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科学的知識は、人間の文明の発展において最も強力な力の1つです。それにもかかわらず、科学的探求の主な目的は自然界のすべての側面をより良く理解することであり、この理解が日常生活の現実に実際に影響するかどうかに関係なく、科学は本質的に非実用的であると見なされることがよくあります。しかし、応用科学は、抽象的な科学的知識を、人間社会のあらゆる側面を変容させ、変容させ続ける技術に変換します。
ニュートン宇宙船
一般的に物理学と呼ばれる科学の分野には、物質とエネルギーの相互作用に関連する膨大な数の理論と法則が含まれます。ニュートンの運動の3つの法則は、電車、貨物船、ビリヤードボールなどの移動物体の分析の基盤です。宇宙空間での動きは、摩擦や地球の重力の影響をあまり受けないため、ニュートンの概念と数学的関係の実用的な価値を特に明確に示すことができます。ニュートンの法則は、宇宙船を月に導き、さらには太陽系の遠くにまで導いた基本原理です。たとえば、ニュートンの第2法則は、ロケットエンジンによって生成される力から生じる加速度を正確に予測します。
化学物質からの電気
化学の分野は、主に物質の物理的性質と、特に化学反応に関連して、さまざまな種類の物質が相互作用する方法に関係しています。化学反応は、エネルギー源が既存の物質を刺激して、さまざまな物質、場合によってはさまざまな種類のエネルギーを作り出すように反応するときに発生します。化学者は、化学反応を支配する原理を適用することにより、非常に多様な有用な材料とデバイスを作成できます。たとえば、一般的な鉛蓄電池は、鉛、二酸化鉛、硫酸を含む化学反応により電気エネルギーを生成します。
太陽光発電の科学
より抽象的な科学分野の1つは量子物理学であり、物質とエネルギーに関連する微小粒子の神秘的な特性と相互作用を調査します。しかし、この科学の難解な分野でさえ、重要な実用的なアプリケーションを生み出しています。たとえば、量子物理学の基礎実験の1つに、特定の波長の光で照らされた金属表面からの電子の放出を指す光電効果がありました。量子理論は、この実験で観察された詳細の説明を提供し、この光電効果の科学的理解の向上は、最終的に太陽光のエネルギーから効率的に電気を生成するデジタルカメラ、コンピューターモニター、太陽電池の技術開発に貢献しました。
風味豊かな微生物
微生物学は、凍ったツンドラから人間の消化管まで至る所に見られる魅力的な微視的な生き物の研究です。微生物の構造、繁殖、代謝および環境適応に関する科学的調査から、多くの実用的な応用がもたらされました。たとえば、チーズ製造は、微生物学者がさまざまなタイプのチーズの尿とフレーバーの原因となる特定の細菌株を分離して大量生産できるようにする知識と技術によって革命を起こしました。これらの定式化された微生物培養により、チーズ製造業者は、一貫した望ましい特性を備えたチーズを製造することができます。また、低温殺菌された牛乳から美味しいチーズを作ることができます。これには、天然のチーズ製造バクテリアが含まれていません。微生物学的研究は、医薬品の作成、ヒトの消化器疾患の新しい治療法の開発、土壌肥沃度と植物の健康のより深い理解にも貢献しています。