8 Lý thuyết Ứng đáp Câu hỏi
9.3.1 Nghiên cứu cơ bản
Nghiên cứu cơ bản (hay là nghiên cứu nền tảng – fundamental, hoặc nghiên cứu thuần túy-pure) được thực hiện bởi sự tò mò hoặc đam mê của nhà khoa học để trả lời những câu hỏi khoa học. Động lực để thôi thúc họ là mở rộng kiến thức chứ không phải là kiếm
24 CHƯƠNG 9. NGHIÊN CỨU
Bức phù điêu “Nghiên cứu cầm ngọn đuốc tri thức” (1896) của Olin Levi Warner, ở Tòa nhà Thomas Jefferson,Thư viện Quốc hội Hoa Kỳ.
lợi nhuận, do đó không có một lợi nhuận kinh tế nào từ kết quả của nghiên cứu cơ bản.
Lấy ví dụ, mục đích khoa học cơ bản là tìm câu trả lời cho những câu hỏi đại loại như:
• Vũ trụ hình thành như thế nào? Cấu trúc của proton, nơtron, nucleon bao gồm những gì?
• Có gì đặc biệt trong cấu trúc gen di truyền của loài ruồi giấm?
Phần lớn các nhà khoa học cho rằng những hiểu biết
một cách cơ bản, nền tảng về tất cả các khía cạnh của khoa học là thiết yếu cho phát triển. Nói một cách khác, nghiên cứu cơ bản đặt nền tảng cho nghiên cứu ứng dụng tiếp bước. Nếu coi Nghiên cứu cơ bản là bước đi trước thì sự tiếp nối ứng dụng có thể chính là từ kết quả nghiên cứu này.
Nghiên cứu cơ bản có vai trò quan trọng như thế nào trong quá khứ?
Chúng ta đã được biết đến nhiều ví dụ mà ở đó nghiên cứu cơ bản đã đóng vai trò quan trọng trong sự tiến bộ của khoa học. Dưới đây là một vài ví dụ tiêu biểu. Sự hiểu biết của chúng ta về Gen và di truyền học đạt được là do thành quả to lớn trong việc nghiên cứu Đậu Hà Lan của thầy tu Gregor Mendel vào những năm 1860 và các thí nghiệm về ruồi giấm của nhà bác học T.H. Morgan những năm đầu thế kỷ 20. Việc sử dụng đậu Hà Lan, ruồi giấm - những sinh vật có cấu trúc đơn giản sẽ dễ làm thí nghiệm hơn so với các dạng sống cao hơn. Ngày nay loài ruồi giấm vẫn được sử dụng trong nghiên cứu khoa học (ví dụ đề án Human Genome Project –Dự án về Gen người)DNA đang được xem như “chìa khóa cuộc sống”. Ngày nay, cấu trúc xoắn ốc của cặp DNA đã được giảng dạy trong các trường trung học, nhưng vào đầu những năm 1950, cấu trúc của DNA mới được xác định. Bằng cách tập hợp dữ liệu từ các nghiên cứu cơ bản của các nhà khoa học khác, James Watson và Francis Crick đã khám phá ra cấu trúc tạo nên phân tử DNA vào năm 1953. Việc xác định được cấu trúc của DNA là chìa khóa quan trọng để chúng ta hiểu được cách thức hoạt động của DNA. Ngày nay, rất nhiều thiết bị điện tử (ví dụ: đài radio, máy phát điện…) được phát triển từ nghiên cứu cơ bản của nhà bác học Michael Faraday vào năm 1831. Ông ta khám phá ra nguyên lý điện từ trường, đó là mối liên hệ giữa điện và từ.
Tại viện nghiên cứu cao cấp về nguồn sáng LBNL, tia X đã được sử dụng để dò bên trong mẫu vật liệu rất nhỏ. Nhưng hiểu biết của chúng ta về tính chất của tia X đã được bắt đầu với những nghiên cứu cơ bản của Wilhelm Rontgen vào năm 1895.
Năm 1931, Earnest O. Lawrence đã phát minh ra nguyên lý đầu tiên của máy gia tốc, đó là thiết bị cho phép các nhà khoa học gia tốc cho các nguyên tử đơn tới tốc độ rất lớn. Không lâu sau đó, phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley (LBNL) đã được thành lập. Hàng loạt các nghiên cứu cơ bản tại LBNL đã khám phá ra nhiều loại đồng vị phóng xạ. Một số đồng vị như cacbon-14, cobalt-60, hydrogen-3 (tritium), iôt-131, và tecneti-99—sau đó đã trở thành các công cụ nghiên cứu quan trọng cho các nhà khoa học trong các lĩnh vực sinh học, cổ sinh vật, và khảo cổ học, hoặc hỗ trợ đắc lực trong việc điều chế vacxin chống lại bệnh tật. Nghiên cứu về đồng vị phóng xạ tại LBNL cũng đã bao gồm cả việc tạo ra 15 nguyên tố nặng. Albert Ghiorso, người đồng phát minh tiếp 12 nguyên tố nặng, đã giải thích rằng quá trình tìm kiếm các nguyên tố mới do
nguyên lý cơ bản của các hiện tượng mà họ đang tìm. Chỉ đến ngày nay chúng ta mới có thể thấy được thành quả thực sự các nghiên cứu của họ!