Biology for Non-Majors I

学習成果

  • 基礎科学と応用科学の目標を説明する

科学界はここ数十年、異なるタイプの科学の価値について議論しています。 単に知識を得るために科学を追求することは価値があるのでしょうか。それとも、科学的知識は、特定の問題の解決や私たちの生活の向上に応用できる場合にのみ価値があるのでしょうか。 この質問は、基礎科学と応用科学という2つのタイプの科学の違いに焦点を当てています。 基礎科学または「純粋」科学は、その知識を短期的に応用することに関係なく、知識を広げようとするもので、すぐに公共的または商業的価値のある製品やサービスを開発することには焦点を当てない。

一方、応用科学または「テクノロジー」は、現実世界の問題を解決するために科学を利用することを目的としており、たとえば、作物の収穫量を向上させたり、特定の病気の治療法を見つけたり、自然災害によって脅かされた動物を助けたりすることを可能にするものである。 応用科学では、問題は通常、研究者のために定義されます

人によっては、応用科学は「役に立つ」、基礎科学は「役に立たない」と認識することもあるでしょう。 知識の獲得を提唱する科学者に対して、これらの人々が投げかける質問は、”何のために?”であろう。 しかし、科学の歴史を注意深く見てみると、基礎的な知識が大きな価値を持つ多くの顕著な応用を生んできたことがわかる。 多くの科学者は、科学の基礎的な理解がなければ応用はできないと考え、応用科学は基礎科学から生み出された結果に依存している。 一方、基礎科学から脱却し、現実の問題解決に取り組むべきと考える科学者もいます。 どちらの考え方も正しいと思います。 しかし、基礎科学の知識がなければ、解決策を見出すことは難しいでしょう。 DNAは、人間一人ひとりに固有のもので、細胞内に存在し、生命維持に必要な指示を与えている。 DNAの複製では、細胞が分裂して新しい細胞を作る直前に、DNAの新しいコピーが作られる。 DNA複製のメカニズムが解明されたことにより、科学者は実験技術を開発することができ、現在では遺伝性疾患の特定、犯罪現場にいた人物の特定、父子の判定などに使用されています。 基礎科学がなければ、応用科学も存在し得ないだろう。

図1. ヒトゲノム・プロジェクトは、さまざまな分野の研究者が13年間かけて取り組んだ共同研究である。 2003年にプロジェクトは完了した。 (出典: The U.S. Department of Energy Genome Programs)

基礎研究と応用研究のつながりを示すもうひとつの例は、ヒトの各染色体を分析してマッピングし、DNAサブユニットの正確な配列と各遺伝子の正確な位置を特定した研究、ヒトゲノム・プロジェクトです。 (遺伝子は遺伝の基本単位であり、個人の遺伝子の完全な集合がその人のゲノムである)。 このプロジェクトの一環として、ヒトの染色体をより深く理解するために、他の生物も研究されています。 ヒトゲノム計画(図1)は、ヒト以外の生物で行われた基礎研究、そして後にヒトゲノムで行われた基礎研究に依拠しています。

基礎科学と応用科学の研究活動は、通常、慎重に計画されますが、セレンディピティ、すなわち幸運な事故や不意打ちによって発見されるものもあることに注意することが重要です。 ペニシリンは、生物学者のアレキサンダー・フレミングが、ブドウ球菌の入ったシャーレを誤って開けたままにしておいたことから発見された。 その結果、不要なカビが繁殖し、細菌が死滅した。 そのカビがペニシリウムであることが判明し、新しい抗生物質が発見された。 高度に組織化された科学の世界でも、観察力と好奇心があれば、運は思いがけないブレークスルーをもたらすことがあるのです。 科学の分野内および分野間でのコミュニケーションと協力は、科学における知識の進歩の鍵です。 このため、科学者の仕事の重要な側面は、成果を普及させ、同僚とコミュニケーションをとることです。 科学者は、学会やカンファレンスで発表することによって成果を共有することができますが、この方法では、出席している限られた人たちにしか成果を届けることができません。 その代わり、ほとんどの科学者は、科学雑誌に掲載される査読付き論文で成果を発表します。 査読付き論文とは、科学者の同僚、つまり同業者によって査読された科学論文のことです。 同僚とは、同じ研究分野の専門家であることが多く、科学者の研究が出版に適しているかどうかを判断する資格のある人たちです。 査読のプロセスは、科学論文や助成金提案に記載された研究が独創的で、重要で、論理的で、徹底的であることを保証するのに役立ちます。 研究費の申請である助成金提案書も、査読の対象となります。 科学者が研究成果を発表することで、他の科学者が類似または異なる条件下で実験を再現し、研究成果を発展させることができます。 実験結果は、他の科学者の知見と一致していなければなりません。

査読制度を採用していない学術誌や一般紙も多くあります。 現在、多くのオンライン・オープンアクセス・ジャーナル(無償で記事を入手できる雑誌)がありますが、その多くは厳密な査読システムを採用していますが、中にはそうでないものもあります。 このようなフォーラムで発表された、査読のない研究結果は信頼性が低く、他の科学的研究の基礎となるべきではありません。

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