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應用科學

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应用科学(英語:applied science)是将自然科学(基础理论、抽象原理)的知识,转化为实际应用(解决具体生活问题)的科学。应用科学区别于基础科学,后者侧重于推进解释和预测自然现象的科学理论与法则;应用科学则旨在运用这些知识达成实践目标。[1]应用科学主要包括工程学医学等领域,也涵盖应用心理学遗传流行病学等将形式科学与社会科学应用于实际问题的学科。[2]

應用科學與“理論科學”間有密切的關聯性,應用科學是理論科學的實踐,而非純粹應用的關係。例如力學應用力學兩者間,力學原理可指導與解決實際運用所遇問題,而在實際運用時,又會發現某些原理應當加以修正,從而提升力學的理論嚴謹性[3]

主要领域

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应用科学的涵盖范围极广,其中一个核心领域是工程学。工程学运用自然科学、数学和工程设计过程来解决技术问题、提升效率并改善系统。工程学通常分为四大分支:化学工程土木工程电机工程机械工程。工程师使用的科学子领域包括热力学传热流体力学静力学动力学材料力学运动学电磁学以及材料科学等。

医学是将生物学和化学应用于人类健康的应用科学,其分支包括医学微生物学药物学临床病毒学等。食品科学是应用科学的另一分支,研究食品的加工、保存和安全性。[4]应用心理学运用行为科学知识解决教育、临床、组织和犯罪司法等领域中的实际问题。[5]

应用科学与技术的关系

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应用科学与技术之间关系密切但概念不同,两者既有重叠也有重要区别。

共同点

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应用科学和技术都以解决实际问题为导向,均采用科学方法和系统化知识。工程学作为二者的交叉典型,既是应用科学的核心领域,也是技术的实践形式。许多技术革新(如半导体、医学成像)直接源于应用科学研究的发现,而技术设备(如显微镜粒子加速器)又为科学研究提供了不可或缺的手段。

区别

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在目标上,应用科学旨在将科学理论用于理解并解决实际问题,其产出主要是可用于实践的知识,例如通过流行病学研究揭示疾病传播规律并制定防控策略。技术则以创造可用的产品、工艺或系统为目标,更注重经济可行性和工程约束。从OECD弗拉斯卡蒂手册的分类来看,应用研究(applied research)获取新知识以解决特定实际目标,而实验开发(experimental development)则利用现有知识生产新产品或工艺。[6]

从历史看,技术在应用科学诞生之前就已长期存在:农业、冶金、建筑等领域的经验知识通过师徒传承和工匠传统积累,并非依赖科学理论。现代应用科学与技术的区别还体现在,应用研究通常采用临时性概念框架(如工作假设),而不要求严格的形式理论。[7]

双向关系

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应用科学与技术之间并非单向的「科学→技术」链条。哲学家的邦格(M. Bunge)指出,技术既是应用科学,又为科学提供新的问题和研究工具。[1]托马斯·库恩等人亦强调,技术需求往往驱动科学理论的发展。因此二者的关系是双向互促的:科学知识推动技术创新,技术工具和方法反过来拓展科学研究的边界。

在教育中

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多国高等教育体系设有专门的应用科学学位。加拿大荷兰等国的应用科学学士(BASc)等同工程学位,属于专业学位。英国的中学教育中设有应用科学GCSE和A-Level课程,侧重实际技能和课程作业评估。[8]在美国,威廉与玛丽学院提供应用科学硕士和博士学位,内容涵盖神经科学、光学和材料科学等。[9]2011年,纽约市政府资助康奈尔大学和以色列理工学院的联合项目在罗斯福岛建设应用科学园区,以推动科技创新和经济增长。[10]

参考文献

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  1. ^ 1.0 1.1 Bunge, M., Technology as Applied Science, Contributions to a Philosophy of Technology (Springer), 1974: 19–39, doi:10.1007/978-94-010-2182-1_2 (英语) 
  2. ^ Roll-Hansen, N. A Historical Perspective on the Distinction Between Basic and Applied Science. Journal for General Philosophy of Science. 2017, 48 (4): 535–551. doi:10.1007/s10838-017-9362-3 (英语). 
  3. ^ http://terms.naer.edu.tw/detail/1314865/[失效連結]
  4. ^ Warner, Andrew. What Can You Do With a Food Science Degree?. U.S. News. 2023-10-30. (原始内容存档于2024-03-20) (英语). 
  5. ^ APA Strengthens Commitment to Applied Psychology. American Psychological Association. 2019-02-22 [2022-11-06] (英语). 
  6. ^ Frascati Manual (PDF). [2011-08-17]. (原始内容 (PDF)存档于2011-10-07) (英语). 
  7. ^ Shields, Patricia; Rangarjan, N. A Playbook for Research Methods. New Forums Press. 2013: 109–158. ISBN 9781581072471 (英语). 
  8. ^ Donnelly, Jim. Applied Science – an invisible revolution? (PDF). Nuffield Foundation. [2015-10-16] (英语). 
  9. ^ Applied Science. William & Mary. [2015-10-16] (英语). 
  10. ^ Mayor Bloomberg announces partnership to build applied sciences campus on Roosevelt Island (新闻稿). The City of New York. 2011-12-19 [2015-10-16] (英语).