Науки, що вивчають природу
Що таке наука? Ось як пояснює це слово енциклопедичний словник: «Сфера людської діяльності, функція якої полягає у відпрацюванні і систематизації об’єктивних знань про дійсність». Головне слово тут – систематизація. Але вона є лише інструментом, який дозволяє глибше зрозуміти сутність природи (дійсності), оскільки наука містить як описову частину (збір інформації) так і її осмислення, логічним завершенням якого є висновки та прогнози на майбутнє. Наука – це спосіб осмислення світу у його конкретних проявах.
Природничі науки – це науки про фізичний світ, на відміну, припустимо, від світу духовного. Давайте детальніше розглянемо деякі з природничих наук з метою систематизації. А ще розглянемо взаємне проникнення наук – як одні науки використовують засоби інших.
Астрономія
Ця наука вже нам відома за історією пізнання людиною Всесвіту. Назва науки походить від грецьких слів αστρον – зірка і νομος — закон. Наука про небесні тіла – так називали астрономію у давнину. Вона вивчає Всесвіт і все, що входить до цього поняття: зірки, галактики, процеси, які відбуваються у космосі, і, зрозуміло, планету Земля як одне з багатьох небесних тіл.
Здається, найкращим помічником у цій справі має бути телескоп. Але, як це не дивно, ще астрономи стародавнього світу навчилися використовувати як найпотужніший засіб астрономії – математику. Існує безліч зірок, які були відкриті за допомогою самих математичних розрахунків. Ніхто ніколи не бачив цих зірок, але люди точно знають, що вони існують.
Згадайте: лише за допомогою розрахунків Коперник довів, що Сонце знаходиться у центрі Сонячної системи, а Кеплер – що планети обертаються навколо Сонця по еліпсу.
Фізика і хімія допомагають астрономії робити висновки про склад і будову небесних тіл.
Геологія
Наука про форму, будову, склад і розвиток Землі. З цією наукою ми зустрічалися, коли розглядали тему про земну кору і надра Землі. Слово геологія походить від грецького γῆ – земля і λογος – наука. Геологія вивчає гірські породи, мінерали, викопні рештки організмів, процеси, які відбуваються у земній корі. Вона тісно пов’язана з фізикою і хімією, активно використовує накопичені цими науками знання. Геологія має багато різноманітних напрямів і вузькі спеціалізації.
Географія
У перекладі з грецького слово «географія» означає «опис землі» від γεια — Земля і γραφειν — писати, описувати. З цією наукою ми також зустрічалися, коли говорили про подорожі і відкриття. Географія займається описом Землі, фіксує усі її особливості: річки, озера, моря, їхню протяжність і глибину; ліси, їхній склад і заселеність тваринами; рельєф, гори, низовини, природу земної поверхні, клімат.
До кола інтересів географії потрапляють не тільки природні дані. Вона також вивчає розміщення країн, міст і селищ, особливості господарської діяльності різних держав, деякі політичні аспекти.
Біологія
Біологія – наука про життя. Βίοσ з грецької означає «життя». Біологія вивчає живу природу. Ми спробували класифікувати всіх живих істот, які живуть на Землі. Предметом особливої уваги біології є усе розмаїття живого на планеті, кожний окремий вид флори і фауни, його будова, розвиток, особливості життєдіяльності, зв’язок з навколишнім середовищем, живлення, природі вороги, чисельність. Ось чому біологія дуже розгалужена наука.
Біологія також активно використовує хімічні і фізичні знання, пов’язана з географією, оскільки живі істоти, яких вивчає біологія, не можна відокремити від середовища їхнього існування.
Частиною біології є екологія, хоча останнім часом їй приділяється значна увага і її вважають окремою наукою. Екологія вивчає зв’язки між існуванням організмів і навколишнім середовищем. Головна проблема екологія – рівновага цих зв’язків. Одна з прямих функцій екології – захистити природу від нищівних побічних ефектів діяльності людини. Щодо людського суспільства також діє закон зворотного зв’язку, тому часто доводиться захищати людину від середовища, яке вона сама й отруїла.
Фізика
Походить від грецького слова φύσις – природа. Про фізику ми також згадували у наших розповідях. Це вона пояснила нам, наприклад, як гриміть грім, що таке блискавка, дозволила зрозуміти причину виникнення смерчів. Завдяки цій науці вдалося відновити послідовність подій, які відбувалися мільярди років назад у розпеченій планеті та багато чого іншого.
Фізика вивчає властивості неживої природи, явища – звук, світло, електрику. Досягнення фізики всюди присутні. Існування сучасного людства неможливе без знання фізичних законів. Фізика, у свою чергу, використовує математичні поняття. Більшість фізичних законів записується за допомогою формул.
Хімія
Хімія – це наука про речовини та взаємодію речовин. Походження назви цієї науки невідоме достеменно. Існує гіпотеза, що назва «хімія» пішла від арабського слова کيمياء. У свою чергу припускають, що це арабське слово походить від єгипетського Chemi чи Kimi (стародавня назва Єгипту), що означало «чорний» та згодом було запозичене греками. Згодом, коли Єгипет був захоплений арабами, останні запозичили це слово до своєї мови.
Коли ми вивчали будову атмосфери або говорили про розвиток планети і зародження життя – це все стосувалося й хімії також. Кисень, водень, вуглекислий газ – добре відомі нам речовини. Усе живе й неживе складається з різних речовин. Хімія вивчає властивості речовин, процеси, які відбуваються при їх взаємодії – хімічні реакції. Вона досліджує можливості отримання одних речовин з інших шляхом їх змішування, з’єднання. І йдеться не лише про процеси, що відбуваються у природі, але й про ті також, які не можуть відбуватися природнім шляхом, наприклад, виготовлення пластмаси хімічною промисловістю. У сучасному місті хімія нас оточує всюди, і ми вже давно не замислюємося над тим, які хімічні «хитрощі» дозволили з’явитися різним необхідним і буденним речам: міцним сидінням у тролейбусах і автобусах, синтетичним тканинам, з яких виробляють одяг, поліетиленові пакети.
Математика
Потрібно згадати ще про надзвичайно важливу науку – математику. Без неї не може обійтися жодна природнича наука. Слово «математика» походить від грецького μάθημα – наука, знання, вивчення. Простота і лаконічність цієї назви відповідає духу математики з її умінням виражати все мовою цифр і формул. Математика вивчає просторові форми і кількісні співвідношення навколишнього світу.
Спочатку предметом вивчення математики були числа, величини, геометричні форми. Але упродовж періоду свого розвитку математика значно розвинулася. Можливості сучасної математики надзвичайно потужні. Цю науку розділено на багато галузей, тому звичайній людині іноді дуже важко зрозуміти предмет і способи його вивчення. Функціональний аналіз, теорія множин, дискретна математика – це все розділи сучасної математики. Навіть їхні назви загадкові для нас. Але перед тим, хто наважиться вивчати математику і докладе до цього багато зусиль, вона відкриє безмежні простори знань.
Математика – це наука, здатна виразити усі явища і відношення навколишнього світу у числових еквівалентах. У давнину математику небезпідставно називали «матір’ю усіх наук». Серед усіх наук – технічних, природничих, гуманітарних – не знайдеться жодної, яка б зовсім не використовувала математику. Навіть музика за допомогою алгебри перевіряє гармонію.
З природничими науками математика дуже тісно пов’язана, адже як і вона, вони також вивчають той самий предмет – реальний світ. Технічні науки взагалі не можуть існувати без математики. Найменше використовується математика у гуманітарних науках, але і вони її інколи використовують.
Ще одна особливість цієї науки полягає у тому, що вона, на відміну від інших, яким вона вкрай потрібна, сама не потребує використання інших наук. Математика дивовижно самодостатня наука. Недаремно існує вираз: «Математика – гімнастика розуму».
Отже, ми розібрали природничі науки, але торкнулися ще двох понять – гуманітарні і технічні науки. Слово «гуманітарний» походить від латинського humanus – людський, людяний. Гуманітарні науки вивчають все, що стосується людства, суспільства, буття, свідомості. Можна сказати, що вони вивчають людину з точки зору людини, тобто не як біологічний вид і частину величезної біологічної системи, а її історію, культуру, розвиток. У найширшому розумінні гуманітарні науки вивчають духовний світ людини і все створене нею як творчим створінням.
Іноді гуманітарні науки називають суспільними, тому що вони вивчають життя людини як частини суспільства. До гуманітарних наук відносяться: історія, філологія, соціологія, економіка, музика, суспільствознавство.
Технічні науки – це науки про техніку. Вони накопичили знання і досвід людей у процесі розвитку промислового виробництва. До технічних наук відносяться науки, призначені для досягнення конкретних цілей. Наприклад, машинознавство – це велика наука, яка складається з теорії машин і механізмів, конструювання і розрахунків на міцність, вивчення тертя і зносу машин у процесі експлуатації. У даному випадку під терміном «машина» розумується не автомобіль, а механізм, пристрій у широкому розумінні. Адже машиною є калькулятор, друкарська машинка, про яку нині вже всі забули, комп’ютер, який замінив їх обох. Машина – це автомобіль, літак, корабель і багато інших.
Чому ж поділ наук є умовним? По-перше, будь-який поділ є умовним. Деяким наукам можна дати чітке визначення і сказати, чим вони займаються, що вивчають. А деякі науки немов би балансують між визначеннями. Про філософію, наприклад, в усі часи точилися суперечки – до яких наук її віднести, взагалі, чи є філософія наукою? Сама філософія колись давно оголосила себе «наукою наук». Але погодитися з цим визначенням навряд чи можна. Філософія – одна з гуманітарних наук, «наука наук» взагалі не може існувати.
Науки поділяються також на фундаментальні і прикладні. Фундаментальні – це великі науки, що вивчають матерію, про них іноді говорять «чиста наука». Мета фундаментальних наук – лише пізнання. Прикладні науки використовують знання, отримані фундаментальною наукою з метою практичного застосування. Це не означає, що прикладні науки більше чи менше важливі, просто у них інші завдання. Не потрібно також думати, що прикладна наука – це лише тільки практика, вона займається також і теоретичними питаннями, але намагається вибирати для досліджень ті напрями, які з високою ймовірністю зможуть використовуватися у реалізації конкретних проектів.
«Фундаментальні» – назва не випадкова. Вона повідомляє нам, що на цих науках, як на міцному фундаменті, будуються усі інші. Будівля може бути прекрасною, але без надійного і міцного фундаменту впаде обов’язково. До фундаментальних наук належить більша частка природничих – хімія, фізика, біологія. Про ці науки можна сказати, що вони – основа усього.
До прикладних наук належать усі технічні науки, наприклад, машинознавство, про яке ми вже згадували. Прикладною наукою є також медицина. Це масштабна наука, яка базується на біології, хімії. Остання є основою важливої медичної галузі – фармакології – науки про ліки.
Інший приклад – архітектура. Зі словом «архітектура» асоціюється найчастіше словосполучення «пам’ятка архітектури», або «елементи архітектури», що прикрашають будинки – барельєфи, ліпний декор. А між тим ця латинська назва походить від грецької αρχιτεκτον – будівельник. Поняття «архітектура» включає не тільки зовнішні, художні форми, а й інженерну основу будівництва. Існує, наприклад, поняття промислова архітектура – в ній естетичний компонент майже відсутній. Поряд з цим існують будинки, про які можна з впевненістю стверджувати, що вони – справжні витвори мистецтва. Архітектура як наука і професія являє собою унікальний приклад поєднання практики і естетики, невід’ємних одна від одної. Архітектор повинен буті гарним інженером і володіти досконалим художнім смаком, щоб будинок одночасно був міцним, зручним і красивим.
Існує ще одне поняття – точні науки. До них відноситься, у першу чергу, математика, а також фізика і хімія. Точним наукам властива стабільність, сталість предметів, процесів і властивостей які вони вивчають. Наприклад, у математиці вираз 7х7=49 можна перевірити сто разів, але результат буде незмінний. Існує поняття «константа» – стала величина. Саме константи визначають точність науки. Те ж саме стосується фізики і хімії. Дослід, що проводиться з однаковими речовинами в однакових умовах повинен мати однаковий результат. Якщо результат несподівано виявився іншим, це означає, що враховані не всі властивості і умови або деякі з них не вивчені досконально. «Дослід – батько пізнання». – говорили давні вчені.
Насамкінець розповіді про різні науки зазначимо, що наука має поступальний характер. Від ХVІІ століття обсяги наукової діяльності подвоюються кожні 10-15 років. Це зумовлено загальним зростанням об’єму інформації, наукових відкриттів, кількістю науковців. Прикладів зростання об’єму знань, виникнення суміжних дисциплін на стиканні різних наук дуже багато. У подальшому їхня кількість тільки зростатиме.