Shkencat natyrore është një term i cili ka të bëjë me studimin e natyrës duke përfshirë këtu edhe universin, dhe origjinën e ligjeve të natyrës. Termi shkenca natyrore përdoret gjithashtu për të ndarë ato fusha shkencore që përdorin metodën shkencore për të studiuar natyrën nga shkencat shoqërore, që përdorin metodën shkencore për të studiuar sjelljen dhe shoqërinë njerëzore; e gjithashtu edhe nga shkencat formale, si matematika dhe logjika, që përdorin një metodologji tjetër; nga shkencat humane.

Përmbledhje

Eksperimenti Michelson-Morley u përdor për të provuar se drita nuk përhapet përmes eterit. Ky koncept i shekullit të 19-të më vonë u quajt i gabuar përpara teorisë së relativitetit të Albert Ajnshtajnit.

Shkencat natyrore formojnë bazën e shkencave të aplikuara. Së bashku, shkencat natyrore dhe shkencat e aplikuara veçohen nga shkencat shoqërore, njëra në një anë, tjetra në anën tjetër. Ndonëse matematika, statistika dhe shkenca kompjuterike nuk konsiderohen si shkenca natyrore, ato japin një kontribut të madh në shkencat natyrore.

Brenda shkencave natyrore, termi shkencë e fortë përdoret ndonjëherë për të përshkruar ato nënfusha të cilat bazohen në të dhëna sasiore, eksperimentale dhe fokusohen në saktësinë dhe objektivitetin. Këtu përfshihet fizika, kimia dhe biologjia. Në kontrast, shkencat e buta përdoren për të përshkruar fushat shkencore që bazohen në kërkimin cilësor, duke përfshirë këtu edhe shkencat shoqërore.

Historia

Në kohët e lashta dhe mesjetare, studimi objektiv i natyrës njihej si filozofi natyrore. Në mesjetën e vonë dhe periudhën e hershme moderne, një interpretim filozofik i natyrës u zëvendësua gradualisht me metodën shkencore. Punët e Ibn al-Haytham dhe Francis Bacon popullarizuan këtë metodë, duke ndihmuar edhe në fillimin e revolucionit shkencor.

Nga fundi i shekullit të 19-të, studimi i shkencës ishte në kompetencën e profesionistëve dhe institucioneve. Duke bërë këtë, gradualisht mori emrin më modern shkencat natyrore. Termi shkencëtar u krijua nga William Whewell në një revizionim të vitit 1834 të On the Connexion of the Sciences i shkruar nga Mary Sommerville. Por fjala nuk hyri në përdorim të përgjithshëm deri në fundin e atij shekulli.

Sipas një libri të famshëm të vitit 1923 Thermodynamics — and the Free Energy of Chemical Substances nga kimisti amerikan Gilbert N. Lewis dhe kimisti fizik amerikan Merle Randall, shkencat natyrore përmbajnë tre degë të mëdha:

Përveç shkencave matematikore dhe logjike, ekzistojnë tre degë të mëdha të shkencave natyrore që qëndrojnë veçmas — ato janë mekanika, elektrodinamika dhe termodinamika.

Sot, shkencat natyrore ndahen më shpesh në shkencat e jetës, si botanika dhe zoologjia ; dhe shkencat fizike, që përfshijnë fizikën, kiminë, gjeologjinë dhe astronominë.

Degët e shkencave natyrore

Astronomia

Misionet hapësinore janë përdorur për të fotografuar vendndodhje të largëta brenda Sistemit Diellor, si shikimi kraterit Daedalus prej Apollo 11 në anën e përtejme të Hënës.

Kjo disiplinë është shkenca e objekteve qiellorë dhe fenomeneve që ndodhin jashtë atmosferës së Tokës. Merret me evolucionin, fizikën, kiminë, meteorologjinë dhe lëvizjen e objekteve qiellorë, ashtu si edhe me formimin dhe zhvillimin e universit.

Astronomia përfshin ekzaminimin, studimin dhe modelimin e yjeve, planetëve, kometave, galaktikave dhe kozmosit. Shumica e informacionit e përdorur nga astronomët mblidhet nga vëzhgimi, ndonëse janë kryer disa riprodhime të fenomeneve qiellore në laboratorë (si kimia molekulare e mediumit ndëryjor).

Ndërsa origjina e studimit të trupave dhe fenomeneve qiellorë daton që nga antikiteti, metoda shkencore në këtë fushë filloi të zhvillohet në mesin e shekullit të 17-të. Një faktor kyç ishte shpikja e Galileos, teleskopi që ekzaminonte qiellin e natës me më shumë detaje.

Trajtimi matematikor i astronomisë filloi me zhvillimin e mekanikës qiellore të Njutonit dhe ligjet e gravitacionit të po këtij të fundit, ndonëse kjo qe iniciuar nga puna më e hershme e astronomëve si Kepleri. Nga fundi i shekullit të 19-të, astronomia ishte zhvilluar në një shkencë formale, me prezantimin e instrumenteve si spektroskopi dhe fotografia, bashkë me teleskopë shumë të përmirësuar dhe krijimin e observatorëve profesionalë.

Biologjia

Një fragment i ADN, sekuencës kimike që përmban udhëzimet gjenetike për zhvillimin dhe funksionimin e organizmave

Kjo fushë përfshin një mori disiplinash që ekzaminojnë fenomenet e lidhura me organizmat. Shkalla e studimit shkon nga biofizika e deri te ekologjia. Biologjia studion karakteristikat, klasifikimin dhe sjelljen e organizmave, ashtu si edhe si u formuan speciet dhe ndërlidhja e tyre me njëra tjetrën dhe mjedisin.

Fushat biologjike të botanikës, zoologjisë dhe mjekësisë datojnë qysh nga fillimet e qytetërimeve, kurse mikrobiologjia u shfaq për herë të parë në shekullin e 17-të me shpikjen e mikroskopit. Gjithsesi, nuk ishte deri në shekullin e 19-të që biologjia u bë një fushë e unifikuar. Kur shkencëtarët zbuluan të përbashkëtat e të gjitha qenieve të gjalla, u vendos që ato të studioheshin si një e tërë.

Disa zhvillime kyçe në biologji ishin zbulimi i gjenetikës; Teoria e evolucionit e Darvinit; Teoria e mikrobeve dhe aplikimi i saj në teknikat e kimisë dhe fizikës në nivelin e qelizave ose molekulave organike.

Biologjia moderne ndahet në nëndisiplina nga tipi i organizmit dhe nga shkalla në të cilën organizmi i caktuar studiohet. Biologjia molekulare është studimi i kimisë themelore të jetës, kurse biologjia qelizore është vëzhgimi i qelizës; bllokut themeltar ndërtimor të të gjithë jetës. Në një nivel më të lartë, fiziologjia vëzhgon strukturat e brendshme të organizmit, kurse ekologjia vëzhgon si organizma të ndryshëm lidhen me njëri tjetrin.

Disa nga nendeget e saj jane: zoologjia, botanika, mikrobiologjia, sistematika, anatomia, fiziologjia, gjenetika, ekologjia.

Kimia

Kjo formulë strukturore për molekulën e kafeinës shfaq paraqitjen grafike të vendosjes së atomeve.

Duke u marrë me studimin e lëndës në shkallë atomike dhe molekulare, kimia merret kryesisht me grumbujt e atomeve, si gazet, kristalet dhe metalet. Përbërja, vetitë statistike dhe reaksionet e këtyre materialeve janë ato që studiohen. Kimia gjithashtu merret me kuptimin e vetive dhe bashkëveprimeve të atomeve në përdorimet e shkallëve më të gjera.

Shumica e proceseve kimike mund të studiohen direkt në laborator, duke përdorur një seri teknikash për kontrollimin e materialeve dhe duke pasur një kuptim të gjerë të këtyre proceseve. Kimia shpesh quhet “shkenca qendrore” për shkak të rolit të saj në lidhjen me shkenca të tjera natyrore.

Eksperimentet e hershme në kimi e kishin rrënjën e tyre në sistemin e alkimisë, një grup besimesh që përzienin misticizmin me eksperimentet fizike. Shkenca e kimisë filloi të zhvillohet me punën e Robert Bojlit, zbuluesit të gazit dhe Antuan Lavuazierit, i cili zhvilloi teorinë e ruajtjes së masës.

Zbulimi i elementëve kimikë dhe koncepti i Teorisë Atomike filluan të sistematizonin këtë shkencë, dhe kërkuesit zhvilluan një kuptim themelor të gjendjeve të lëndës, joint, lidhjes kimike dhe reaksionit kimik. Suksesi i kësaj shkence çoi në krijimin e kimisë industriale, e cila luan një rol të rëndësishëm në ekonominë botërore.

Shkencat e Tokës

Shkencat e Tokës (gjithashtu e njohur si gjeoshkenca, gjeoshkencat ose Shkencat e Tokës), është një term i gjerë që përfshin shkencat rreth planetit Tokë, përfshirë gjeologjinë, gjeofizikën, hidrologjinë, meteorologjinë, gjeografinë fizike, oqeanografinë dhe shkencën e tokës bujqësore. Ndonëse minimi dhe gurët e çmuar kanë qenë interes i njerëzve gjatë tërë historisë së qytetërimit, zhvillimi i shkencave të lidhura me to si gjeologjia ekonomike dhe mineralogjia nuk ekzistonin deri në shekullin e 18-të. Studimi i Tokës, në veçanti paleontologjia, lulëzoi në shekullin e 19-të. Ngritja e disiplinave të tjera, si gjeofizika në shekullin e 20-të çuan në zhvillimin e teorisë së pllakave tektonike në vitet 1960, e cila ka pasur një rëndësi për shkencat e Tokës ashtu si teoria e evolucionit pati për biologjinë. Shkencat e Tokës janë shumë të lidhura me studimin e klimës dhe industritë e naftës dhe eksplorimit të mineraleve.

Fizika

Disa nga orbitalet e para elektronike të atomit të hidrogjenit të treguara si grafe të ngjyrosura të densitetit probabilistik.

Fizika përfshin studimin e përbërësve themelorë të universitetit, forcat dhe bashkëveprimet ato ushtrojnë mbi njëra tjetrën dhe përfundimet e nxjerra nga këto bashkëveprime. Në përgjithësi, fizika shihet si një shkencë themelore, sepse të gjitha shkencat e tjera natyrore përdorin dhe u binden parimeve dhe ligjeve të vëzhguara. Fizika varet shumë nga matematika si korniza logjike për formulimin e parimeve.

Studimi i parimeve të universitetit ka një histori të gjatë dhe kryesisht vjen nga vëzhgimi direkt dhe eksperimentimi. Formulimi i teorive për ligjet kryesore të universit kanë qenë kryesore për studimin e fizikës që në fillim të saj, me filozofinë e cila gradualisht iu dorëzua testimit eksperimental dhe sistematik si burim verifikimi.

Zhvillime kyçe në fizikë përfshijnë teorinë e gravitacionit universal të Isak Njutonit dhe mekanikën klasike, teorinë e përgjithshme dhe të veçantë të relativitetit të Albert Ajnshtajnit, zhvillimin e termodinamikës dhe modelit kuantik të fizikës atomike dhe subatomike. Fusha e fizikës është shumë e gjerë dhe mund të përfshijë në të fusha si mekanika kuantike dhe fizika teorike, fizika e aplikuar dhe optika. Fizika moderne është duke u bërë më e specializuar, ku studiuesit kanë tendencë të merren me një temë të caktuar dhe jo të qenit “universalistë” si Albert Ajnshtajn dhe Lev Landau, të cilët punuan në shumë tema.