)的位置,或卫星在轨道上的位置,或炮弹发射的位置。这种科学世界观的方法使我们有可能(毫不含糊地、准确地)预测地球在100年、200年或1000年后的位置。

在研究原子现象的“新”物理学中,这被证明是根本不可能的。而且,重要的是,这并不是因为我们没有必要的信息,而是因为原则上没有这样的信息。或者,在量子层面上的物理对象是这样的新特性,不能再被唯一地归因于“微粒”或“波”的概念。例如,电子有时表现为微粒,有时表现为典型的波。这里的问题不是我们不知道什么,只是电子不再是微粒,也可以说电子不是波。它是一种新的东西(新的品质),在一些现象中表现为一个小体,在另一些现象中表现为一个波。其他基本粒子、原子、分子和其他量子物体的行为类似。

因此诉海森堡的不确定性原理如下:如果一个对象能体现作为一个波,那么它是不可能毫不含糊地谈论其特点(坐标、冲动、能源等)在一定的时间点,因为波是在某个时间点上(“的”)没有“集中”、“准确”协调,动量,能量等。正如你所看到的,波的描述暗示了坐标,动量和其他特征的不确定性。

严格地说,量子世界的非决定论是一个基本粒子(量子对象)的结果,例如电子,不是微粒,也不是波,而是一个更高阶的系统。如果电子不是“纯形态”的“微粒”,那么很明显,它不可能有一个明确的轨道。事实上,它是:原子中的电子没有轨道,这是根本的,无可争议的。

但正是量子现象知识的非决定论,成为理解和研究量子过程的最大障碍。“旧的”知识水平不仅是“旧的”物理定律,或任何其他科学,而且是相同的思维方式,即在这个科学,决定论。此外,这种思维方式,这种科学世界观,转移到其他科学,并转移到整个社会。事实上,这是一个动作的算法。而正是当时科学家的这种思维方式成为了阻碍科学发展的最大障碍。但这是不可能的,因为科学发展的量子层面不仅意味着对某一特定领域的知识(基于基本发现)的阐述,也意味着某种思维方式的形成,这种思维方式依赖于当时的基本科学概念。当然,人们形成的思维方式,有条件地说“几代人”,是不可能瞬间改变的,需要一些时间。

由于这个原因,基本的科学发现常常遭到科学家和整个社会的抵制。一个基本的发现要被普遍接受,需要时间。由于这个发现违背了“旧”时代的世界观,通常只有新的“科学一代”才会将它纳入其科学范式。因此,一代人就相当于文明的量子层面。一般来说,下一代已经在下一个量子水平上发展了,等等,当然,如果上一代已经在它的量子水平上“工作”了的话(我们已经在过去的200年里看到了这种情况)。如果“新一代科学家”没有时间去发现“新的”基本定律,那么社会将保持在相同的量子水平,在未来的40 - 60年里,社会将再次尝试向更高的水平前进。

基本发现是科学新量子层次上最普遍的定律,用它你可以逻辑地构建所有其他的科学定律。所述的论证可以是经典力学,其中使用三个牛顿定律,一个人可以逻辑地推导(作为结果)机械系统的运动方程和守恒定律,也就是,事实上,所有的经典力学。这就是基本发现的本质:它们“最初包含了”其量子水平(在其领域内)的所有基本定律。在未来,科学家们将这些发现“提取”,即开放,并在此基础上,应用和工程,一个新的技术水平是建立。

需要指出的是,随着科学的发展,科学概念被“简化”,变得更加直观和容易理解。视觉展示的是说,你可以直观地比较太阳系的行星的轨迹根据哥白尼理论(日心系统,太阳在中间,做圆周运动的行星),和地心体系(地球中心,行星和太阳沿着非常复杂的轨迹)。

新的量子能级的基础科学发现将永远集中在时间上(20 - 30年)。这可以用这样一个事实来解释:基本发现实际上是来自一个新层次的“新知识”,只有当之前的量子层次已经完全完成时,它们才能被打开。只有在这种情况下,才会在建构的科学建筑中显现出“漏洞”,即它的不完善。即使是一项“突破性”的发现,实际上也“打开”了另一个层面的窗口,其他基础发现也将接踵而至。因此,大部分新水平的基本发现所经过的时间跨度将是短期的。只有在那之后,应用科学和工程科学的爆炸式发展才会接踵而来,最终将引领社会走向新的技术秩序。

在发现基本规律之后,建立一个新的技术水平需要时间:发现应用规律、实施工程解决方案、产品的工业化生产等。但这里的关键是在之前的量子定律“发展”之后被打开的基本定律。定义包含一个新的量子层次的“整体创新冲动”。在这些基本定律的基础上,经过社会的“阐述”,应用发现和工程解决方案的时代开始了。但是,由于基本规律实际上引起了世界观的转变,只有“新一代”才“接受”它们,既发展了应用科学和工程科学,也构建了新的社会技术结构。这里值得注意的是,所有年龄段的科学家发现基本规律,以及他们在一般发展科学,我们使用术语“代”是方便的分类和绑定到一个时期,这是密不可分的时间一个人的生活。

自下一个量子级别更,那么科学家们需要更多的时间,金钱和工作更多的科学家,因为尽管科学概念的概括在一个特定的领域(这总是观察到在科学的发展,科学领域将“专业”,也就是说,进一步划分为新的科学领域的活动。这可以用化学的例子来证明。

化学长期被分为无机化学、有机化学、物理化学、分析化学、高分子化学、自然化学等。此外,有趣的是,随着科学的发展,理论概念总是被简化(如果从一般的立场来看),但随着密集的发展,科学本身被“划分”为其他更专业的科学,这些科学从一个稍微不同的“视角”来考虑这门科学的主题。在有机化学中,可以区分出杂环化学,它研究各种杂环,对于实际材料的描述100卷都不够,进一步深入发展。此外,在杂环化学本身中,嘧啶化学、吡啶化学、咪唑化学等可以区分出来,这样的专门化学将会有很多,而且随着自身知识领域的发展,也会增多,这就需要增加人力和财力。

因此,它可能是一个一般的结论,随着社会和科学的发展,保持可持续发展的科学,因此社会的进展,有必要增加科研资金的份额占总就业人数的比例,因为科学领域的知识将不可避免地增加。科学本身的数量也会增加,如果科学家们不能在这一领域“研究”知识,那么任何基础发现都不会有问题,这意味着进步不会有显著的增加,也不会带来安慰。由于科学的发展,社会的发展的主要原因,如果社会没有时间来“解决”领域的科学知识和发现“新”的基本法律下量子水平,社会的发展将会停止,可以逆转:没有能源推进科学生产,没有创新的冲动。

理论概念的“简化”是指随着科学在随后的每一个量子层面上的发展,理论知识的基础变得更加准确、更加普遍,从而变得更加简单。我们可以回想起物理学中的牛顿三定律,或者化学中酸和碱概念的发展,但在每一门科学中都有类似的例子。

最后,我们注意到,基础发现需要被更广泛地理解,而不仅仅是科学发现:这适用于人文学科、社会科学、社会结构、文化、伦理、道德和宗教等等。也就是说,应该把基本的发现理解为基本的规律和基本原则(自然、社会、道德、经济等),人类的其他各种知识、技能和关系都是在这些基础上形成的。

…显然,康德拉季耶夫波产生的原因应该是最普遍和最基本的,正如我们所知,这实际上是基础科学的发展。库兹涅茨中期波产生的原因分别是应用科学和工程科学的发展。

在科学界,40 - 60年才会有一次真正的基础发现出现,这就是康德拉季耶夫波的成因。在基础发现的“爆炸性”时期之后,将会有一段时间(15 - 25年)它们被应用科学和工程科学“同化”,这将导致基础技术的大规模更新,因此库兹涅茨的周期是基础设施(技术)周期。

杂耍者的中期波(7 - 11岁)是由工程科学作为一个独立的领域发展而“诞生”的,是应用科学对基础发现“同化”后积极发展起来的:应用研究的积极成果需要工程解决方案。当然,魔术师周期(7 - 11年),根据定义,将被“包括”,并以某种方式与库兹涅茨周期(15 - 25年)一致。

有趣的是,通过分析各种商业周期的长度,我们可以确定基础科学、应用科学和工程科学的完整开发周期:

1)基础科学40 - 60年;

2)应用科学15 - 25年;

3)工程科学7 - 11年。

但是,值得注意的是,这些数字是一个完整的周期。因此,在周期的最大值(即半波),我们已经有了切实的科学成果,因此,科学研究的临时“返回间隔”将缩小两倍。在规划科学活动的预期结果时,这一点很重要。

工程科学将会有回报,得到结果,在4 - 6年已经(令人难忘的半波)。应用研究要经过8 - 13年才能取得显著成果。基础科学领域的科学成果只有在二、三十年后才能出现。但是,我们不应该忘记,应用和工程研究发展的原因正是基础科学。这些价值被科学学位申请者花在论文上的时间所证实:无论研究生学习持续多长时间,正常的博士工作大约需要7到8年(我指的是应用研究)。工作可以通过4 - 5年,但这是只有当科学主题是“发达”,然后是工作变得“技术问题”,也就是说,它实际上是属于“工程科学”。

任何感兴趣的人,请阅读关于社会现象中不确定原理的使用的链接。这表明,在社会中,就像在量子力学中一样,不可能用确定性来预测任何事情,只能用一定的概率(公式是诱导的)。对于那些对社会周期性发展的原因感兴趣的人,以及对Kondratyev波对社会现象的描述感兴趣的人来说,这本书是很有趣的。
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