Фундаментальная наука

Фундамента́льная нау́ка ― вид научной деятельности, направленный на получение новых знаний об основных закономерностях развития природы, общества и человека, а также их взаимосвязей. Их основной задачей является познание объективных истин без обязательного практического применения в краткосрочной перспективе. Противоположностью этой деятельности выступают прикладные научные исследования, которые ориентированы на решение конкретных практических задач. Ценность фундаментальных изысканий заключается в формировании теоретического базиса, который впоследствии может лечь в основу технологических прорывов и новых методологических подходов.

Общая характеристика

Теоретический уровень научного познания связан с глубоким анализом и синтезом научных фактов, проникновением в сущность изучаемых явлений и формулировкой универсальных законов науки. Результаты этой работы находят своё выражение в таких формах, как закон, теория и научная гипотеза. Научный закон понимается как внутренняя, существенная и устойчивая связь между явлениями, которая обусловливает их упорядоченное изменение и развитие. Теория представляет собой систему обобщённого достоверного знания о конкретном фрагменте действительности, которая не только описывает, но и объясняет, и также предсказывает функционирование определённой совокупности объектов. Научная гипотеза является системой умозаключений, выводящей на основе ряда установленных фактов предположение о существовании объекта, связи или причине явления; при этом данный вывод изначально не считается абсолютно достоверным и требует дальнейшей проверки. На теоретическом уровне происходит объединение эмпирических данных, осмысление сущности изучаемых объектов и формулировка законов их существования, что и составляет основное содержание теорий. Таким образом, теоретическое исследование решает специфические познавательные задачи: во-первых, познание сущности изучаемых объектов, и, во-вторых, постижение объективной истины во всей её конкретности и полноте содержания.

На основе теоретического объяснения и познанных законов становится возможным научное предсказание будущих состояний и событий. Следовательно, целью теоретических исследований является выявление существенных связей между объектом изучения и окружающей его средой, объяснение и обобщение результатов, полученных на эмпирическом уровне, выявление общих закономерностей и их последующая формализация. Теоретическое исследование считается завершённым с формированием теории — системы научных достоверных знаний, выраженных в форме утверждений и доказательств, причём создание её математического аппарата не является обязательным условием. В состав теоретического исследования входят следующие процедуры: анализ сущности процессов и явлений; формулировка исследовательской гипотезы; построение и разработка физической модели; проведение математического исследования, связанного с созданием математической модели; анализ полученных теоретических решений и формулировка выводов. В случаях, когда математическое исследование невозможно, рабочая гипотеза может быть сформулирована в словесной форме с использованием графиков, таблиц и других средств визуализации. Роль теоретических исследований в процессе познания объективной реальности чрезвычайно велика, поскольку они позволяют проникнуть вглубь природных явлений, способствуют формированию и постоянному развитию научной картины мира. Эта деятельность является одной из ключевых функций мышления, направленной на открытие, проверку и освоение новых областей природы, что в конечном счёте способствует созданию и эволюции мировоззрения.

Методы теоретических исследований

К основным общенаучным методам, применяемым на теоретическом уровне познания, относятся анализ и синтез, индукция и дедукция, восхождение от абстрактного к конкретному, идеализация и формализация, а также системный подход. При разработке конкретных теорий наряду с этими методами используются и другие. Значительную роль в построении теорий играют логические законы, носящие нормативный характер. К ним относятся закон тождества, закон противоречия, закон исключённого третьего и закон достаточного основания.

Закон тождества требует, чтобы предмет мысли в пределах одного рассуждения оставался неизменным, то есть «А есть А» (А = А). Этот закон обеспечивает однозначность понятий и суждений, исключая двусмысленность и неопределённость в научном дискурсе. Закон противоречия утверждает, что два несовместимых суждения не могут быть одновременно истинными: одно из них что-то утверждает, а другое отрицает то же самое. Формально он выражается как «неверно, что А и не-А одновременно истинны». Основанием для этого закона служит качественная определённость вещей и явлений и относительная устойчивость их свойств. Сознательное применение этого закона помогает выявлять и устранять логические противоречия в объяснении фактов, а также формировать критическое отношение к неточностям и непоследовательностям в информации. Закон исключённого третьего констатирует, что из двух противоречащих друг другу суждений одно обязательно ложно, а другое истинно, и третьего варианта не существует. Его формула: «А есть либо В, либо не-В». Например, если суждение «Данный университет является государственным» истинно, то суждение «Данный университет не является государственным» — ложно. Требование доказательности научных выводов и обоснованности суждений выражает закон достаточного основания, который гласит, что всякая правильная мысль должна иметь достаточные основания для своего утверждения. Специальными принципами построения теорий, особенно в математике и формальной логике, служат принципы формирования аксиоматических теорий. Такие теории строятся на основе набора утверждений, принимаемых без доказательства — аксиом, — а все остальные положения теории выводятся из них по определённым логическим правилам. Критериями для аксиоматических систем являются их непротиворечивость, полнота и независимость аксиом и гипотез.

Использование математических методов в исследованиях

Применение математических методов в научных исследованиях осуществляется через несколько этапов: математическую формулировку задачи, то есть разработку математической модели, выбор адекватного метода исследования этой модели и последующий анализ полученного математического результата. Математическая формулировка задачи может быть представлена в виде чисел, геометрических образов, функций, систем уравнений и других математических объектов. Сама математическая модель определяется как система математических соотношений — формул, функций, уравнений или систем уравнений, — описывающих существенные стороны изучаемого объекта, явления или процесса. Первым этапом математического моделирования является чёткая постановка задачи, определение объекта и целей исследования, а также выделение критериев для изучения объектов и управления ими. Следующим шагом является выбор типа математической модели, причём часто последовательно строится и сравнивается несколько альтернативных моделей. Сопоставление результатов их анализа с данными наблюдений за реальным объектом позволяет выбрать наилучшую из них. Процесс выбора завершается этапом предварительного контроля модели, который включает проверку на корректность размерностей, порядков величин, характера функциональных зависимостей, поведение в экстремальных и граничных условиях, математическую замкнутость системы, физическую осмысленность результатов и устойчивость модели.

После разработки математической модели наступает этап выбора метода её исследования. Этот выбор тесно связан с понятиями внешней и внутренней правдоподобности. Под внешней правдоподобностью понимается ожидаемая степень адекватности модели реальному объекту в отношении тех качеств и аспектов, которые интересуют исследователя. Внутренняя правдоподобность характеризует ожидаемую точность решения уравнений, составляющих математическую модель. Конкретный выбор метода исследования в значительной степени диктуется типом модели. Статические системы, описываемые алгебраическими уравнениями, исследуются с помощью определителей, метода итераций, а также методов Крамера и Гаусса. При невозможности найти точное аналитическое решение применяются приближённые методы, такие как графический метод, метод хорд и метод касательных. Исследование динамических систем, представленных дифференциальными уравнениями, определяется классом этих уравнений. Для их решения используются метод разделения переменных, метод подстановки, метод интегрирующего множителя и метод качественного анализа. Для получения приближённых решений широко применяются метод последовательных приближений, метод функциональных рядов, метод Рунге — Кутты и различные численные методы интегрирования.

Литература

• Наука / Алексеев И. С. // Моршин — Никиш. — М. : Советская энциклопедия, 1974. — (Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров ; 1969—1978, т. 17).
• Алексеев И. С. Наука // Философский энциклопедический словарь / Гл. редакция: Л. Ф. Ильичёв, П. Н. Федосеев, С. М. Ковалёв, В. Г. Панов. — М.: Советская энциклопедия, 1983. — С. 403—406. — 840 с. — 150 000 экз.
• Луи де Бройль. По тропам науки. — М.: Издательство иностранной литературы, 1962
• Волкова В. Н. Концепции современного естествознания: Учебное пособие. — СПб.: Издательство СПбГТУ, 2006
• Гадамер Х.-Г. Истина и метод. Общая редакция и вступительная статья Б. Н. Бессонова. — М.: Прогресс, 1988 ISBN 5-01-001035-6
• Гейзенберг В. Шаги за горизонт. — М.: Прогресс, 1987
• Заславский Г. А. Судьбы академической науки: [Интервью в программе «Искусственный отбор» с Дмитрием Николаевичем Замятиным, руководителем Центра гуманитарных исследований пространства Российского научно-исследовательского института культурного и природного наследия им. Д.С. Лихачева, и Алексеем Григорьевичем Васильевым, бывшим заместителем директора Российского института культурологии по научной работе] // Радио «Культура». — 28 июля 2013 года.
• Краткий миг торжества. О том, как делаются научные открытия. — М.: Наука, 1988 ISBN 5-02-007779-8
• Кузнецов Б. Г. Современная наука и философия: Пути фундаментальных исследований и перспективы философии. — М.: Политиздат, 1981. — 183 с. — (Над чем работают, о чём спорят философы)
• Научное открытие и его восприятие. Проблемы и исследования. М.: Наука, 1971
• Рачков П. А. Науковедение. Проблемы, структура, элементы. — М.: Издательство Московского университета, 1974
• Очерки истории и теории развития науки. Науковедение: проблемы и исследования. — М.: Мысль, 1969
• Салагадзе З. К., Филипчук К. Зачем нужна фундаментальная наука? // Троицкий вариант. 28.09.2010. № 63. С. 4.
• Смирнов С. Г. Задачник по истории науки. От Фалеса до Ньютона. — М.: МИРОС — МАИК «Наука/Интерпериодика», 2001 ISBN 5-7084-0210-5 ISBN 5-7846-0067-2
• Уэвелл В. История индуктивных наук от древнейшего и до настоящего времени в 3-х томах. Перевод с 3-го английского издания М. А. Антоновича и А. Н. Пыпина. СПб: Издание Русской книжной торговли, 1867—1869

См. также

• Теория познания
• Философия
• Методология науки
• Исследование
• Научное исследование
• Научно-исследовательские работы
• Прикладные исследования
• Междисциплинарные науки
• Фундаментальные физические постоянные
• Фундаментальные взаимодействия
• Фундаментальная частица
• Принцип относительности
• Законы сохранения
• Периодический закон
• Начала термодинамики
• Теория относительности
• Теория всего
• Российская академия наук
• Комитет научной терминологии в области фундаментальных наук
• Российский фонд фундаментальных исследований
• Фундаментальная математика

Ссылки

• Агаянц И. Роль математики в научных исследованиях Текст научной статьи по специальности «Математика» (неопр.). Научная электронная библиотека «КиберЛенинка» (2013). Дата обращения: 4 ноября 2025.
• Кириллов А. Роль фундаментальной науки в развитии общества Текст научной статьи по специальности «История и археология» (неопр.). Научная электронная библиотека «КиберЛенинка» (2012). Дата обращения: 4 ноября 2025.
• Горелик Г. Когда была изобретена фундаментальная наука? (неопр.). Алхимик. Дата обращения: 4 ноября 2025.