естественные науки что они изучают
Естественные науки — классификация и перечень дисциплин, предмет и объект изучения
Все науки можно разделить на две основные категории: социально-гуманитарные дисциплины и естествознание. Первые исследуют культуру и историю человечества, мысли, эмоции и коммуникации людей. Естественные науки — это дисциплины, ориентированные на постижение законов, управляющих природой. В понимании этой области знаний понятие природа включает в себя любые элементы Вселенной.
Цели и особенности
Наукой называется совокупность систематических действий, направленных на получение и организацию знаний о различных типах явлений, их объяснение. Основная задача естествознания — сформулировать законы, способные предсказать происходящее в окружающем мире. Отсюда вытекает стремление учёных исключить неопределённости, упрощая изучаемые явления. Основные признаки, которыми характеризуются естественные науки, можно представить следующим списком:
Развитие естественных наук тесно связано с технологическим прогрессом. Отсутствие тех или иных технических возможностей может быть непреодолимым препятствием для анализа природных явлений.
Например, без инструментов наблюдения, таких как телескоп и микроскоп, учёные не смогли бы провести важнейшие исследования в области астрономии и микробиологии.
Важно понимать, что знания об окружающем мире несовершенны и даже бывают довольно далеки от истины. Теории, на которых базируются естественные науки, представляют собой лишь объяснение какого-либо явления. В зависимости от того, в какой степени они согласуются с реальностью, определяется их качество.
Прогресс естествознания происходит благодаря улучшению наблюдений с помощью более точных инструментов и обогащению информационной базы для логических рассуждений.
История естествознания
Можно считать, что естествознание зародилось в дописьменных человеческих сообществах. Ещё в те времена люди, наблюдая за природой, создавали знания о поведении животных, полезности растений в качестве продуктов питания и лекарств. Эта информация передавалась из поколения в поколение.
Доаристотелева эпоха
Подобные примитивные познания уступили более систематизированным исследованиям и выводам приблизительно в месопотамских и древнеегипетских культурах. Там появляются первые письменные свидетельства о естественной философии.
Традиция научного исследования характерна также для Древнего Китая, где даосские алхимики и философы экспериментировали с эликсирами для продления жизни.
Богатое наследие оставили народы древней индийской культуры. Некоторые понимания ими природы отражены в Ведах. Этот набор священных текстов описывает концепцию постоянно расширяющейся и трансформирующейся Вселенной.
Древнегреческие мыслители приблизили естественную философию к дисциплине о причинно-следственных связях в природе с элементами мифологии между 600 и 400 г. до н. э.
Некоторые открытия и гипотезы учёных античного мира поражают своей современностью:
Аристотель по праву считается отцом науки благодаря тому, что первый осознал важность эмпирического знания. Он применял свои методы практически ко всему, от поэзии и политики до астрономии. Школу познания античного философа можно суммировать следующими принципами:
От философии к естествознанию
Труды Аристотеля и другая греческая натурфилософия достигли Европы приблизительно в середине XII века. Эти работы стали изучаться в новых университетах, несмотря на запреты церкви. В позднем Средневековье публикуются первые классификации наук на основе греческой и арабской философии, среди которых появилось в названиях естествознание.
Изобретение печатного станка в XV веке, микроскопа и телескопа коренным образом повлияло на эволюцию научных знаний об окружающем мире. Аристотелева философия отошла на второй план, уступив новым методам исследования. Природу учёные стали рассматривать как механизм, который для понимания следует разобрать на части. Одним из главных достижений научной революции XVII века стало повсеместное использование научного метода для изучения природы, что и сформировало базу естественных наук в том виде, в котором они существует в настоящее время.
Научный метод
Современные естественнонаучные дисциплины часто называют точными из-за интенсивного использования ими объективных количественных данных и опору на математику.
В отличие от них, общественные науки, такие как психология, социология и антропология, в большей степени полагаются на нечисловые оценки и, как правило, оперируют менее определёнными выводами. Формальные дисциплины, к которым относят математику и статистику, в более значительной степени оперируют количественными категориями, но, как правило, не включают в себя изучение природных явлений.
Основой всех естественных наук является научный метод — важнейший компонент современного естествознания, служащий фундаментом для анализа и объективной интерпретации исследований. Применение его предполагает цикл из формирования обоснованного предположения относительно эксперимента, изучения одной или группы переменных в качестве результата. Если предположение не соответствует выводам из опытов, оно исключается в пользу следующего.
Некоторые ключевые моменты, характерные для научного метода:
Любую отрасль естествознания, которая сформирована без научного метода, нельзя назвать наукой. Например, теологические идеи невозможно проверить независимыми наблюдателями с использованием воспроизводимых опытов.
Законы и теории
Бытует мнение, что если учёные находят доказательства, поддерживающие гипотезу, последняя становится теорией, а в случае, когда теория верна, на её основании пишется закон. Это не совсем так. На самом деле факты, гипотезы, теории и законы — лишь отдельные инструменты научного метода. Они могут развиваться, но это не означает, что они обязательно переходят в новое качество. Упрощённо разница между терминами выглядит так:
Кроме того, если какая-то закономерность становится законом, это не означает, что ситуация не изменится из-за будущих исследований. Использование определения закона у неспециалистов и учёных заметно отличается.
Научные законы не абсолютны, они могут иметь исключения, способны быть опровергнуты или получить развитие с течением времени.
Факты и законы работают на эмпирической, наблюдательной основе. Теории оперируют закономерностями на концептуальном уровне и зиждятся на логике, а не на наблюдениях. По аналогии с плохими и хорошими формальными объяснениями, теории также различаются по качеству. Наиболее важные критерии их оценки сводятся к следующему перечню:
С учётом того факта, что теории и наблюдения являются двумя столпами естествознания, научные исследования, соответственно, ведутся на двух уровнях: теоретическом и эмпирическом. Первый касается разработки абстрактных понятий о явлении и соотношениях между этими понятиями. Эмпирический уровень предполагает проверку концепций на достоверность действительным наблюдениям. Благодаря такому подходу теории совершенствуются в своём соответствии реальности.
Отрасли и дисциплины
Естествознание можно разделить на две большие группы: физические дисциплины и изучающие живые объекты. Их также можно классифицировать в зависимости от назначения. Так называемые чистые науки объясняют самые основные объекты и законы, их регулирующие.
Прикладные применяют фундаментальные теоретические знания для узких практических целей. Например, медицина ставит своей задачей излечение человеческих недугов на основе биологии.
Список естественных наук, которые считают основными, выглядит так:
Многие достижения, определяющие современную цивилизацию, есть результат знаний и технологий, порождённых исследованиями в области естественных наук.
Прогресс естествознания позволил человечеству победить неизлечимые в прошлом болезни, извлечь из недр Земли необходимые ресурсы, обеспечить население продуктами питания и совершить научно-техническую революцию.
Естественные науки: их классификация и предмет исследования
Содержание:
Все науки делятся на две большие условные категории: социально-гуманитарные и естественные, которые еще называют естествознанием. Если главным объектом исследований социально-гуманитарных наук является человек и его культура, взаимоотношения людей в обществе, то естественные науки изучают окружающий мир и его законы. На нашем сайте мы в основном пишем как раз таки об естественных науках, о познании законов Природы и Вселенной, от космических галактик до мельчайших элементарных частиц. А в нашей сегодняшней статье мы детальнее разберем в целом, что такое естественные науки и что они изучают.
Цели и особенности
Главная цель естествознания, как совокупности всех естественных наук, заключается в том, чтобы объяснить законы Природы, происходящие вокруг нас. И зная, как работают те или иные природные законы, мы предсказывать происходящее в окружающем мире.
Среди основных признаков естественных наук можно выделить следующие:
Развитие естествознания неотделимо от научно-технического прогресса, чем дальше он идет, тем большие возможности у ученных. Так астрономы средневековья не могли видеть те вещи, которые доступны их современным коллегам. И вполне возможно, что астрономы будущего с помощью новых технологий получат возможность еще глубже проникнуть в тайны Вселенной. Наверное, ограниченность инструментов исследования является главной проблемой естественных наук.
Тем не менее, наши знания об окружающем мире еще далеки от совершенства и часто могут быть ошибочными. Например, на протяжении многих веков люди были уверены, что наша Земля является центром Вселенной и Солнце и другие планеты вращается вокруг нее, пока Николай Коперник и Галилео Галилей не доказали обратное.
История естествознания
Наверняка естествознания зародилось еще в первобытные времена, и среди наших далеких предков встречались наблюдательные и мудрые люди, которых соплеменники по невежеству могли звать шаманами, колдунами или друидами, а они-то были первыми учеными! Наблюдая за окружающей природой, они подмечали особенности поведения животных, изучали лекарственные свойства разных трав, по косвенным признакам могли предсказать погоду или излечить болезнь. Знания этих мудрых людей устно (так как еще не было письменности) передавались из поколения в поколение.
С изобретением письменности и появлением первых развитых цивилизаций все полезные знания, накопленные первыми учеными, бывшими в древних обществах жрецами, начали систематизироваться и писаться. Так в древнем Египте, Месопотамии, древнем Китае, Индии и других колыбелях цивилизации появились первые письменные научные труды касательно естествознания.
Но главными систематиками знаний естественных наук стали древние греки, и именно в античной Греции зародилась наука в ее классическом виде. Более того, некоторые открытия древнегреческих ученых удивляют своей современностью и актуальностью даже в наше время. Судите сами:
В средние века труды Аристотеля и его натурфилософия стали непогрешимой догмой и лишь с наступлением эпохи Возрождения начинает ускоряться научно-технический прогресс, а вместе с ним происходит переворот в естествознании. Особенно сильно на развитие научных идей влияет появление книгопечатания, изобретение микроскопа и телескопа.
И вот после научной революции XVII века, зарождается современная наука, оперирующая теми особенностями естествознания, которые мы описали выше.
Сферы естественных наук
Все естественные науки в свою очередь можно поделить на 2 большие группы: изучающие живые объекты и физические дисциплины.
К первой группе относится биология, зоология и анатомия. Ко второй: физика, химия, астрономия, география и, конечно же, математика. Разумеется, все эти науки имеют множество своих подразделов.
Теперь вы знаете, какие науки относятся к естественным. По каждой из основных естественных наук в нашем интернет журнале «Познавайка» создана отдельная рубрика, так что желаю вам интересного познавания.
Цели и особенности
Наукой называется совокупность систематических действий, направленных на получение и организацию знаний о различных типах явлений, их объяснение. Основная задача естествознания — сформулировать законы, способные предсказать происходящее в окружающем мире. Отсюда вытекает стремление учёных исключить неопределённости, упрощая изучаемые явления. Основные признаки, которыми характеризуются естественные науки, можно представить следующим списком:
Развитие естественных наук тесно связано с технологическим прогрессом. Отсутствие тех или иных технических возможностей может быть непреодолимым препятствием для анализа природных явлений.
Например, без инструментов наблюдения, таких как телескоп и микроскоп, учёные не смогли бы провести важнейшие исследования в области астрономии и микробиологии.
Важно понимать, что знания об окружающем мире несовершенны и даже бывают довольно далеки от истины. Теории, на которых базируются естественные науки, представляют собой лишь объяснение какого-либо явления. В зависимости от того, в какой степени они согласуются с реальностью, определяется их качество.
Прогресс естествознания происходит благодаря улучшению наблюдений с помощью более точных инструментов и обогащению информационной базы для логических рассуждений.
История естествознания
Можно считать, что естествознание зародилось в дописьменных человеческих сообществах. Ещё в те времена люди, наблюдая за природой, создавали знания о поведении животных, полезности растений в качестве продуктов питания и лекарств. Эта информация передавалась из поколения в поколение.
Доаристотелева эпоха
Подобные примитивные познания уступили более систематизированным исследованиям и выводам приблизительно в месопотамских и древнеегипетских культурах. Там появляются первые письменные свидетельства о естественной философии.
Традиция научного исследования характерна также для Древнего Китая, где даосские алхимики и философы экспериментировали с эликсирами для продления жизни.
Богатое наследие оставили народы древней индийской культуры. Некоторые понимания ими природы отражены в Ведах. Этот набор священных текстов описывает концепцию постоянно расширяющейся и трансформирующейся Вселенной.
Древнегреческие мыслители приблизили естественную философию к дисциплине о причинно-следственных связях в природе с элементами мифологии между 600 и 400 г. до н. э.
Некоторые открытия и гипотезы учёных античного мира поражают своей современностью:
Аристотель по праву считается отцом науки благодаря тому, что первый осознал важность эмпирического знания. Он применял свои методы практически ко всему, от поэзии и политики до астрономии. Школу познания античного философа можно суммировать следующими принципами:
От философии к естествознанию
Труды Аристотеля и другая греческая натурфилософия достигли Европы приблизительно в середине XII века. Эти работы стали изучаться в новых университетах, несмотря на запреты церкви. В позднем Средневековье публикуются первые классификации наук на основе греческой и арабской философии, среди которых появилось в названиях естествознание.
Изобретение печатного станка в XV веке, микроскопа и телескопа коренным образом повлияло на эволюцию научных знаний об окружающем мире. Аристотелева философия отошла на второй план, уступив новым методам исследования. Природу учёные стали рассматривать как механизм, который для понимания следует разобрать на части. Одним из главных достижений научной революции XVII века стало повсеместное использование научного метода для изучения природы, что и сформировало базу естественных наук в том виде, в котором они существует в настоящее время.
Научный метод
Современные естественнонаучные дисциплины часто называют точными из-за интенсивного использования ими объективных количественных данных и опору на математику.
В отличие от них, общественные науки, такие как психология, социология и антропология, в большей степени полагаются на нечисловые оценки и, как правило, оперируют менее определёнными выводами. Формальные дисциплины, к которым относят математику и статистику, в более значительной степени оперируют количественными категориями, но, как правило, не включают в себя изучение природных явлений.
Основой всех естественных наук является научный метод — важнейший компонент современного естествознания, служащий фундаментом для анализа и объективной интерпретации исследований. Применение его предполагает цикл из формирования обоснованного предположения относительно эксперимента, изучения одной или группы переменных в качестве результата. Если предположение не соответствует выводам из опытов, оно исключается в пользу следующего.
Некоторые ключевые моменты, характерные для научного метода:
Любую отрасль естествознания, которая сформирована без научного метода, нельзя назвать наукой. Например, теологические идеи невозможно проверить независимыми наблюдателями с использованием воспроизводимых опытов.
Законы и теории
Бытует мнение, что если учёные находят доказательства, поддерживающие гипотезу, последняя становится теорией, а в случае, когда теория верна, на её основании пишется закон. Это не совсем так. На самом деле факты, гипотезы, теории и законы — лишь отдельные инструменты научного метода. Они могут развиваться, но это не означает, что они обязательно переходят в новое качество. Упрощённо разница между терминами выглядит так:
Кроме того, если какая-то закономерность становится законом, это не означает, что ситуация не изменится из-за будущих исследований. Использование определения закона у неспециалистов и учёных заметно отличается.
Научные законы не абсолютны, они могут иметь исключения, способны быть опровергнуты или получить развитие с течением времени.
Факты и законы работают на эмпирической, наблюдательной основе. Теории оперируют закономерностями на концептуальном уровне и зиждятся на логике, а не на наблюдениях. По аналогии с плохими и хорошими формальными объяснениями, теории также различаются по качеству. Наиболее важные критерии их оценки сводятся к следующему перечню:
С учётом того факта, что теории и наблюдения являются двумя столпами естествознания, научные исследования, соответственно, ведутся на двух уровнях: теоретическом и эмпирическом. Первый касается разработки абстрактных понятий о явлении и соотношениях между этими понятиями. Эмпирический уровень предполагает проверку концепций на достоверность действительным наблюдениям. Благодаря такому подходу теории совершенствуются в своём соответствии реальности.
Отрасли и дисциплины
Естествознание можно разделить на две большие группы: физические дисциплины и изучающие живые объекты. Их также можно классифицировать в зависимости от назначения. Так называемые чистые науки объясняют самые основные объекты и законы, их регулирующие.
Прикладные применяют фундаментальные теоретические знания для узких практических целей. Например, медицина ставит своей задачей излечение человеческих недугов на основе биологии.
Список естественных наук, которые считают основными, выглядит так:
Многие достижения, определяющие современную цивилизацию, есть результат знаний и технологий, порождённых исследованиями в области естественных наук.
Прогресс естествознания позволил человечеству победить неизлечимые в прошлом болезни, извлечь из недр Земли необходимые ресурсы, обеспечить население продуктами питания и совершить научно-техническую революцию.
Развитие естествознания и естественные науки
Естественные науки имеют дело с материей, энергией, их взаимосвязью и преобразованием, а также с объективно поддающимися измерению явлениями. Живые существа и материалы также исследуются в естественных науках.
Позднее основу этого учения развили естествоиспытатели как Ньютон (1643-1727), Ломоносов (1711-1765), Пирогов (1810-1881), Чарлз Дарвин (1809-1882), Луи Пастер (1822-1895).
Естественные науки — субъект-объектные отношения и отличаются от гуманитарных наличием эксперимента, состоящего в активном взаимодействии с изучаемым объектом.
Гуманитарные знания изучают деятельность человека в области духовной, умственной, культурной и общественной. Существует суждение, что гуманитарные науки изучают самого изучающего в отличие от естественных.
Основные естественные знания
К основным естественным направлениям относятся:
До XVII века эти дисциплины часто упоминались как «натуральная философия» в связи с отсутствием экспериментов и процедур, используемых сегодня.
Естественные науки — это общий термин, используемый для описания нескольких наук, включая любые, которые касаются материи, энергии и того, как они реагируют и преобразуются друг с другом.
Естественные науки часто структурированы в междисциплинарном формате, опираясь на многочисленные области науки, а иногда и математики.
Однако естествознание в целом можно разделить на три основные категории: химию, биологию и физику. Каждый из них является самостоятельной дисциплиной изучения, но есть также несколько категорий внутри каждой.
Химия
Химия является важной областью в естественных науках, и, как и биология, есть несколько заметных категорий.
Органическая, аналитическая и физическая химия — три из этих областей. В дополнение к основным категориям существует количественная химия, неорганическая химия, клеточная биохимия и инструментальный анализ, который имеет дело с теориями и использованием химических инструментов.
Основные результаты этой естественной науки включают решение и объяснение проблем с представлением результатов и пониманием химических теорий и практик.
Многое из того, что определяет современную цивилизацию приходит от достижения в области знаний и технологии, вызванные естественной наукой химией. Например, современное производство в достаточных объемах продовольствия невозможно без процесса Габера — Боша, который был разработан во время первой мировой войны. Этот химический процесс позволяет создавать аммиачное удобрение из атмосферного азота, вместо того чтобы полагаться на биологически фиксированный источник азота, например коровий навоз, значительно увеличивая плодородие почв и как следствие количество продовольствия.
В пределах этих широких категорий химии в бесчисленных областях знаний, многие из которых имеют важное влияние на повседневную жизнь. Химики улучшают многие продукты, от пищи, которую мы едим до одежды, которую мы носим и материалов из которых мы строим наши дома. Химия помогает защитить нашу окружающую среду и ищет новые источники энергии.
Биология и медицина
Биология классифицируется на жизни во всех ее формах-люди, животные, растения и другие организмы.
Биология также может быть подразделена на отдельные области интересов, такие как молекулярная и клеточная, биология человека, экология и эволюционная, развития, микробиология и иммунология. Эти разделы обеспечивают более узкий подход, чтобы сосредоточить свои навыки и исследования.
Благодаря достижениям в области биологии, особенно в XX веке, врачи смогли использовать различные лекарства для лечения многих заболеваний, которые были ранее с большим смертельным исходом. Путем проведения исследований в области биологии и медицины бедствия XIX века, например, чума и оспа, значительно взяты под контроль. Смертность младенцев и матерей в промышленно развитых странах резко сократилась. Биологические генетики даже поняли индивидуальный код в пределах каждого человека.
Наука о земле
Наука изучающая получение и практическое применение знаний о земле позволила человечеству извлекать огромное количество минералов и нефти из земной коры, для работы двигателей современной цивилизации и промышленности. Палеонтология, знания о земле, обеспечивает окно в далекое прошлое, даже дальше чем люди существовали.
Путем открытия в геологии и аналогичная информация в области естественных наук ученые способны лучше понять историю планеты и предсказывать изменения, которые могут произойти в будущем.
Астрономия и физика
Во многих отношениях, физика — это наука, которая лежит в основе как естественных наук и предлагает некоторые из самых неожиданных открытий XX века. Среди наиболее заметных из них было открытие, что материя и энергия являются постоянными и просто переход от одного состояния к другому.
Физика — это естественная наука, основанная на опытах, измерениях и математическом анализе с целью нахождения количественных физических законов для всего, от наномира до солнечных систем и галактик.
На основе исследований путем наблюдения и экспериментов исследуются физические законы и теории, которые объясняют функционирование естественных сил как гравитация, электромагнетизм или ядерные взаимодействия. Открытие новых законов естественной науки физики вкладывает в существующую базу теоретические знания и может также использоваться для практических приложений, таких как развитие оборудования, электронных устройств, ядерных реакторов и т.д.
Благодаря астрономии ученые обнаружили огромное количество информации о Вселенной. В предыдущие столетия считалось, что вся Вселенная была просто Млечный путь. Серия дебатов и наблюдений в XX века показала, что Вселенная буквально в миллионы раз больше, чем представлялось ранее.
Различные виды наук
Работы философов и естествоиспытателей прошлого и последовавшая научная революция помогли создать современную базу знаний.
Естественные науки часто называют «жесткой наукой» из-за интенсивного использования объективных данных и количественных методов, которые полагаются на цифры и математику. В противоположность этому социальные знания, как психология, социология и антропология, больше полагаются на качественные оценки или алфавитно-цифровые данные и склонны иметь меньше конкретных выводов. Формальные виды знаний, включая математику и статистику, имеют сильно количественный характер и обычно не включают изучение природных явлений или экспериментов.
Сегодня актуальные проблемы развития гуманитарных и естественных наук имеют много параметров на решение задач бытия человека и общества в мире, они дали направление изобретений.
Естественные науки формируют основу прикладных наук, которые применяют научные знания и проверяют всё в практической ситуации.
В естественных науках существуют три основополагающие предпосылки:
Эти предпосылки позволяют естествоиспытателям успешно объяснять самые разнообразные загадочные природные явления и вносят большой вклад в народное хозяйство, а, как следствие, пользуются высоким общественным авторитетом.