Nghiên cứu cơ bản là gì? Vai trò trong khoa học hiện đại

Nghiên cứu cơ bản (basic research hay fundamental research) tập trung vào các kiến thức khoa học nền tảng, phát triển tri thức. Vậy hoạt động khoa học này mang lại những giá trị gì? Đóng vai trò thế nào trong sự tiến bộ nhân loại? Hãy cùng Viện Nghiên cứu Tâm Anh tìm hiểu trong bài viết sau.

Nghiên cứu cơ bản là gì?

Theo định nghĩa của Luật Khoa học và Công nghệ 2013, “nghiên cứu cơ bản là hoạt động nghiên cứu nhằm khám phá bản chất, quy luật của sự vật, hiện tượng tự nhiên, xã hội và tư duy”.

Nhìn chung, nghiên cứu cơ bản không đặt nặng khả năng ứng dụng, giải quyết vấn đề thực tiễn ngay lập tức, mà có nhiều mục tiêu như:

• Mở rộng kiến thức khoa học nền tảng: tăng cường hiểu biết về các nguyên lý, cơ chế, mô hình và quy luật tự nhiên hoặc xã hội mà trước đây chưa được biết rõ. Ví dụ, từ giữa thế kỷ XIX, nhà khoa học Gregor Mendel (cha đẻ của di truyền hiện đại) đã thực hiện thí nghiệm trên đậu Hà Lan, xác định các quy luật di truyền cơ bản, từ đó làm nền tảng phát triển cho di truyền học. (1)
• Phát triển lý thuyết: hình thành, thử nghiệm và phát triển các giả thuyết, mô hình hoặc lý thuyết giúp giải thích các hiện tượng khoa học. Ví dụ, Einstein – nhà vật lý lý thuyết người Đức, chỉ tìm hiểu bản chất của không gian, thời gian và lực hấp dẫn dựa trên lý thuyết và các thí nghiệm tưởng tượng (Gedankenexperiment). Sau đó, thuyết tương đối của ông sau đó đã được ứng dụng để giải thích nhiều hiện tượng, lý thuyết khác như lỗ đen vũ trụ, sự giãn nở thời gian.
• Tạo nền tảng cho nghiên cứu ứng dụng: cung cấp cơ sở tri thức sâu rộng, giúp các nghiên cứu ứng dụng và công nghệ trong tương lai có thể dựa vào đó để xây dựng và triển khai. Ví dụ, năm 1953, hai nhà khoa học James Watson và Francis Crick đã tìm ra cấu trúc chuỗi xoắn kép ADN. Mở ra thời kỳ mới cho di truyền học, ứng dụng trong sinh học, nông nghiệp, y học… Từ đó, làm nền tảng cho nhiều khám phá về di truyền, cho phép chẩn đoán, điều trị bệnh hiệu quả hơn, như xét nghiệm di truyền, liệu pháp gene, tạo vaccine phòng bệnh…

Gregor Mendel được gọi là “ông tổ” di truyền học nhờ xác định được các quy luật di truyền cơ bản trên đậu Hà Lan

Phân loại nghiên cứu cơ bản

Tùy tiêu chí cụ thể như cách tiếp cận, lĩnh vực khoa học hay phương pháp thu thập dữ liệu mà có nhiều cách phân loại khác nhau, ví dụ:

1. Theo phương pháp tiếp cận

Phương pháp tiếp cận là góc nhìn, khuôn khổ lý thuyết, hay hướng đi để phân tích và giải quyết một vấn đề, ví dụ:

• Lý thuyết: xây dựng khái niệm, mô hình, học thuyết, định luật dựa vào suy luận logic. Ví dụ: nhà toán học chứng minh một định lý mới, giải một bài toán phức tạp.
• Thực nghiệm: dùng các thí nghiệm được thiết kế để kiểm chứng giả thuyết. Ví dụ, nuôi cấy vi khuẩn để tìm hiểu rõ hơn về các đặc tính sinh học, lợi ích, tác hại cụ thể của chúng.
• Quan sát: quan sát hiện tượng tự nhiên không can thiệp. Phổ biến trong sinh học, thiên văn, xã hội học, nhân học…

2. Theo lĩnh vực khoa học

Ví dụ một số lĩnh vực khoa học có thể kể đến như:

• Khoa học tự nhiên: toán học, sinh học, vật lý, địa chất học…
• Khoa học xã hội và nhân văn: xã hội học, nhân học, tâm lý học, lịch sử học…

3. Theo bản chất dữ liệu

Bản chất dữ liệu có thể được phân thành 2 nhóm chính:

• Định lượng: dữ liệu là con số, phép đo, mô hình thống kê… ví dụ: tốc độ phản ứng hóa học của 1 chất ở các điều kiện nhiệt độ khác nhau.
• Định tính: dữ liệu định tính là thông tin mô tả, không thể đo lường bằng số, tập trung vào chất lượng và ý nghĩa. Ví dụ: các bản ghi câu trả lời của 1 câu hỏi mở.

TS.BS Nguyễn Ngô Quang, Cục trưởng Cục Khoa học Công nghệ và Đào tạo, Bộ Y tế phát biểu tại Hội nghị khoa học thường niên năm 2025 do Viện Nghiên cứu Tâm Anh và Hệ thống Bệnh viện Đa khoa Tâm Anh tổ chức.

Quy trình thực hiện nghiên cứu cơ bản

Dưới đây là các bước thực hiện dễ hiểu, ngắn gọn:

1. Xác định vấn đề nghiên cứu

Các nghiên cứu thường được bắt đầu bằng việc xây dựng các câu hỏi hoặc giả thuyết (lý thuyết), nêu rõ hiện tượng, câu hỏi khoa học chưa được giải thích.

2. Tổng quan tài liệu

Các nhà khoa học tiến hành tổng hợp, phân tích các tri thức khoa học, tài liệu có liên quan đến chủ đề cần tìm hiểu. Đây là bước cơ sở để hình thành giả thuyết, phương pháp nghiên cứu cụ thể.

3. Xây dựng giả thuyết

Giả thuyết là phỏng đoán dựa trên kiến ​​thức đã có trước đó, thường có thể kiểm chứng. Tuy nhiên, một số nghiên cứu cơ bản mang tính “khám phá” chỉ cần câu hỏi mà không cần giả thuyết kiểm chứng. Ví dụ, Isaac Newton – một nhà toán học, nhà vật lý, nhà thiên văn học, nhà thần học, đã phát hiện ra lực hấp dẫn nhờ câu hỏi: “Tại sao quả táo rơi thẳng xuống đất? Lực nào giữ cho mặt trăng quay quanh trái đất và các hành tinh quay quanh mặt trời? Liệu đó có phải cùng một loại lực không?”.

4. Thiết kế nghiên cứu

Thiết kế nghiên cứu giúp xác định cách tiếp cận khoa học để kiểm chứng giả thuyết. Ví dụ, cần sử dụng lý thuyết nào? Dùng cách tiếp cận, phân tích gì? Cần dùng dữ liệu định tính hay định lượng? Phương pháp thu thập dữ liệu là gì?…

5. Thu thập và phân tích dữ liệu

Tiến hành thu thập dữ liệu và phân tích theo mô hình đã được thiết kế. Ví dụ, nhà nghiên cứu xã hội học có thể phỏng vấn 3.000 gia đình về tình hình thu nhập của hộ gia đình bằng bộ câu hỏi được xây dựng chặt chẽ. Sau đó, dữ liệu câu trả lời được phân tích để kiểm định giả thuyết đặt ra trước đó.

6. Diễn giải kết quả

Sau khi phân tích dữ liệu, nhà khoa học sẽ diễn giải kết quả, bao gồm:

• Giải thích ý nghĩa khoa học của kết quả.
• So sánh kết quả với các nghiên cứu có trước.
• Chỉ ra giới hạn và hướng phát triển tiếp theo.

7. Báo cáo và phản biện

Dựa trên kết quả đã có, nhà nghiên cứu có thể viết bài báo cáo khoa học, báo cáo hội nghị, hội thảo… và tiếp nhận góp ý, phản biện từ hội đồng khoa học.

Hội nghị châu Á – Thái Bình Dương thường niên lần thứ 8 về Vận động sớm và Phục hồi chức năng trong khoa Hồi sức tích cực & Chống độc (ICU) tại Viện Nghiên cứu Tâm Anh.

Ý nghĩa và ứng dụng của nghiên cứu cơ bản

Ý nghĩa cốt lõi của nghiên cứu cơ bản là mở rộng tri thức, phát triển các lý thuyết khoa học, tìm kiếm kiến thức chưa được biết đến trước đây, làm nền tảng kiến thức để đưa ra giải pháp cho các vấn đề thực tế. Mặc dù không đặt mục tiêu ứng dụng tức thời, nhưng kết quả thường cung cấp cơ sở tri thức cho các tiến bộ công nghệ và ứng dụng thực tiễn sau này. Ví dụ, phát hiện của Michael Faraday – nhà hóa học và vật lý học người Anh, về cảm ứng điện từ vào những năm 1830 đã mở đường cho sự phát triển của hầu như mọi thiết bị điện tử mà chúng ta có ngày nay.

Hạn chế và thách thức

Dù mang lại ý nghĩa to lớn trong việc thúc đẩy phát triển khoa học và tiến bộ xã hội, tuy nhiên cũng có một số giới hạn như:

• Khó thấy hiệu quả ứng dụng trong ngắn hạn.
• Thời gian thường dài, tốn nhiều công sức.
• Không phải lúc nào cũng tạo ra giá trị đột phá.
• Yêu cầu trình độ chuyên môn rất cao, đòi hỏi nguồn nhân lực chất lượng.
• Phụ thuộc nhiều vào môi trường học thuật của địa phương, quốc gia, khu vực.

Chính vì những hạn chế trên mà quá trình nghiên cứu có thể gặp nhiều thách thức như:

• Thiếu nguồn lực tài chính ổn định do không có tính ứng dụng tức thời. Thời gian tiến hành dài, phức tạp nhưng chưa chắc mang lại hiệu quả.
• Khó truyền thông, tiếp cận với công chúng do nội dung thường hàn lâm, phức tạp.
• Không phải cơ sở, quốc gia nào cũng đủ cơ sở vật chất, thiết bị, hạ tầng phục vụ cho công tác khoa học nền tảng.

Trên đây là một số thông tin tổng quan về nghiên cứu cơ bản. Dù thường không mang lại ứng dụng tức thời, các nghiên cứu cơ bản lại đóng vai trò quan trọng trong việc mở rộng tri thức, tạo động lực phát triển khoa học, làm nền tảng cho các thành tựu giá trị, đột phá trong tương lai.