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O que são as ciências naturais? Métodos de Ciências Naturais

Estudar qualquer assunto não é uma tarefa fácil. As ciências naturais não são exceção. Não existe óptimo um método de aprendizado adequado para todos. Cada pessoa é única, portanto, cada pessoa determina a maneira mais adequada para si mesma. Se um dos métodos não funcionar, tente o seguinte. Não desista. Quando você encontrar a maneira mais adequada, comece a trabalhar duro para aperfeiçoá-la.

O que são as ciências naturais?

A resposta a esta pergunta é simples. São essas disciplinas que estudam o homem, sua saúde e também todo o ambiente: solo, atmosfera, terra como um todo, espaço, natureza, substâncias que compõem todos os corpos vivos e não-vivos, suas transformações.

O estudo das ciências naturais foi interessante para as pessoas da antiguidade. Como se livrar da doença, em que consiste o corpo por dentro, por que as estrelas brilham e o que são, além de milhões de perguntas semelhantes - é isso que interessa à humanidade desde as próprias origens de sua origem. As respostas para elas são dadas pelas disciplinas em questão.

Portanto, a resposta à pergunta sobre o que são as ciências naturais é inequívoca. Essas são disciplinas que estudam a natureza e todos os seres vivos.

Classificação

Existem vários grupos principais relacionados às ciências naturais:

  1. Química (analítica, orgânica, inorgânica, quântica, química colóide física, química de compostos de organoelementos).
  2. Biológico (anatomia, fisiologia, botânica, zoologia, genética).
  3. Físico (física, físico-química, ciências físicas e matemáticas).
  4. Ciências da Terra (astronomia, astrofísica, cosmologia, astroquímica, biologia espacial).
  5. Ciências da concha da Terra (hidrologia, meteorologia, mineralogia, paleontologia, geografia física, geologia).

Somente as ciências naturais básicas são representadas aqui. No entanto, deve-se entender que cada um deles possui suas próprias subseções, indústrias, disciplinas secundárias e subsidiárias. E se você combinar todos eles em um único todo, poderá obter todo um complexo natural de ciências, calculado em centenas de unidades.

Além disso, pode ser dividido em três grandes grupos de disciplinas:

A interação das disciplinas entre si

Obviamente, nenhuma disciplina pode existir isoladamente dos outros. Todos eles estão em estreita interação harmoniosa entre si, formando um único complexo. Por exemplo, o conhecimento da biologia não seria possível sem o uso de meios técnicos projetados com base na física.

Ao mesmo tempo, é impossível estudar as transformações dentro dos seres vivos sem o conhecimento da química, porque todo organismo é uma fábrica inteira de reações que ocorrem a uma velocidade tremenda.

A relação das ciências naturais sempre foi traçada. Historicamente, o desenvolvimento de um deles implicou o intenso crescimento e acumulação de conhecimento no outro. Assim que novas terras começaram a ser desenvolvidas, ilhas e áreas de terra se abriram, tanto a zoologia quanto a botânica se desenvolveram imediatamente. De fato, novos habitats foram preenchidos (embora não todos) por representantes anteriormente desconhecidos da raça humana. Assim, geografia e biologia estavam intimamente ligadas.

Se falamos de astronomia e disciplinas relacionadas, é impossível não notar o fato de que elas se desenvolveram graças a descobertas científicas no campo da física, da química. O design do telescópio determinou em grande parte o sucesso nessa área.

Existem muitos exemplos semelhantes. Todos eles ilustram a estreita relação entre todas as disciplinas naturais que compõem um grande grupo. Abaixo, consideramos os métodos das ciências naturais.

Objetivos e recursos

A ciência é um conjunto de ações sistemáticas destinadas a obter e organizar o conhecimento sobre vários tipos de fenômenos, sua explicação. A principal tarefa da ciência natural é formular leis que possam prever o que está acontecendo no mundo. Isso implica no desejo dos cientistas de eliminar as incertezas, simplificando os fenômenos estudados. As principais características que caracterizam as ciências naturais, pode ser representado pela seguinte lista:

  • Determinismo. Focar explicações de causa e efeito.
  • Uso generalizado de experimentos e modelos matemáticos.
  • A predominância de métodos quantitativos.
  • Objetividade. As crenças dos pesquisadores são fracas ou não têm influência alguma no processo ou nas conclusões.
  • Reprodutibilidade e confiabilidade dos resultados.
  • Possibilidade de verificação ou refutação experimental.
  • O desejo de descobrir princípios mais gerais do mundo.

O desenvolvimento das ciências naturais está intimamente ligado ao progresso tecnológico. A falta de capacidade técnica pode ser um obstáculo intransponível para a análise de fenômenos naturais.

Por exemplo, sem instrumentos de observação como um telescópio e um microscópio, os cientistas não seriam capazes de conduzir as pesquisas mais importantes em astronomia e microbiologia.

É importante entender que conhecimento sobre o mundo é imperfeito e até muito longe da verdade. As teorias nas quais as ciências naturais se baseiam são apenas uma explicação de um fenômeno. Dependendo da extensão em que eles são consistentes com a realidade, sua qualidade é determinada.

O progresso da ciência se deve a observações aprimoradas com ferramentas mais precisas e ao enriquecimento da base de informações para o raciocínio lógico.

Métodos de pesquisa

Antes de abordar os métodos de pesquisa utilizados pelas ciências em questão, os objetos de seu estudo devem ser identificados. São eles:

  • pessoa
  • vida
  • O universo
  • importa
  • A terra.

Cada um desses objetos tem suas próprias características e, para seu estudo, é necessário selecionar um ou outro método. Entre estes, como regra, destacam-se os seguintes:

  1. A observação é uma das maneiras mais simples, eficazes e antigas de conhecer o mundo.
  2. O experimento é a base das ciências químicas, da maioria das disciplinas biológicas e físicas. Ele permite que você obtenha o resultado e tire uma conclusão sobre a base teórica.
  3. Comparação - este método baseia-se no uso de conhecimentos historicamente acumulados sobre uma questão específica e na comparação com os resultados. Com base na análise, é tirada uma conclusão sobre a inovação, qualidade e outras características do objeto.
  4. Análise. Este método pode incluir modelagem matemática, sistemática, generalização, desempenho. Na maioria das vezes, é o resultado após vários outros estudos.
  5. Medição - usada para avaliar os parâmetros de objetos específicos de natureza animada e inanimada.

Existem também os mais modernos métodos de pesquisa modernos usados ​​em física, química, medicina, bioquímica e engenharia genética, genética e outras ciências importantes. Isto é:

  • microscopia eletrônica e a laser,
  • centrifugação
  • análise bioquímica
  • Análise estrutural de raios-X,
  • espectrometria
  • cromatografia e outros.

Obviamente, essa não é uma lista completa. Existem muitos dispositivos diferentes para trabalhar em cada campo do conhecimento científico. Uma abordagem individual é necessária para tudo, o que significa que um conjunto de métodos está sendo formado, equipamentos e equipamentos estão sendo selecionados.

Era pré-cristoteliana

Esse conhecimento primitivo rendeu a estudos e conclusões mais sistemáticos em culturas aproximadamente mesopotâmicas e antigas do Egito. A primeira evidência escrita da filosofia natural aparece lá.

A tradição da pesquisa científica também é característica da China antiga, onde alquimistas e filósofos taoístas experimentavam elixires para prolongar a vida.

Os povos da cultura indiana antiga deixaram um rico legado. Parte de sua compreensão da natureza é refletida nos Vedas. Este conjunto de textos sagrados descreve o conceito de um universo em constante expansão e transformação.

Pensadores da Grécia antiga aproximaram a filosofia natural da disciplina das relações causais na natureza com elementos da mitologia entre 600 e 400 aC. e

Algumas descobertas e hipóteses de cientistas do mundo antigo são impressionantes em sua modernidade:

  • Século VI aC e - o filósofo Thales de Mileto explica o terremoto não pela atividade divina, mas como um evento do mundo físico.
  • Século V aC e - Leucipo sugeriu que o mundo fosse composto de partículas indivisíveis.
  • Século IV aC e - Aristóteles escreveu uma grande obra, "A História dos Animais", que não perdeu sua influência no pensamento científico nem no século XVI. Ele também possui trabalhos em física e meteorologia.

Aristóteles é legitimamente considerado o pai da ciência devido ao fato de o primeiro perceber a importância do conhecimento empírico. Ele aplicou seus métodos a quase tudo, da poesia e da política à astronomia. A escola do conhecimento do filósofo antigo pode ser resumida pelos seguintes princípios:

  • Aprendendo com a experiência de outra pessoa.
  • Procure um acordo geral sobre o assunto.
  • Um estudo sistemático de fatos, mesmo aqueles parcialmente relacionados ao assunto.

Problemas modernos das ciências naturais

Os principais problemas das ciências naturais no estágio atual de desenvolvimento são a busca de novas informações, o acúmulo da base de conhecimentos teóricos em um formato mais profundo e saturado. Até o início do século XX, o principal problema das disciplinas em questão era o confronto com os setores humanitários.

Hoje, no entanto, esse obstáculo não é mais relevante, uma vez que a humanidade percebeu a importância da integração interdisciplinar na aquisição de conhecimentos sobre o homem, a natureza, o espaço e outras coisas.

Agora, as disciplinas do ciclo das ciências naturais têm uma tarefa diferente: como preservar a natureza e protegê-la dos efeitos do próprio homem e de suas atividades econômicas? E os problemas aqui são os mais prementes:

  • chuva ácida
  • efeito estufa
  • destruição da camada de ozônio,
  • extinção de espécies vegetais e animais,
  • poluição do ar e outros.

Na maioria dos casos, a resposta para a pergunta "O que são as ciências naturais?" uma palavra vem imediatamente à mente - biologia. Esta é a opinião da maioria das pessoas que não estão relacionadas à ciência. E esta é uma opinião completamente correta. Afinal, o que, senão a biologia, conecta direta e muito intimamente a natureza e o homem?

Todas as disciplinas que compõem esta ciência visam estudar os sistemas vivos, suas interações entre si e com o meio ambiente. Portanto, é bastante normal que a biologia seja considerada o fundador das ciências naturais.

Além disso, é também um dos mais antigos. Afinal, o interesse das pessoas por si mesmas, seus corpos, plantas e animais circundantes se originou no homem. Genética, medicina, botânica, zoologia e anatomia estão intimamente ligadas a esta disciplina. Todos esses setores compõem a biologia como um todo. Eles nos dão uma imagem completa da natureza, do homem e de todos os sistemas e organismos vivos.

Da filosofia à ciência

As obras de Aristóteles e de outra filosofia natural grega chegaram à Europa em meados do século XII. Esses trabalhos começaram a ser estudados em novas universidades, apesar das proibições da igreja. No final da Idade Média, as primeiras classificações das ciências foram publicadas com base na filosofia grega e árabe, entre as quais a ciência natural apareceu nos nomes.

A invenção da prensa de impressão no século XV, um microscópio e um telescópio, afetou fundamentalmente a evolução do conhecimento científico sobre o mundo. A filosofia aristotélica desapareceu em segundo plano, dando lugar a novos métodos de pesquisa. Os cientistas começaram a considerar a natureza como um mecanismo que, para entender, deveria ser desmontado. Uma das principais realizações da revolução científica do século XVII foi o amplo uso do método científico para estudar a natureza, que formou a base das ciências naturais na forma em que elas existem atualmente.

Química e Física

Esses aspectos fundamentais no desenvolvimento do conhecimento sobre corpos, substâncias e fenômenos naturais da ciência não são menos antigos que a biologia. Eles também se desenvolveram junto com o desenvolvimento do homem, tornando-o um ambiente social. As principais tarefas dessas ciências são o estudo de todos os corpos de natureza inanimada e viva do ponto de vista dos processos que ocorrem neles, sua conexão com o meio ambiente.

Assim, a física considera fenômenos naturais, mecanismos e as causas de sua ocorrência. A química é baseada no conhecimento de substâncias e suas interconversões entre si.

Isto é o que as ciências naturais são.

Método científico

As disciplinas científicas modernas são freqüentemente chamadas de precisas devido ao uso intensivo de dados quantitativos objetivos e à dependência da matemática.

Por outro lado, as ciências sociais, como psicologia, sociologia e antropologia, confiam mais em estimativas não numéricas e, em regra, operam em conclusões menos definidas. Disciplinas formais, que incluem matemática e estatística, operam em maior medida com categorias quantitativas, mas, como regra, não incluem o estudo de fenômenos naturais.

A base de todas as ciências naturais é o método científico. - O componente mais importante da ciência moderna, servindo de base para a análise e interpretação objetiva da pesquisa. Sua aplicação envolve um ciclo a partir da formação de uma suposição razoável sobre um experimento, o estudo de uma ou de um grupo de variáveis ​​como resultado. Se a suposição não corresponder às conclusões das experiências, ela é excluída em favor do seguinte.

Alguns pontos-chave característicos do método científico:

  • A suposição deve ser verificável.
  • A pesquisa inclui raciocínio dedutivo e indutivo.
  • As experiências contêm variáveis ​​dependentes da condição.
  • As experiências devem ser reproduzíveis com resultados semelhantes, se não idênticos.

Qualquer ramo da ciência natural formado sem um método científico não pode ser chamado de ciência. Por exemplo, idéias teológicas não podem ser verificadas por observadores independentes, usando experimentos reproduzíveis.

Ciências da terra

E, finalmente, listamos as disciplinas que permitem que você aprenda mais sobre nossa casa, cujo nome é Terra. Estes incluem:

  • geologia
  • meteorologia
  • climatologia
  • levantamento
  • bioquímica
  • cartografia
  • mineralogia
  • sismologia
  • ciência do solo
  • paleontologia
  • tectônica e outros.

No total, existem cerca de 35 disciplinas diferentes. Juntos, eles estudam nosso planeta, sua estrutura, propriedades e características, tão necessárias para a vida humana e o desenvolvimento da economia.

Leis e teorias

Acredita-se que, se os cientistas encontrarem evidências que sustentem a hipótese, esta se tornará uma teoria e, no caso em que a teoria é verdadeira, a lei será escrita com base em sua base. Isto não é inteiramente verdade. De fato, fatos, hipóteses, teorias e leis são apenas ferramentas separadas do método científico. Eles podem se desenvolver, mas isso não significa que eles estejam necessariamente mudando para uma nova qualidade. Simplificado, a diferença entre os termos se parece com isso:

  • Uma lei é uma descrição de um fenômeno observado. Ele não explica por que o fenômeno existe ou o que o causa.
  • Uma hipótese é uma explicação limitada e suposta do fenômeno.
  • A teoria é uma interpretação inteligível lógica e sistemática do fenômeno e de suas causas.

Além disso, se algum padrão se tornar lei, isso não significa que a situação não mudará devido a pesquisas futuras. O uso da definição de lei entre não especialistas e cientistas é marcadamente diferente.

As leis científicas não são absolutas, podem ter exceções, podem ser refutadas ou desenvolvidas ao longo do tempo.

Fatos e leis funcionam de forma empírica e observacional. As teorias operam com leis em um nível conceitual e são baseadas na lógica, não em observações. Por analogia com explicações formais ruins e boas, as teorias também variam em qualidade. Os critérios mais importantes para sua avaliação são reduzidos à seguinte lista:

  • Consistência lógica. Construções teóricas, condições de contorno e premissas são consistentes entre si.
  • Poder preditivo. Quão bem ela prevê a realidade.
  • Refutabilidade. Garantia de verificação empírica.
  • Rentabilidade. A explicação do fenômeno complexo não deve ser devida à adição injustificada de novos projetos.

Dado o fato de teorias e observações serem dois pilares da ciência natural, a pesquisa, respectivamente, é realizada em dois níveis: teórico e empírico. O primeiro diz respeito ao desenvolvimento de conceitos abstratos sobre o fenômeno e às relações entre esses conceitos. O nível empírico envolve a verificação dos conceitos quanto à validade das observações reais. Graças a essa abordagem, as teorias são aprimoradas de acordo com a realidade.

Indústrias e Disciplinas

A ciência natural pode ser dividida em dois grandes grupos: disciplinas físicas e aquelas que estudam objetos vivos. Eles também podem ser classificados de acordo com a finalidade. As chamadas ciências puras explicam os objetos e leis mais básicos que os governam.

Aplicado, aplicar conhecimentos teóricos fundamentais para fins práticos limitados. Por exemplo, a medicina visa curar doenças humanas com base na biologia.

A lista de ciências naturais consideradas básicas é a seguinte:

  • Física Concentra-se nas propriedades e na interação da matéria, energia, espaço e tempo. В общем рассматривается как фундаментальная система знаний, тесно связанная с математикой и логикой. Формулирование теорий о законах, управляющих Вселенной, характерно для этого комплекса естественных знаний с древних времён.
  • Chemistry. Seus interesses incluem a composição, estrutura e propriedades de substâncias e sua mudança como resultado de reações. Uma disciplina experimental intimamente relacionada ao resto da ciência. Surgiu da alquimia - uma combinação de esoterismo e experimentos físicos. A sistematização ocorreu após a criação da tabela periódica e a introdução da teoria atômica, juntamente com o desenvolvimento pelos pesquisadores de uma compreensão fundamental das formas da matéria.
  • Biology. empenhados no estudo dos seres vivos, sua origem, evolução e características. Lida com as características e classificação dos organismos, a interação das espécies entre si e com o meio ambiente. Seções como botânica, zoologia e medicina apareceram com as primeiras civilizações. A microbiologia remonta ao século XVII, juntamente com a descoberta do microscópio. Os eventos-chave no desenvolvimento da ciência também estão associados ao surgimento de teorias da evolução, à aplicação de métodos característicos da física e da química nos níveis celular e molecular. É dividido em seções, dependendo da escala do estudo: vida da molecular à ecologia.
  • Geografia. Uma ciência que descreve a origem, o desenvolvimento e o estado atual da Terra. Ele combina um conjunto de métodos de aprendizado sobre o planeta, da cartografia às previsões do tempo. Inclui seções importantes como oceanografia, geologia, ciência do solo, paleontologia. Embora minerais e minérios fossem objetos de interesse em toda a civilização humana, o conhecimento sobre a estrutura da Terra adquiriu desenvolvimento científico apenas no século XVIII.
  • Astronomia A doutrina dos corpos celestes, seus movimentos e os fenômenos associados a eles. Uma das disciplinas mais antigas. Utiliza métodos físicos e matemáticos como uma ferramenta para entender os processos no céu. Faz fronteira com questões filosóficas sobre a origem e o futuro do universo. Um fator chave de desenvolvimento é o surgimento e aprimoramento de telescópios.

Muitas das realizações que definem a civilização moderna são o resultado do conhecimento e da tecnologia gerados por pesquisas no campo das ciências naturais.

O progresso das ciências naturais permitiu à humanidade derrotar doenças incuráveis ​​no passado, extrair os recursos necessários das entranhas da Terra, fornecer alimentos à população e fazer uma revolução científica e tecnológica.