منتشر شده: ۸ مه ۲۰۲۵، ساعت ۱۴:۴۰ به وقت مرکزی اروپا
ممکن است شگفت‌انگیز به نظر برسد، اما بودجه تحقیقات فدرال صرفاً برای دانشمندان نیست. بخش مهمی از بسیاری از کمک‌هزینه‌های فدرال که از تحقیقات پایه حمایت می‌کنند، ایجاب میکند که اکتشافات با غیر دانشمندان به اشتراک گذاشته شود. این بخش، که توسط بنیاد ملی علوم (NSF) به‌عنوان «تأثیرات گسترده‌تر» شناخته میشود، می‌تواند تفاوت بزرگی برای دانش‌آموزان و معلمان مقاطع ابتدایی و متوسطه، بازدیدکنندگان موزه‌ها، دانشمندان شهروند و سایر افراد علاقه‌مند به علم ایجاد کند، در حالی که به دانشمندان نیز کمک میکند تا به مالیات‌دهندگانی که از کارشان حمایت می‌کنند، خدمتی ارائه دهند.
نوار بوش به طور تاریخی گفته است: "بدون پیشرفت علمی، هیچ مقدار از دستاوردها در سایر زمینه‌ها نمی‌تواند سلامت، رفاه و امنیت ما را به عنوان یک ملت در جهان مدرن تضمین کند."
این جمله بر اهمیت حیاتی علم و فناوری در تضمین توسعه و امنیت ملی تأکید دارد.
تحقیقات پایه، که اغلب به دلیل کنجکاوی یک دانشمند انجام میشود، ممکن است در ابتدا کاربرد مستقیمی مانند توسعه گوشی هوشمند یا درمان یک بیماری نداشته باشد. اما این اکتشافات دانش مهمی در علوم طبیعی، مهندسی، ریاضیات و رشته‌های مرتبط ایجاد می‌کنند.
ایالات متحده در نوآوری علمی و فناوری پیشرو جهانی است. در سطح فدرال، بنیاد ملی علوم (NSF) یکی از حامیان اصلی این نوع تحقیقات پایه است. در سال ۲۰۲۲، دولت فدرال ۴۰٪ از کل تحقیقات پایه انجام‌شده در ایالات متحده را تأمین مالی کرد، و مابقی از منابع دیگر، از جمله بخش تجاری، تأمین شد.
در طول جنگ جهانی دوم، رئیس‌جمهور فرانکلین دی. روزولت خواستار توسعه ایالات متحده برای رهبری استراتژیک و اقتصادی در جهان بود. او به فیزیکدان ونوار بوش مأموریت داد تا چشم‌اندازی برای آینده علم و فناوری ایالات متحده تدوین کند. گزارش او در سال ۱۹۴۵، با عنوان «علم: مرز بی‌پایان»، طرحی برای تحقیقات پایه با بودجه دولتی شد. در سال ۱۹۵۰، کنگره بنیاد ملی علوم را برای ترویج پیشرفت علم، پیشبرد رفاه و بهزیستی ملی و تأمین دفاع ملی ایجاد کرد.
یک اسب فسیلی از عصر یخبندان در نمایشگاه موزه فلوریدا.
اسب‌های فسیلی نمونه‌ای کلاسیک از فرگشت (تکامل) هستند که هم در کتاب‌ها و هم در نمایشگاه‌های موزه‌ها به نمایش گذاشته می‌شوند.
(عکس: مری واریک - موزه فلوریدا)
این فسیل‌ها نشان می‌دهند که اسب‌های امروزی چگونه از اجداد کوچک‌جثه‌تر خود در طول میلیون‌ها سال تکامل یافته‌اند. موزه‌هایی مثل موزه فلوریدا از چنین نمونه‌هایی برای آموزش فرآیند فرگشت استفاده می‌کنند.
ونوار بوش به‌طور تاریخی اظهار داشت که «بدون پیشرفت علمی، هیچ میزان دستاورد در سایر زمینه‌ها نمی‌تواند سلامت، رفاه و امنیت ما را به‌عنوان یک ملت در جهان مدرن تضمین کند.»
در دهه‌های اولیه NSF، از دهه ۱۹۵۰ تا اواخر دهه ۱۹۹۰، پیشنهادها عمدتاً بر اساس کیفیت علم و سوابق دانشمندان ارزیابی می‌شدند. اما سپس، بنیاد سیستم جدیدی ایجاد کرد که تا امروز ادامه دارد.
اکنون هر پیشنهاد تحقیقاتی NSF بر اساس دو معیار بررسی همتا میشود: ارزش فکری، که به کیفیت و نوآوری علم و سوابق تیم تحقیقاتی مربوط است، و تأثیرات گسترده‌تر − فعالیت‌های مرتبط که اکتشافات را به مخاطبان عمومی منتقل می‌کنند.
ارزش فکری درباره پیشبرد دانش و نوآوری علمی است، در حالی که تأثیرات گسترده‌تر توضیح می‌دهند که چرا افرادی که دانشمند نیستند باید به این موضوع اهمیت دهند و چگونه جامعه می‌تواند از این تحقیقات بهره‌مند شود.
جنبه عملی دیگر تأثیرات گسترده‌تر این است که مالیات‌دهندگان هزینه این فعالیت‌ها را پرداخت می‌کنند، بنابراین برای آنها و کنگره مهم است که بازده سرمایه‌گذاری خود را درک کنند. این فعالیت‌های تأثیرات گسترده‌تر از طریق روش‌های مختلفی با عموم درباره تحقیقات ارتباط برقرار می‌کنند و آنها را درگیر می‌کنند.
در حالی که محققان معمولاً ارزش فکری پروژه‌های تأمین‌شده توسط NSF را درک می‌کنند، توصیف تأثیرات گسترده‌تر می‌تواند چالش‌برانگیز باشد.
فعالیت‌های تأثیرات گسترده‌تر
از کودکی به دیرینه‌شناسی − مطالعه فسیل‌ها و آنچه می‌توانیم از آنها درباره زندگی پیش‌تاریخی بیاموزیم − علاقه‌مند بودم. این رشته عمدتاً تحقیق پایه است − افزودن به دانش درباره زندگی باستانی. به‌عنوان دانشمندی که تحقیقات پایه انجام می‌دهد، احساس مسئولیت کرده‌ام که از طریق فعالیت‌های تأثیرات گسترده‌تر به جامعه خدمت کنم و مزایای بسیاری از این فعالیت‌ها را دیده‌ام.
حوزه اصلی علاقه‌ام پستانداران منقرض‌شده قاره آمریکا، به‌ویژه سوابق ۵۵ میلیون ساله اسب‌های فسیلی در این قاره است. سال‌ها NSF از اکتشافات من درباره این گروه جالب حیوانات حمایت کرد. اسب‌های فسیلی نمونه کلاسیکی از تکامل هستند − در کتاب‌ها و نمایشگاه‌های موزه‌ای.
بسیاری از مردم به اسب‌ها علاقه‌مندند، بنابراین جلب توجه آنها با این گروه جذاب آسان است. آنها همچنین اغلب شگفت‌زده می‌شوند وقتی می‌فهمند که اسب‌های پیش‌تاریخی میلیون‌ها سال بومی آمریکای شمالی بودند. سپس، در دوران تاریخی، حدود ۵۰۰ سال پیش توسط انسان‌ها به این قاره معرفی شدند.
طی سال‌ها، تیم تحقیقاتی من از فعالیت‌های تأثیرات گسترده‌تر با بودجه کمک‌هزینه برای آموزش مردم درباره این اسب‌های فسیلی و تحقیقاتمان استفاده کرده است. یک نمونه شامل همکاری با معلمان علوم مقاطع ابتدایی و متوسطه برای توسعه برنامه‌های درسی بود. دانش‌آموزان دندان‌های اسب فسیلی را اندازه‌گیری کردند و بررسی کردند که چگونه دندان‌هایشان برای تغذیه از علف‌ها سازگار شده‌اند. همچنین نمایشگاه‌هایی درباره اسب‌های فسیلی ایجاد کرده‌ایم و مطالعه کرده‌ایم که چگونه این نمایشگاه‌ها علم را به بازدیدکنندگان موزه منتقل می‌کنند.
معلمان علوم به کارهای میدانی ما ملحق شده‌اند تا در طول گسترش اخیر کانال پاناما فسیل‌ها را جمع‌آوری کنند. من سخنرانی‌های متعددی ارائه داده‌ام و با کلوپ‌های فسیل و اعضای آنها در سراسر ایالات متحده همکاری کرده‌ام. همچنین پروژه‌هایی مانند Fossils4Teachers را ترویج داده‌ایم که در آن جمع‌آوری‌کنندگان فسیل، فسیل‌های خود را اهدا کردند و در کنار معلمان مقاطع ابتدایی و متوسطه برای توسعه برنامه‌های درسی که در کلاس‌های درس معلمان اجرا شدند، کار کردند.
ما همچنین توانسته‌ایم علاقه مردم را به گروه‌های حیوانی دیگر − مانند کوسه‌های فسیلی − برانگیزیم. از طریق برنامه Scientist in Every Florida School، به معلمان دوره راهنمایی کیت‌های مطالعه با دندان‌های واقعی کوسه فسیلی دادیم. دانش‌آموزان آنها یاد گرفتند که دندان‌های کوسه را شناسایی کنند و سپس کامپیوترها را با استفاده از یادگیری ماشینی، نوعی هوش مصنوعی، برای شناسایی دندان‌ها آموزش دادند.
نتایج تأثیرات گسترده‌تر
فعالیت‌های تأثیرات گسترده‌تر مانند این‌ها می‌توانند نتایج کوتاه‌مدت و بلندمدت متنوعی داشته باشند. سالانه بیش از ۵۰ میلیون نفر از موزه‌های تاریخ طبیعی در ایالات متحده بازدید می‌کنند. فعالیت‌هایی که موزه‌ها را ترویج می‌دهند می‌توانند تعداد زیادی از افراد را در پیگیری یادگیری مادام‌العمر تحت تأثیر قرار دهند.
به‌طور گسترده‌تر، گروه‌های علاقه‌مند به علم مشارکتی می‌توانند به مردم امکان یادگیری درباره علم را بدهند و در عین حال به پروژه‌های تحقیق پایه کمک کنند. در زمینه تاریخ طبیعی، چند نمونه محبوب شامل اپلیکیشن Merlin و اپلیکیشن iNaturalist هستند که هر دو میلیون‌ها ناظر فعال دارند. Merlin مردم را تشویق میکند تا مشاهدات خود از پرندگان را ارسال کنند، و iNaturalist مشاهدات گیاهان، حیوانات و فسیل‌ها را می‌پذیرد که محققان می‌توانند آنها را با دقت بررسی کرده و به‌عنوان داده استفاده کنند.
بسیاری از معلمان مقاطع ابتدایی و متوسطه که تیم ما با آنها کار کرده گزارش داده‌اند که پس از همکاری‌های ما، در تدریس محتوای علمی جدیدی که آموخته‌اند، اعتماد به نفس بیشتری دارند.
جالب است که اگرچه بسیاری از تحقیقات درباره توسعه حرفه‌ای علوم بر معلمان متمرکز است، دانشمندان نیز پس از کار با این معلمان، چه در میدان و چه در کلاس درس، سطح بالایی از رضایت و بهبود مهارت‌های ارتباطی گزارش می‌دهند.
دانش‌آموزان در حال مطالعه دندان‌های فسیل‌شده کوسه در یک برنامه آموزشی در موزه تاریخ طبیعی فلوریدا.
(عکس: مگان هیگبی هندریکسون - موزه فلوریدا)
مزایای تحقیقات پایه برای جامعه
نسل‌های دانشمندان آمریکایی به شدت از سرمایه‌گذاری‌های فدرال در تحقیقات پایه بهره‌مند شده‌اند. در ۷۵ سال از تأسیس NSF، این سازمان صدها هزار پروژه را برای پیشبرد علم و فناوری تأمین مالی کرده است.
این‌ها از اکتشافات تحقیقات پایه و همچنین آموزش و توسعه حرفه‌ای ده‌ها هزار دانشمندی که سالانه روی این پروژه‌ها کار می‌کنند، حمایت کرده‌اند.
بسیاری از دانشمندان برجسته به‌عنوان رهبران و نوآوران مولد در ایالات متحده و در سطح بین‌المللی ادامه داده‌اند. NSF از بیش از ۲۶۸ برنده جایزه نوبل حمایت کرده است.
در حالی که NSF در کشف دانش بنیادی درباره جهان طبیعی سرمایه‌گذاری میکند، پروژه‌های تأمین‌شده به‌طور سنتی کاربردهای مستقیمی برای مزایای اجتماعی نداشته‌اند. با این حال، بسیاری از پروژه‌های NSF − برای مثال، درباره لیزرها و نانوتکنولوژی − به‌عنوان تحقیقات پایه کنجکاوی‌محور آغاز شدند و در نهایت کاربردهای عظیمی برای نوآوری فناورانه و رفاه اقتصادی پیدا کردند.
برای مثال، نقشه‌برداری از خواص مغناطیسی کف اقیانوس‌های زمین در طول جنگ جهانی دوم به دانشمندان کمک کرد تا درک کنند که پوسته زمین چگونه حرکت میکند و کوه‌ها چگونه شکل می‌گیرند. این امر به انقلاب تکتونیک صفحه‌ای در علوم زمین منجر شد. این خط تحقیقات پایه سپس به یک کاربرد مهم منجر شد: پیش‌بینی مکان‌های احتمالی مناطق پرخطر زلزله در سراسر جهان.
هیچ‌یک از این کاربردهای پایین‌دستی و مزایای اجتماعی بدون اکتشافات تحقیقات پایه که توسط آژانس‌های فدرال مانند NSF حمایت شده‌اند و ارزش افزوده بیشتر از طریق فعالیت‌های تأثیرات گسترده‌تر، محقق نمی‌شد.
