Виды научной деятельности. Фундаментальная и прикладная наука
Виды научной деятельности. Фундаментальная и прикладная наука
По своему масштабу научная работа может решать фундаментальные и прикладные задачи. Фундаментальная наука решает глобальные вопросы природы и окружающего нас мира, предметом ее исследования являются самые общие вопросы построения мира и вселенной. К данной науке неприменимы какие либо экономические критерии, здесь не ставится вопрос практического использования полученных результатов в ближайшее время.
Прикладная наука решает более земные практические задачи, опираясь на достижения фундаментальной науки. Здесь вопрос практического использования результатов является одним из основных, то есть начиная исследования необходимо сразу ответить на вопрос: Кому это надо ? Четкой грани между фундаментальными и прикладными науками провести невозможно, поскольку, являясь источником проблем для фундаментальных исследований, прикладная наука в своем развитии и обобщении зачастую переходит в фундаментальную. В то же время, обогащенные новыми фундаментальными идеями прикладные науки стимулируют постановку и решение крупных проблем хозяйственного и производственного значения. По характеру работы прикладная наука может быть теоретической и эмпирической.
Виды научной деятельности. Теоретическая наука
Теоретическая наука характерна теоретическими исследованиями, то есть здесь результаты получают путем сбора информации в литературных источниках, ее обобщением, анализом, обработкой, проведением расчетов, выдвижением новых идей и гипотез. Такой характер научной работы называется дедуктивным методом. Самым известным сторонником этого метода , как известно, был знаменитый сыщик Шерлок Холмс. Это он говорил: « Для раскрытия этого преступления мне необходимо мое удобное кресло , несколько трубок табаку, и я раскрою это дело не выходя из комнаты.»
Основная работа проводится в голове исследователя, за письменным столом, компьютером. В этом виде научной деятельности очень важны творческие способности человека, его информационная насыщенность, способность выделить из огромного потока информации именно ту ее часть , которая в дальнейшем позволит сделать новые выводы и дать новые оригинальные идеи. Внешне работа в этой области заметно мало, человек занимающийся такой наукой может просто целыми днями сидеть за столом или лежать на диване, и по мнению окружающих просто бездельничать, но он в это время работает, вернее работает его мозг. В это время происходит обработка собранной информации, выделение ее сущности, обработка и появление новых идей. Такой исследователь может работать в любое время – в автобусе или автомашине по пути на работу, на даче, в магазине, в бане, как Архимед, и даже во сне, как Д.И.Менделеев, хотя последнее утверждение скорее всего шутка. Именно так были созданы многие основные законы науки, например в физике, математике и т.д.
Такой вид деятельности достаточно рискован в смысле получения результатов, так как в значительной степени, как уже было сказано зависит от самой личности человека, от его творческих способностей, умения фантазировать, находить в обыденных явлениях необычные непонятные факты, на основе которых предлагаются новые идеи. Поэтому бывает, что затратив уйму времени, исследователь не получает никаких результатов или получает отрицательные результаты. Теоретическая наука в свою очередь делится на расчетную и изобретательскую.
Статистические методы. Параметры статистической совокупности – среднее арифметическое, размах, среднее квадратическое отклонение, среднее квадратическое отклонение среднего значения, закон распределения.
Статистические методы — математические методы описания и изучения массовых явлений, допускающих количественное выражение. Термин «статистика» от итальянского «stato» - государство. Статистика возникла как часть науки управления обществом и означала сбор данных о некоторых параметрах жизнедеятельности государства. Со временем статистика стала охватывать сбор, обработку и анализ данных о массовых явлениях вообще. Сейчас статистические методы охватывают собою практически все области науки и техники.
Центр группирования. Одной из основных характеристик статистической совокупности, дающей представление о том, вокруг какого центра группируются все значения, является среднее арифметическое. Оно определяется из выражения:
Величина рассеяния. Статические совокупности могут иметь близкие или даже одинаковые значения центра группирования, но отдельные значения величин в них могут существенно отличаться, вследствие того, что разброс значений относительно центра бывает разный. Самой элементарной характеристикой рассеяния является вариационный размах R, определяемый по формуле
R=Xmax - Xmin
где Xmax, Xmin – максимальное и минимальное значения статистической совокупности.
Показателем отклонения значения самого среднего арифметического является среднее квадратическое отклонение среднего значения S, которое еще называют среднее квадратическое отклонение результата измерения или стандартной ошибкой.
Форма распределения вероятности. Важнейший параметр статистической совокупности. Форма распределения зависит от характера и особенностей выполнения процесса, при котором получается совокупность. В производственном процессе достаточно часто проявляется нормальное распределение. Однако нормальное распределение не является единственно возможным. В зависимости от физической природы случайных величин, некоторые из них на практике могут иметь распределение другого вида, например, логарифмическое, экспоненциальное, Вейбулла, Симпсона, Релея, равной вероятности, треугольное и т.д.
Нормальное распределение
Большинство случайных явлений, происходящих в жизни, в частности, в производстве и научных исследованиях, характеризуются наличием большого числа случайных факторов, описывается законом нормального распределения, который является основным во многих практических исследованиях. Условия его возникновения связаны с центральной предельной теоремой, сформулированной П.Л. Чебышевым. Эта теорема утверждает, что распределение какого-либо признака при действии на него большого числа независимых причин сводится к нормальному независимо от вида исходного распределения. Условия изготовления многих деталей изделий в производстве, проведение научных экспериментов характеризуется именно воздействием на них большого числа независимых факторов. Когда все факторы оказывают влияние примерно одного порядка, получается, что результирующие отклонения параметров от номинального значения, которое определяет окончательный результат процесса, как правило, являются случайными величинами с нормальным законом распределения.
Нормальное распределение проявляется при выполнении следующего условия- необходимо получить заранее заданный результат метрологического процесса, например размер диаметра вала при точении на токарном станке. Для достижения запланированного результата необходимо выполнение заданных технологических условий работы: оборудование, инструмент, режимы резания, квалификация работника, среда, заготовка и т.д. Это объективные условия. Также требуется выполнение субъективного условия: выполнение работником заданных правил, которые могут нарушаться осознано или случайно. Существует уравнение достижения цели:
13.Распределение Стьюдента
Нормальное распределение хорошо себя проявляет при достаточно большом количестве членов статистической совокупности, обычно их должно быть не менее 30. Для практики большой интерес представляет возможность судить о распределении случайных величин и определять производственные погрешности во всех изготовленных изделиях и погрешности научных экспериментов по результатам измерения параметров статистической совокупности полученным из партии малого объема, менее 30. Эта методика была разработана Карлом Госсетом в 1908 году и опубликована под псевдонимом Стьюдент.
Распределение Стьюдента симметрично, но более сплющено, чем кривая нормального распределения, и поэтому вытянуто на концах (Рисунок 7.8. ). Для каждого значения n имеется своя t – функция и свое распределение. Коэффициент z заменен в распределении Стьюдента коэффициентом t, значение которого зависит от заданного уровня значимости, который определяет какая часть реализации может находиться за пределами выбранной области кривой распределения Стьюдента и количества изделий в выборке.
Виды эксперимента
Эксперимент может быть разных видов. Прежде всего эксперимент может быть активным или пассивным. Активным экспериментом называется такой эксперимент , в ходе которого исследователь сам назначает режим работы исследуемого объекта. Пассивный эксперимент , или наблюдение, ведется в ходе обычного функционирования изучаемого объекта или процесса. В свою очередь активный эксперимент может быть натурным или модельным. Натурный эксперимент проводят непосредственно на исследуемом объекте, он наиболее достоверен, но такое исследование не всегда можно провести на практике. Поэтому приходится иногда проводить эксперимент на моделях, физических или математических. Суть любого эксперимента состоит в том, что необходимо что-то задать , а затем после эксперимента что-то замерить. 
Виды научной деятельности. Фундаментальная и прикладная наука
По своему масштабу научная работа может решать фундаментальные и прикладные задачи. Фундаментальная наука решает глобальные вопросы природы и окружающего нас мира, предметом ее исследования являются самые общие вопросы построения мира и вселенной. К данной науке неприменимы какие либо экономические критерии, здесь не ставится вопрос практического использования полученных результатов в ближайшее время.
Прикладная наука решает более земные практические задачи, опираясь на достижения фундаментальной науки. Здесь вопрос практического использования результатов является одним из основных, то есть начиная исследования необходимо сразу ответить на вопрос: Кому это надо ? Четкой грани между фундаментальными и прикладными науками провести невозможно, поскольку, являясь источником проблем для фундаментальных исследований, прикладная наука в своем развитии и обобщении зачастую переходит в фундаментальную. В то же время, обогащенные новыми фундаментальными идеями прикладные науки стимулируют постановку и решение крупных проблем хозяйственного и производственного значения. По характеру работы прикладная наука может быть теоретической и эмпирической.