stringtranslate.com

Научный прибор

Научный прибор — это устройство или инструмент, используемый в научных целях, включая изучение как природных явлений, так и теоретических исследований. [1]

История

Исторически определение научного инструмента менялось в зависимости от использования, законов и исторического периода времени. [1] [2] [3] До середины девятнадцатого века такие инструменты назывались «натурфилософскими» или «философскими» аппаратами и инструментами, а более старые инструменты от античности до Средних веков (такие как астролябия и маятниковые часы ) не поддаются более современному определению «инструмента, разработанного для качественного или количественного исследования природы». [1] [3] Научные инструменты изготавливались изготовителями инструментов, живущими недалеко от центра обучения или исследований, например, университета или исследовательской лаборатории . Изготовители инструментов проектировали, конструировали и совершенствовали инструменты для определенных целей, но если спрос был достаточным, инструмент запускался в производство как коммерческий продукт. [4] [5]

В описании использования эвдиометра Яном Ингенхаузом для демонстрации фотосинтеза биограф заметил: «История использования и развития этого инструмента помогает показать, что наука — это не просто теоретическое начинание, но и деятельность, основанная на инструментальной основе, которая представляет собой коктейль из инструментов и методов, упакованных в социальную среду внутри сообщества практиков. Было показано, что эвдиометр является одним из элементов в этой смеси, который удерживал целое сообщество исследователей вместе, даже когда они расходились во мнениях относительно значения и правильного использования этой вещи». [6]

К началу Второй мировой войны потребность в улучшении анализа военных продуктов, таких как лекарства, топливо и боевые агенты, вывела приборы на новый уровень. [7] Сегодня изменения в приборах, используемых в научных исследованиях, особенно в аналитических приборах, происходят быстро, и взаимосвязи с компьютерами и системами управления данными становятся все более необходимыми. [8] [9]

Объем

Научные инструменты сильно различаются по размеру, форме, назначению, сложности и сложности. Они включают в себя относительно простое лабораторное оборудование, такое как весы , линейки , хронометры , термометры и т. д. Другие простые инструменты, разработанные в конце 20-го века или начале 21-го века, - это Foldscope (оптический микроскоп), SCALE (периодическая таблица KAS), [10] MasSpec Pen (ручка, которая обнаруживает рак), глюкометр и т. д. Однако некоторые научные инструменты могут быть довольно большими по размеру и значительными по сложности, например, коллайдеры частиц или антенны радиотелескопа . Наоборот, микромасштабные и наномасштабные технологии развиваются до такой степени, что размеры инструментов смещаются в сторону крошечных, включая наномасштабные хирургические инструменты , биологические наноботы и биоэлектронику . [11] [12]

Цифровая эра

Инструменты все больше основываются на интеграции с компьютерами для улучшения и упрощения управления; улучшения и расширения инструментальных функций, условий и настроек параметров; и оптимизации выборки, сбора, разрешения, анализа данных (как во время, так и после обработки), а также хранения и извлечения. Расширенные инструменты могут быть подключены как локальная сеть (LAN) напрямую или через промежуточное программное обеспечение и могут быть дополнительно интегрированы как часть приложения управления информацией, такого как система управления лабораторной информацией (LIMS). [13] [14] Связность инструментов может быть еще больше расширена с помощью технологий Интернета вещей (IoT), что позволяет, например, лабораториям, разделенным большими расстояниями, подключать свои инструменты к сети, которую можно контролировать с рабочей станции или мобильного устройства в другом месте. [15]

Примеры научных приборов

Список производителей научных приборов

Список разработчиков научных приборов

История научных приборов

Музеи

Историография

Типы научных приборов

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abc Hessenbruch, Arne (2013). Руководство для читателей по истории науки . Тейлор и Фрэнсис. стр. 675–77. ISBN 9781134263011.
  2. ↑ Уорнер, Дебора Джин (март 1990 г.). «Что такое научный инструмент, когда он стал таковым и почему?». Британский журнал истории науки . 23 (1): 83–93. doi :10.1017/S0007087400044460. JSTOR  4026803. S2CID  145517920.
  3. ^ ab "Соединенные Штаты против Пресвитерианской больницы". The Federal Reporter . 71 : 866–868. 1896.
  4. ^ Тернер, А. Дж. (1987). Ранние научные приборы: Европа, 1400-1800 . Издательство Филлипа Уилсона.
  5. ^ Bedini, SA (1964). Ранние американские научные приборы и их производители. Smithsonian Institution . Получено 18 января 2017 г.
  6. ^ Гердт Магиелс (2009) От солнечного света к пониманию. Ян ИнгенХаус, открытие фотосинтеза и науки в свете экологии , стр. 231, VUB Press ISBN 978-90-5487-645-8 
  7. ^ Mukhopadhyay, R. (2008). «Рост инструментов во время Второй мировой войны». Аналитическая химия . 80 (15): 5684–5691. doi :10.1021/ac801205u. PMID  18671339.
  8. ^ Макмахон, Г. (2007). Аналитическое приборостроение: руководство по лабораторным, портативным и миниатюрным приборам . John Wiley & Sons. стр. 1–6. ISBN 9780470518557.
  9. ^ Кхандпур, RS (2016). Справочник по аналитическим приборам . McGraw Hill Education. ISBN 9789339221362.
  10. ^ Шадаб, КА (2017). «ПЕРИОДИЧЕСКАЯ ТАБЛИЦА KAS». Международный исследовательский журнал естественных и прикладных наук . 4 (7): 221–261.
  11. ^ Осиандер, Р. (2016). Даррин, М.А.Г.; Барт, Дж.Л. (ред.). Системная инженерия для микромасштабных и наномасштабных технологий . CRC Press. стр. 137–172. ISBN 9781439837351.
  12. ^ Джеймс, WS; Лемоле-младший, GM (2015). Латифи, Р.; Ри, П.; Грюсснер, Р.У.Г. (ред.). Технологические достижения в хирургии, травматологии и интенсивной терапии . Springer. стр. 221–230. ISBN 9781493926718.
  13. ^ Уилкс, Р.; Мегаргл, Р. (1994). «Интеграция приборов и лабораторной информационной системы управления на информационном уровне: спектрометр с индуктивно связанной плазмой». Хемометрика и интеллектуальные лабораторные системы . 26 (1): 47–54. doi :10.1016/0169-7439(94)90018-3.
  14. ^ Карвальо, MC (2013). «Интеграция аналитических приборов с компьютерными скриптами». Журнал лабораторной автоматизации . 18 (4): 328–33. doi : 10.1177/2211068213476288 . PMID  23413273.
  15. ^ Perkel, JM (2017). «Интернет вещей приходит в лабораторию». Nature . 542 (7639): 125–126. Bibcode :2017Natur.542..125P. doi : 10.1038/542125a . PMID  28150787.
  16. ^ Шарлотта Бигг и Кристоф Майнель (ред.), Премия Пауля Бунге: История научных приборов, 1993-2023 (Франкфурт-на-Майне: GDCh & DBG, 2023), 96 стр.