Gamtos mokslai: apibrėžimas, fizika, chemija, biologija ir metodai

Gamtos mokslai: fizika, chemija, biologija, geologija ir mokslinis metodas — aiškūs apibrėžimai, sąveikos ir praktiniai pavyzdžiai geresniam gamtos supratimui.

Kai kurie mokslai naudojami gamtai tirti. Remiantis šiais mokslais, gamtoje stebimi dalykai atitinka tam tikras taisykles. Dažnai šios taisyklės yra nežinomos, o gamtos mokslai siekia jas surasti. Tam jie dažnai naudoja vadinamąjį mokslinį metodą.

• Fizikoje nagrinėjama, kaip sukurta gamta ir kaip įvairios gamtos sritys susijusios viena su kita.
• Chemija yra apie elementus, jų derinius ir reakcijas.
• Biologija nagrinėja gyvuosius organizmus, jų vystymąsi ir tarpusavio sąveiką.
• Geologija nagrinėja, kaip Žemė vystėsi ir kaip ji atrodo.

Kai kurie mokslai, pavyzdžiui, matematika, gali padėti atlikti visus pirmiau išvardytus veiksmus. Jie padeda lengviau kalbėti apie taisykles ir modelius.

Kiti mokslai, kurie daugiausia nagrinėja žmonių mąstymą, elgesį ir jų visuomenę, vadinami socialiniais mokslais.

Kas yra gamtos mokslai?

Gamtos mokslai – tai disciplinų rinkinys, kurių tikslas suprasti fizinę pasaulio sandarą, gyvybės formas, procesus ir Žemės istoriją. Jie remiasi stebėjimais, eksperimentais ir modeliavimu, kad rastų patikimus paaiškinimus ir universalias taisykles. Gamtos mokslai įtakoja daug kasdienio gyvenimo sričių: mediciną, inžineriją, žemės ūkį, klimato politiką ir t. t.

Pagrindinės srities ir ką jos tiria

Nors aukščiau pateikta santrauka jau nurodo kelias sritis, verta kiekvieną trumpai apibūdinti:

• Fizika – tiria materijos ir energijos savybes, jėgas, judėjimą, elektros ir magnetizmo reiškinius bei fundamentalias gamtos dėsnių formas. Fizikai kuria teorijas (pvz., mechanicines, kvantines, termodinamikos) ir naudoja matematinius modelius prognozėms.
• Chemija – nagrinėja atomų ir molekulių struktūrą, cheminių reakcijų mechanizmus, medžiagų savybes ir jų transformacijas. Chemija yra tarpinė mokslo sritis, jungiančią fiziką ir biologiją (pvz., biochemija).
• Biologija – studijuoja gyvybę: nuo molekulinių procesų ir ląstelių iki ekosistemų ir evoliucijos. Biologija apima daug apimčių: genetika, ekologija, mikrobiologija, fiziologija ir kt.
• Geologija – tiria Žemės plutos struktūrą, uolienas, fosilijas, plokščių judėjimą ir planetos evoliuciją. Geologai naudoja radiometrinius datavimo metodus, sedimentacijos tyrimus ir seismologiją, kad suprastų praeitį ir prognozuotų pavojus.

Mokslinio metodo pagrindiniai etapai

Mokslinis metodas sudaro sistemą, pagal kurią tyrėjai surenka žinias ir tikrina idėjas. Pagrindiniai etapai:

• Stebėjimas – natūralus ar instrumentinis reiškinių fiksavimas.
• Klausimo suformulavimas – kas yra neaišku arba ką reikėtų paaiškinti?
• Hipotezė – pagrįstas paaiškinimas arba prognozė, kurią galima patikrinti.
• Eksperimentas ir matavimai – hipotezės tikrinimas kontroliuojamomis sąlygomis; semiamasi duomenų.
• Analizė – duomenų apdorojimas, statistika ir modeliavimas, siekiant įvertinti hipotezės tikrumą.
• Patikrinimas ir publika­vimas – rezultatai skelbiami, o kiti tyrėjai gali juos patikrinti arba pakartoti (reprodukuoti).

Metodai ir priemonės

Gamtos mokslai naudoja įvairius metodus, priklausomai nuo srities ir tyrimo klausimo:

• Laboratoriniai eksperimentai – leidžia kontroliuoti sąlygas ir tiksliai matuoti.
• Laukinių tyrimai – stebėjimai natūralioje aplinkoje (ekologija, geologija, astronomija).
• Moksliniai modeliai ir skaičiavimai – matematika ir kompiuterinis modeliavimas padeda apibendrinti procesus ir prognozuoti elgseną.
• Instrumentai – mikroskopai, spektrometrai, dalelių detektoriai, palydovai ir kt. leidžia matyti tai, ko žmogaus pojūčiai negali.
• Statistinė analizė – leidžia įvertinti rezultatų patikimumą bei atskirti atsitiktinumą nuo reikšmingų reiškinių.

Tarpdisciplininės sritys ir taikymai

Daugelis šiuolaikinių problemų reikalauja žinių iš kelių sričių: pavyzdžiui, klimatologija jungia fiziką, chemiją ir ekologiją; biotechnologija – biologiją ir chemiją; planetologija – fiziką ir geologiją. Gamtos mokslų taikymai apima mediciną, energetiką, žemės ūkį, aplinkos apsaugą, technologijų kūrimą ir kt.

Skirtumas tarp gamtos ir socialinių mokslų

Nors abi mokslų grupės naudoja sisteminį metodą ir stebėjimus, socialiniai mokslai (pvz., sociologija, psichologija) daugiausia tiria žmonių elgesį ir visuomenės struktūras, o gamtos mokslai orientuojasi į materialius, fizikinius ir biologinius procesus. Tačiau ribos glaudžiai susipina: pavyzdžiui, ekologija tiria tiek biologinius, tiek socialinius aspektus sprendžiant aplinkos problemas.

Etika, reproducibility ir mokslo svarba visuomenei

Tyrimai turi būti atliekami etiškai – ypač jeigu dalyvauja gyvi organizmai arba žmonės. Reprodukabilumas (galimybė pakartoti eksperimentą ir gauti panašius rezultatus) yra svarbi mokslinio darbo dalis. Gamtos mokslai teikia žinias, kurios leidžia priimti pagrįstus sprendimus sveikatos, aplinkos ir technologijų srityse.

Apibendrinant, gamtos mokslai siekia suprasti pasaulio veikimą per stebėjimus, eksperimentus ir logišką analizę. Jie yra pagrindas inovacijoms ir sprendimams, kurie formuoja mūsų kasdienį gyvenimą ir ateitį.

Klausimai ir atsakymai

K: Kas yra gamtos mokslai?

K: Kas yra mokslinis metodas?

K: Ką tiria fizika?

K: Apie ką kalbama chemijoje?

K: Ką tiria biologija?

K: Ką nagrinėja geologija?

K: Kas yra socialiniai mokslai?

Paieška pagal raidę