Войти
Естественные науки стремятся понять, как мир и вселенная вокруг нас работает. Существует пять основных разделов (вверху слева направо внизу): Химия, астрономия, Науки о Земле, физика и биология.Естествознание - это раздел науки, связанный с описанием, предсказанием и пониманием природных явлений, основанный на эмпирических данных из наблюдение и эксперимент. Такие механизмы, как экспертная оценка и повторяемость результатов, используются, чтобы попытаться обеспечить обоснованность научных достижений.
Естествознание можно разделить на две основные ветви: естествознание и физика. Наука о жизни также известна как биология, а физика подразделяется на разделы: физика, химия, астрономия и Земля. наука. Эти отрасли естествознания можно разделить на более специализированные отрасли (также известные как области). Как эмпирические науки, естественные науки используют инструменты из формальных наук, такие как математика и логика, преобразовывая информацию о природе в измерения, которые можно объяснить как четкие формулировки "законов природы ".
Современное естествознание пришло на смену более классическим подходам к естественной философии, обычно восходящим к даосским традициям в Азии и на Западе до Древней Греции. Галилей, Декарт, Бэкон и Ньютон обсуждали преимущества использования подходов, которые были более математическими и более экспериментальными в методическом отношении. Тем не менее философские взгляды, догадки и предположения, которые часто упускаются из виду, по-прежнему необходимы в естествознании. Систематический сбор данных, в том числе наука об открытии, позволил естественным history, возникшая в 16 веке путем описания и классификации растений, животных, минералов и т. д. Сегодня «естественная история» su описания наблюдений ggests, предназначенные для широкой аудитории.
Философы науки предложили ряд критериев, включая Карл Поппер ' спорный критерий фальсифицируемости, чтобы помочь им отличить научные усилия от ненаучных. Достоверность, точность и контроль качества, такие как экспертная оценка и повторяемость результатов, являются одними из самых уважаемых критериев в современном мире. научное сообщество.
Клетки лука (Allium ) в разных фазах клеточного цикла. Рост в «организме » тщательно контролируется путем регулирования клеточного цикла. Эта область охватывает разнообразный набор дисциплин, изучающих явления, связанные с живыми организмами. Масштаб исследования может варьироваться от подкомпонента биофизика до сложных экологии. Биология изучает характеристики, классификацию и поведения организмов, а также то, как виды были сформированы, и их взаимодействия друг с другом. и окружающая среда.
Биологические области ботаники, зоологии и медицины восходят к ранним периодам цивилизации, а микробиология был введен в 17 веке с изобретением микроскопа. Однако только в 19 веке биология стала единой наукой. Как только ученые обнаружили общие черты между всеми живыми существами, было решено, что их лучше всего изучать в целом.
Некоторыми ключевыми достижениями в биологии были открытие генетики ; эволюция через естественный отбор ; микробная теория болезней и применение методов химии и физики на уровне клетки или органического молекула.
Современная биология делится на дисциплины по типу организма и по изучаемой шкале. Молекулярная биология - это изучение фундаментальной химии жизни, а клеточная биология - исследование клетки; основной строительный блок всей жизни. На более высоком уровне анатомия и физиология рассматривают внутренние структуры и их функции организма, тогда как экология рассматривает взаимосвязь различных организмов.
Науки о Земле (также известные как науки о Земле) - это всеобъемлющий термин для наук, связанных с планетой Земля, включая геологию, география, геофизика, геохимия, климатология, гляциология, гидрология, метеорология и океанография.
Хотя добыча и драгоценных камней были человеческими интересами на протяжении всей истории цивилизации, развитие смежных наук экономической геологии и минералогии не возникло до 18 века. Изучение земли, особенно палеонтология, расцвело в 19 веке. Рост других дисциплин, таких как геофизика, в 20 веке, привел к развитию теории тектоники плит в 1960-х годах, которая оказала аналогичное влияние на Землю. науки, как теория эволюции имела на биологию. Сегодня науки о Земле тесно связаны с нефтью и минеральными ресурсами, климатом исследованиями и экологической оценкой и восстановлением.
Хотя иногда их рассматривают вместе с науками о Земле, из-за независимого развития их концепций, методов и практик, а также того факта, что под его крылом имеется широкий спектр субдисциплин, Наука об атмосфере также считается отдельной отраслью естествознания. Это поле изучает характеристики различных слоев атмосферы от уровня земли до края времени. Сроки исследования также варьируются от дней до столетий. Иногда эта область также включает изучение климатических закономерностей на других планетах, кроме Земли.
Серьезное изучение океанов началось в начале-середине 20 века. Это относительно молодая область естественных наук, но отдельные программы предлагают специализации по этому предмету. Хотя остаются некоторые разногласия относительно отнесения данной области к наукам о Земле, междисциплинарным наукам или отдельной самостоятельной области, большинство современных специалистов в этой области согласны с тем, что эта область созрела до состояния, в котором существуют свои собственные парадигмы и практики. Большая группа связанных исследований, охватывающих все аспекты Мирового океана, теперь классифицируется в этой области.
Эта структурная формула молекулы кофеина показывает графическое представление о том, как устроены атомы. Создание научного исследования материи на атомная и молекулярная шкала, химия в основном занимается совокупностями атомов, таких как газы, молекулы, кристаллы и металлы.. Изучены состав, статистические свойства, превращения и реакции этих материалов. Химия также включает понимание свойств и взаимодействий отдельных атомов и молекул для использования в более крупных приложениях.
Большинство химических процессов можно изучить непосредственно в лаборатории, используя ряд (часто хорошо проверенных) методов манипулирования материалами, а также понимание основных процессов. Химию часто называют «центральной наукой » из-за ее роли в соединении других естественных наук.
Ранние эксперименты по химии уходили корнями в систему алхимии, набора верований, сочетающих мистицизм с физическими экспериментами. Наука химия начала развиваться благодаря работам Роберта Бойля, открывшего газ, и Антуана Лавуазье, которые разработали теорию сохранения массы.
открытие химических элементов и атомная теория послужило началом систематизации этой науки, и исследователи разработали фундаментальное понимание состояний вещества, ионов, химические связи и химические реакции. Успех этой науки привел к появлению дополнительной химической промышленности, которая сейчас играет важную роль в мировой экономике.
орбитали атома водорода представляют собой описания вероятностных распределений электрона связывает с протоном. Их математические описания являются стандартными задачами квантовой механики, важной области физики. Физика воплощает в себе изучение фундаментальных составляющих вселенной, сил и взаимодействия, которые они оказывают друг на друга, и результаты этих взаимодействий. В общем, физика считается фундаментальной наукой, потому что все другие естественные науки используют и подчиняются принципам и законам, установленным в данной области. Физика в значительной степени полагается на математику как на логическую основу для формулирования и количественной оценки принципов.
Изучение принципов Вселенной имеет долгую историю и во многом основывается на прямых наблюдениях и экспериментах. Формулировка теорий о управляющих законах Вселенной занимала центральное место в изучении физики с самого начала, при этом философия постепенно уступала место систематическим количественным экспериментальным проверкам и наблюдениям в качестве источника подтверждения. Ключевые исторические достижения в области физики включают теорию всемирного тяготения Исаака Ньютона и классическую механику, понимание электричества и его связи с магнетизм, теории Эйнштейна по специальной и общей теории относительности, развитие термодинамики и квантово-механическая модель атомной и субатомной физики.
Область физики чрезвычайно широка и может включать такие разнообразные исследования, как квантовая механика и теоретическая физика, прикладная физика и оптика. Современная физика становится все более специализированной, в которой исследователи, как правило, сосредотачиваются на конкретной области, а не на «универсалистах», таких как Исаак Ньютон, Альберт Эйнштейн и Лев Ландау, которые работали в нескольких сферах.
Беспилотные и пилотируемые космические корабли использовались для получения изображений удаленных мест в пределах Солнечной системы, например, этот Аполлон 11 вид Дедала. кратер на обратной стороне Луны.Эта дисциплина представляет собой науку о небесных объектах и явлениях, возникающих за пределами атмосферы Земли. Он касается эволюции, физики, химии, метеорологии и движения небесных объектов, а также формирование и развитие Вселенной.
Астрономия включает изучение, изучение и моделирование звезд, планет, комет, галактик и космос. Большая часть информации, используемой астрономами, собирается путем удаленных наблюдений, хотя было выполнено лабораторное воспроизведение небесных явлений (например, молекулярная химия межзвездной среды ).
Хотя истоки изучения небесных особенностей и явлений можно проследить до древности, научная методология в этой области начала развиваться в середине 17 века. Ключевым фактором было введение Галилео телескопа для более детального изучения ночного неба.
Математическое рассмотрение астрономии началось с разработки Ньютоном небесной механики и законов гравитации, хотя это было инициировано более ранними работы астрономов, таких как Кеплер. К 19 веку астрономия превратилась в формальную науку с появлением таких инструментов, как спектроскоп и фотография, а также значительно улучшенные телескопы и создание профессиональных обсерваторий.
Различия между естественнонаучными дисциплинами не всегда резкие, и они разделяют ряд междисциплинарных областей. Физика играет важную роль в других естественных науках, например, астрофизика, геофизика, химическая физика и биофизика. Подобным образом химия представлена такими областями, как биохимия, химическая биология, геохимия и астрохимия.
. Частный пример научной дисциплины, которая опирается на множественные естественные науки - это экология. В этой области изучается взаимодействие физических, химических, геологических и биологических компонентов окружающей среды, уделяя особое внимание влиянию деятельности человека и влиянию на биоразнообразие и устойчивость. Эта наука также опирается на опыт из других областей, таких как экономика, право и социальные науки.
Сравнимой дисциплиной является океанография, поскольку она опирается на аналогичный диапазон научных дисциплин. Океанография подразделяется на более специализированные междисциплинарные дисциплины, такие как физическая океанография и морская биология. Поскольку морская экосистема очень большая и разнообразная, морская биология далее делится на множество подполей, включая специализации в конкретных видах.
Существует также подмножество междисциплинарных областей, которые Природа проблем, которые они решают, имеет сильные течения, противоречащие специализации. Другими словами: в некоторых областях интегративного применения специалисты в нескольких областях являются ключевой частью большинства диалогов. К таким интегративным областям, например, относятся нанонаука, астробиология и сложная система информатика.
Парадигма материалов, представленная как тетраэдр Материаловедение - относительно новая междисциплинарная область, которая занимается изучением материи и ее свойств; а также открытие и дизайн новых материалов. Изначально разработанное в области металлургии, изучение свойств материалов и твердых тел теперь распространилось на все материалы. Эта область охватывает химию, физику и технические приложения материалов, включая металлы, керамику, искусственные полимеры и многие другие. Ядро области связано со связью структуры материала с его свойствами.
Он находится на переднем крае исследований в области науки и техники. Это важная часть судебно-технической экспертизы (исследование материалов, продуктов, конструкций или компонентов, которые выходят из строя, не работают или функционируют по назначению, что приводит к травмам или повреждению имущества) и анализа отказов, последнее является ключом к пониманию, например, причин различных авиационных происшествий. Многие из наиболее актуальных научных проблем, с которыми сталкиваются сегодня, связаны с ограничениями доступных материалов, и, как следствие, прорывы в этой области, вероятно, окажут значительное влияние на будущее технологий.
Основы материаловедения включают изучение структуры материалов и их соотнесение с их свойствами. Как только специалист по материалам узнает об этой корреляции структура-свойство, он может перейти к изучению относительных характеристик материала в определенном приложении. Основными факторами, определяющими структуру материала и, следовательно, его свойства, являются составляющие его химические элементы и способ, которым он был переработан в свою окончательную форму. Эти характеристики, взятые вместе и связанные посредством законов термодинамики и кинетики, определяют микроструктуру материала и, следовательно, его свойства.
Некоторые ученые прослеживают истоки естествознания еще в дограмотных человеческих обществах, где понимание мира природы было необходимо для выживания. Люди наблюдали и накапливали знания о поведении животных и полезности растений в качестве пищи и лекарств, которые передавались из поколения в поколение. Эти примитивные представления уступили место более формализованным исследованиям в месопотамской и древнеегипетской культурах, которые привели к более формальным исследованиям натурфилософии., предшественник естествознания. В то время как писания демонстрируют интерес к астрономии, математике и другим аспектам физического мира, конечная цель исследования работы природы во всех случаях была религиозной или мифологической, а не научной.
Возникла традиция научных исследований. в Древнем Китае, где Таоисты алхимики и философы экспериментировали с эликсирами, продлевать жизнь и лечить недуги. Они сосредоточились на инь и янь или контрастирующих элементах в природе; Инь ассоциировался с женственностью и холодностью, а янь - с мужественностью и теплотой. Пять фаз - огонь, земля, металл, дерево и вода - описывают цикл преобразований в природе. Вода превратилась в дрова, которые при горении превратились в огонь. Пепел, оставленный огнем, был землей. Используя эти принципы, китайские философы и доктора исследовали анатомию человека, характеризуя органы как преимущественно инь или янь, и поняли взаимосвязь между пульсом, сердцем и потоком крови в теле за столетия до того, как это стало принято на Западе.
Сохранилось мало свидетельств того, как древнеиндийские культуры вокруг реки Инд понимали природу, но некоторые из их взглядов могут быть отражены в Ведах, наборе священные индуистские тексты. Они раскрывают представление о вселенной как о постоянно расширяющейся, постоянно перерабатываемой и реформируемой. Хирурги в аюрведической традиции рассматривали здоровье и болезнь как сочетание трех юморов: ветра, желчи и мокроты. Здоровый образ жизни был результатом баланса этих юморов. Согласно аюрведической мысли, тело состоит из пяти элементов: земли, воды, огня, ветра и пустого пространства. Аюрведические хирурги провели сложные операции и разработали детальное понимание анатомии человека.
досократические философы древнегреческой культуры приблизили натурфилософию к прямому исследованию причин и следствий в природе между 600 и 400 гг. До н.э., хотя элемент магии и мифологии сохранился. Природные явления, такие как землетрясения и затмения, все чаще объяснялись в контексте самой природы, а не были приписаны разгневанным богам. Фалес Милетский, ранний философ, живший с 625 по 546 г. до н.э., объяснил землетрясения, теоретизируя, что мир плавает по воде, и эта вода была основным элементом в природе. В V веке до нашей эры Левкипп был одним из первых представителей атомизма, идеи о том, что мир состоит из фундаментальных неделимых частиц. Пифагор применил греческие нововведения в математики в астрономию, и предположил, что Земля была сферической.
Аристотелевский взгляд на наследование как модель передачи паттернов движения жидкостей организма от от родителей к ребенку и аристотелевской формы от отца. Позже сократовская и платоническая мысль сосредоточилась на этике, морали и искусстве и не пыталась исследование физического мира; Платон критиковал досократических мыслителей как материалистов и антирелигиозных сторонников. Аристотель, однако, ученик Платона, живший с 384 по 322 г. до н.э., уделял больше внимания миру природы в своей философии. В своей Истории животных он описал внутреннее устройство 110 видов, включая ската, сома и пчел. Он исследовал куриные эмбрионы, разбивая яйца и наблюдая за ними на разных стадиях развития. Работы Аристотеля оказали влияние на протяжении 16 века, и он считается отцом биологии за его новаторские работы в этой науке. Он также представил философию физики, природы и астрономии, используя индуктивное мышление в своих работах Физика и Метеорология.
Платон (слева) и Аристотель в 1509 г. картина художника Рафаэля. Платон отверг исследования натурфилософии как противовес религии, в то время как его ученик, Аристотель, создал сборник работ о мире природы, которые повлияли на поколения ученых. Хотя Аристотель рассматривал натурфилософию более серьезно, чем его предшественники, он подходил к ней как теоретическая отрасль науки. Тем не менее, вдохновленные его работами, древнеримские философы начала I века нашей эры, в том числе Лукреций, Сенека и Плиний Старший, писали трактаты, в которых с разной степенью глубины изучались правила естественного мира. Многие древнеримские неоплатоники 3-6 веков также адаптировали учение Аристотеля о физическом мире к философии, делающей упор на спиритизм. Философы раннего средневековья, в том числе Макробий, Кальцидиус и Марсиан Капелла, также исследовали физический мир, в основном с космологической и космографической перспектива, выдвигая теории о расположении небесных тел и неба, которые, как предполагалось, состоят из эфира.
Работы Аристотеля по натурфилософии продолжали переводиться и изучаться в период подъема Византийская империя и халифат Аббасидов.
В Византии Иоанн Филопон, александрийский аристотелевский комментатор и христианский богослов, был первым, кто подверг сомнению учение Аристотеля о физике. В отличие от Аристотеля, который основывал свою физику на словесных аргументах, Филопон вместо этого полагался на наблюдение и приводил аргументы в пользу наблюдения, а не прибегал к вербальным аргументам. Он представил теорию импульса. Критика Иоанном Филопоном аристотелевских принципов физики послужила источником вдохновения для Галилео Галилея во время научной революции.
Возрождение математики и естественных наук произошло во времена халифата Аббасидов с IX века. позже, когда мусульманские ученые расширили греческую и индийскую натурфилософию. Слова алкоголь, алгебра и зенит имеют арабские корни.
Труды Аристотеля и другая греческая натурфилософия не достигли Запада примерно до середины XII века, когда труды были переведены с греческого и арабского на латинский. Развитие европейской цивилизации в период позднего средневековья принесло с собой дальнейшие успехи в натурфилософии. Европейские изобретения, такие как подкова, конский ошейник и севооборот, обеспечили быстрый рост населения, в конечном итоге уступив место урбанизации и основанию школ, связанных с монастырями и соборы в современной Франции и Англии. С помощью школ развился подход к христианскому богословию, который стремился отвечать на вопросы о природе и других предметах с помощью логики. Однако этот подход был воспринят некоторыми недоброжелателями как ересь. К XII веку западноевропейские ученые и философы вошли в контакт с массой знаний, о которых они раньше не знали: большим корпусом работ на греческом и арабском языках, которые были сохранены исламскими учеными. Через перевод на латынь Западная Европа познакомилась с Аристотелем и его натурфилософией. Эти произведения преподавались в новых университетах Парижа и Оксфорда к началу 13 века, хотя католическая церковь не одобряла подобную практику. Декрет 1210 г. парижского синода постановил, что «в Париже не должны проводиться публичные или частные лекции с использованием книг Аристотеля по натурфилософии или комментариев, и мы запрещаем все это под страхом отлучения».
В период позднего средневековья испанский философ Доминик Гундиссалин перевел трактат более раннего персидского ученого аль-Фараби под названием «О науках» на Латинский, называя изучение механики природы scientia naturalis, или естествознанием. Гундиссалин также предложил свою собственную классификацию естественных наук в своей работе 1150 года «О разделении философии». Это была первая подробная классификация наук, основанная на греческой и арабской философии, которая достигла Западной Европы. Гундиссалинус определил естествознание как «науку, рассматривающую только вещи, не отвлеченные и находящиеся в движении», в отличие от математики и наук, которые полагаются на математику. Вслед за Аль-Фараби он затем разделил науки на восемь частей, включая физику, космологию, метеорологию, науку о минералах и науку о растениях и животных.
Более поздние философы сделали свои собственные классификации естественных наук. Роберт Килвардби написал в 13 веке «О порядке науки», который классифицировал медицину как механическую науку, наряду с сельским хозяйством, охотой и театром, определяя естественные науки как науку, которая имеет дело с телами в движении. Роджер Бэкон, английский монах и философ, писал, что естествознание имеет дело с «принципом движения и покоя, как в частях элементов огня, воздуха, земли и воды, так и во всех неодушевленных предметах, сделанных из их." Эти науки также охватывали растения, животных и небесные тела. Позже, в 13 веке, католический священник и теолог Фома Аквинский определил естествознание как имеющее дело с «подвижными существами» и «вещами, которые зависят от материи не только в их существовании, но и в их определении». В средние века ученые были широко согласны с тем, что естествознание касается движущихся тел, хотя существовали разногласия по поводу включения областей, включая медицину, музыку и перспективу. Философы размышляли над вопросами, включая существование вакуума, может ли движение производить тепло, цвета радуги, движение земли, существуют ли элементарные химические вещества и где в атмосфере образуется дождь.
В веках выше до конца средневековья естественные науки часто смешивались с философией о магии и оккультизме. Натурфилософия появилась в самых разных формах: от трактатов до энциклопедий и комментариев к Аристотелю. Взаимодействие между натурфилософией и христианством в этот период было сложным; некоторые ранние богословы, в том числе Татиан и Евсевий, считали натурфилософию продуктом языческой греческой науки и относились к ней с подозрением. Хотя некоторые более поздние христианские философы, в том числе Аквинский, стали рассматривать естественные науки как средство толкования Священного Писания, это подозрение сохранялось до XII и XIII веков. Осуждение 1277 года, запрещавшее ставить философию на один уровень с теологией и обсуждать религиозные конструкции в научном контексте, продемонстрировало упорство, с которым католические лидеры сопротивлялись развитию естественной философии даже с теологической точки зрения.. Фома Аквинский и Альберт Великий, другой католический богослов того времени, в своих трудах стремились дистанцировать богословие от науки. «Я не понимаю, какое отношение имеет интерпретация Аристотеля к учению веры», - писал он в 1271 году.
Автор В XVI и XVII веках натурфилософия претерпела эволюцию, выходящую за рамки комментариев к Аристотелю, поскольку была обнаружена и переведена более ранняя греческая философия. Изобретение печатного станка в 15 веке, изобретение микроскопа и телескопа и протестантская реформация фундаментально изменили социальный контекст, в котором развивались научные исследования на Западе. Христофор Колумб <51 Открытие нового мира изменило представления о физическом составе мира, а наблюдения Коперника, Тайко Браге и Галилея дали более точную картину. солнечной системы как гелиоцентрической и доказали ложность многих теорий Аристотеля о небесных телах. Ряд философов 17-го века, в том числе Томас Гоббс, Джон Локк и Фрэнсис Бэкон, сделали разрыв с прошлым, категорически отвергнув Аристотеля и его средневековых последователей. назвав свой подход к натурфилософии поверхностным.
Заголовки работ Галилея «Две новые науки» и «Новая астрономия» Иоганна Кеплера подчеркнули атмосферу перемен, которая воцарилась в 17 веке еще при Аристотеле. был отклонен в пользу новых методов исследования мира природы. Бэкон сыграл важную роль в популяризации этого изменения; он утверждал, что люди должны использовать искусства и науки, чтобы получить власть над природой. Для этого он писал, что «человеческая жизнь [должна] быть наделена новыми открытиями и силами». Он определил натурфилософию как «познание Причин и тайных движений вещей; и расширение границ Человеческой Империи до достижения всех возможных вещей». Бэкон предложил, чтобы научное исследование поддерживалось государством и подкреплялось совместными исследованиями ученых, видение, которое было беспрецедентным по своим масштабам, амбициям и форме в то время. Натурфилософы все чаще стали рассматривать природу как механизм, который можно разобрать и понять, как сложные часы. Философы-естествоиспытатели, в том числе Исаак Ньютон, Евангелиста Торричелли и Франческо Реди, провели эксперименты, сосредоточив внимание на потоке воды, измеряя атмосферное давление с помощью барометр и опровержение самозарождения. Возникли научные общества и научные журналы, которые широко распространились через печатный станок, что положило начало научной революции. Ньютон в 1687 году опубликовал свои «Математические принципы естественной философии», или «Principia Mathematica», которые заложили основу для физических законов, остававшихся актуальными до 19 века.
Некоторые современные ученые, в том числе Эндрю Каннингем, Перри Уильямс и Флорис Коэн, утверждают, что натурфилософия неправильно называть наукой, и что подлинные научные исследования начались только с научной революции. По словам Коэна, «освобождение науки от всеобъемлющей сущности, называемой« натурфилософией », является одной из определяющих характеристик научной революции». Другие историки науки, в том числе Эдвард Грант, утверждают, что научная революция, которая расцвела в 17, 18 и 19 веках, произошла, когда принципы, изученные в точных науках оптики, механики и астрономии, начали применяться к вопросам поднятый натурфилософией. Грант утверждает, что Ньютон пытался раскрыть математическую основу природы - неизменные правила, которым она подчинялась - и тем самым впервые соединил естественную философию и математику, создав раннюю работу современной физики.
Исаак Ньютон считается одним из самых влиятельных ученых всех времен. Научная революция, начавшаяся в 17 веке, представляет собой резкий отход от аристотелевских методов исследования. Одним из его главных достижений было использование научного метода для исследования природы. Были собраны данные и выполнены повторяемые измерения в экспериментах. Затем ученые сформировали гипотезы, чтобы объяснить результаты этих экспериментов. Затем гипотеза была проверена с использованием принципа ложности, чтобы доказать или опровергнуть ее точность. Естественные науки продолжали называться естественной философией, но принятие научного метода вывело науку за рамки философских догадок и ввело более структурированный способ изучения природы.
Ньютон, английский математик и физик, был основополагающей фигурой в научной революции. Опираясь на достижения в астрономии Коперника, Браге и Кеплера, Ньютон вывел универсальный закон тяготения и законы движения. Эти законы применялись как на Земле, так и в космическом пространстве, объединяя две сферы физического мира, ранее считавшиеся функционирующими независимо друг от друга, в соответствии с отдельными физическими правилами. Ньютон, например, показал, что приливы были вызваны гравитационным притяжением луны. Еще одним достижением Ньютона было превращение математики в мощный инструмент для объяснения природных явлений. Хотя натурфилософы долгое время использовали математику как средство измерения и анализа, ее принципы не использовались как средство понимания причин и следствий в природе до Ньютона.
В XVIII и XIX веках ученые, включая Шарль-Огюстен де Кулон, Алессандро Вольта и Майкл Фарадей опирались на ньютоновскую механику, исследуя электромагнетизм, или взаимодействие сил с положительным и отрицательные заряды на электрически заряженных частицах . Фарадей предположил, что силы природы действуют в «полях », заполняющих пространство. Идея полей, контрастирующая с ньютоновской конструкцией гравитации как просто «действие на расстоянии», или притяжение объектов, в пространстве между которыми ничего нет, чтобы вмешаться. Джеймс Клерк Максвелл в XIX веке объединил их. открытия в последовательной теории электродинамики. Используя математические уравнения и экспериментируя, Максвелл обнаружил, что пространство заполнено заряженными частицами, которые могут воздействовать на себя и друг на друга, и что они являются средой для передачи заряженных волн.
Значительные успехи в химии также имели место во время ученый ific революция. Антуан Лавуазье, французский химик, опроверг теорию флогистона, которая утверждала, что вещи сгорают при выбросе «флогистона» в воздух. Джозеф Пристли обнаружил кислород в 18 веке, но Лавуазье обнаружил, что горение было результатом окисления. Он также построил таблицу из 33 элементов и изобрел современную химическую номенклатуру. Формальная биологическая наука оставалась в зачаточном состоянии в 18 веке, когда основное внимание уделялось классификации и категоризации естественной жизни. Этот рост в естественной истории возглавил Карл Линней, чья таксономия 1735 мира природы все еще используется. Линней в 1750-х годах ввел научные названия для всех своих видов.
эксперимент Майкельсона-Морли использовался для опровергнуть, что свет распространялся через светоносный эфир. Эта концепция 19-го века была заменена специальной теорией относительности Альберта Эйнштейна ..К 19-му веку изучение науки перешло в компетенцию профессионалов и институтов. Постепенно оно получило более современное название естествознания. Термин «ученый» был введен Уильямом Уэвеллом в обзоре книги Мэри Сомервилл «О связи наук» в 1834 году. Но это слово не вошло в широкое употребление почти до конца того же века.
Согласно знаменитому учебнику 1923 года «Термодинамика и свободная энергия химических веществ» американского химика Гилберта Н. Льюиса и американского физика-химика Мерла Рэндалла, естественные науки включают три основных направления:
Помимо логических и математических наук, есть три больших раздела естествознания, которые стоят особняком из-за разнообразия далеко идущие выводы, сделанные на основе небольшого числа первичных постулатов - это механика, электродинамика и термодинамика.
Сегодня естественные науки чаще делятся на науки о жизни, такие как ботаника и зоология; и физические науки, включая физику, химию, астрономию и науки о Земле.
 | Найдите естественные науки в Викисловаре, бесплатном словаре. |
