מדע שימושי

מדע שימושי הוא מחקר מדעי המכוון לפתרון בעיה מעשית לתועלת האדם. מדע שימושי נבדל ממדע טהור, שמטרתו הרחבת הידע האנושי, ללא תועלת מיידית. מדע שימושי נבדל גם מהנדסה, העוסקת בניצול ידע קיים לפתרון בעיות מעשיות. פעילות בתעשייה הקרובה למדע שימושי היא פעילות של מחקר ופיתוח (R&D).
פעילות של מדע שימושי נעשית בעיקרה באוניברסיטאות ובמכוני מחקר, כתוספת לפעילות המדע הטהור. יתרונו של העיסוק במדע שימושי על פני מדע טהור הוא בקלות היחסית של גיוס תקציבי מחקר מגופים חוץ-אוניברסיטאיים, כגון מערכת הביטחון ויצרני תרופות, המעריכים שיוכלו להפיק תועלת מהישגי המחקר במסגרת זו.
לואי פסטר אמר בהקשר זה: "אין קטגוריה של המדע הקרויה מדע שימושי; יש מדע וישנם היישומים שלו, הקשורים למדע כשם שהפירות קשורים לעץ שעליו צמחו".
תחומי מחקר רבים קשורים אחד לשני כאשר ידע מתחום אחד משמש כבסיס לתחום אחר, ולעיתים קרובות שאלות הנוגעות לתחום אחד, מעוררות עניין ועושיות לפתח תאוריות חדשות בתחום אחר. כך לדוגמה
פתולוגיה של צמחים (פיטופתולוגיה) שהיא תחום מחקר יישומי שנועד לחקור ולמונע מחלות בצמחים, נהנה מהידע שנצבר במגוון גדול של תחומי מחקר בסיסי ומעשי אחרים. רוב המחקר העכשווי של פתולגיית צמחים מבוסס על מיקרוביולוגיה, ביוכימיה, גנטיקה, ביולוגיה של התא ואקולוגיה. התחום הוא בעל ממשק עם כימיה ופיזיקה ומיישים ידע ממדע והנדסה, כלכלה, אגרונומיה, מדעי העשבים, ואנטומולוגיה. מצד שני, שאלות ובעיות שעלו בתחום עודדו תחומי מחקר בסיסיים יותר.
ידע שהושג במסגרת מדע טהור עשוי להתגלות, ברבות השנים, כבעל היבטים מעשיים. דוגמאות אחדות לכך:
תורת היחסות פותחה לשם הבנת יסודות הפיזיקה, והובילה לתוצאות מעשיות, ובראשן אנרגיה גרעינית.
תורת המספרים נחשבה במשך מאות שנים כחסרת כל תועלת מעשית, אך בשלהי המאה העשרים התגלתה כבסיס חשוב ביותר להצפנה.
גם המצב ההפוך מתקיים - מחקרים שנעשים לצורך חקר בעיות מעשיות, מובילים לעיתים לחקירות עמוקות יותר, שיכולות להוביל לפיתוח מושגים חדשים, תאוריות חדשות או ענפי מחקר תאורטיים חדשים.
פתולוגיה של צמחים סייע לפתח ידע בסיסי בתחומים אחרים - כך הרעיון לפיו חיידקים גורמים למחלות פותח לראשונה בצמחים ולאחר מכן אושש במחקרים על מחלות של בעלי חיים. רוב ההתקדמות המוקדמת בוירולוגיה נעשתה בתחילה בחקר וירוסים שתקפו צמחים.
תחום התרמודינמיקה התפתח בתחילה כדי לנסות לייעל מנועי קיטור. מנועי הקיטור המוקדמים היו גסים ולא יעילים, והם משכו את תשומת לבם של המדענים המובילים באותה תקופה, כמו סאדי קרנו, "אבי התרמודינמיקה", שפרסם ב-1824 את "הרהורים על כוחה המניע של האש", הנחשב כנקודת המוצא לתרמודינמיקה כמדע מודרני. בשל הרלוונטיות של התרמודינמיקה לחלק גדול מהמדע והטכנולוגיה, ההיסטוריה שלה שזורה היטב עם התפתחויות של מכניקה קלאסית, מכניקת הקוונטים, מגנטיות וקינטיקה כימית, ויש לה יישומים בתחומים נוספים כמו מטאורולוגיה, תורת האינפורמציה וביולוגיה (פיזיולוגיה, ואקולוגיה). יש לה גם קשר לפיתוחים טכנולוגיים כמו מנוע הקיטור, מנוע הבעירה הפנימית, קריוגניקה וייצור חשמל. ההשלכות של תרנודינמיקה על תחומים אחרים ממשיכות להחקר במסגרת תחומים כמו תרמודינמיקה לא בשיווי משקל.
מתמטיקה שימושית היא ענף של המתמטיקה שהוא בגדר מדע טהור, אך קיבל את שמו משום שלחלק מהתוצאות שלו יש שימוש בפיזיקה, שאף היא בגדר מדע טהור, אך לתוצאותיה השפעה רבה בתחומי ההנדסה; כך שיש בהן, בסופו של דבר, תועלת מעשית.
באוניברסיטה העברית בירושלים הוקם ב-1970 "בית הספר למדע שימושי ולטכנולוגיה", כצעד ראשון לקראת התרחבותה של האוניברסיטה להוראת הנדסה. במסגרת בית הספר ניתנו קורסים שמקורם בפקולטות המחקריות של האוניברסיטה וכן קורסים ייחודיים לבית הספר, בתוכניות לימוד שמטרתן השתלבות של בוגרי בית הספר בתעשייה. באוניברסיטה העברית גם הוקם ב-1969 "בית הספר להנדסה ולמדעי המחשב", בתחילה רק ללימודים לתארים מתקדמים. יחידות למדע שימושי פועלות גם באוניברסיטאות נוספות בעולם (בקלטק, למשל: Division of Engineering and Applied Science).