Nauka je jedno od najvažnijih područja ljudske djelatnosti u sadašnjoj fazi razvoja svjetske civilizacije. Danas postoje stotine različitih disciplina: tehničke, društvene, humanitarne, prirodne nauke. Šta oni studiraju? Kako se razvijala prirodna nauka u istorijskom pogledu?

Prirodna nauka je...

Šta je prirodna nauka? Kada je nastao i u kojim se pravcima sastoji?

Prirodne nauke je disciplina koja proučava prirodne fenomene i pojave koje su eksterne u odnosu na predmet istraživanja (čoveka). Izraz "prirodna nauka" na ruskom potiče od riječi "priroda", što je sinonim za riječ "priroda".

Osnovom prirodnih nauka može se smatrati matematika, kao i filozofija. Uglavnom, sve moderne prirodne nauke proizašle su iz njih. U početku su prirodoslovci pokušali odgovoriti na sva pitanja koja se tiču ​​prirode i njenih različitih manifestacija. Zatim, kako je predmet istraživanja postajao složeniji, prirodna nauka se počela raspadati u zasebne discipline, koje su vremenom postajale sve izolovanije.

U kontekstu modernog vremena prirodna nauka je kompleks naučnih disciplina o prirodi, uzetih u njihovom bliskom odnosu.

Istorija nastanka prirodnih nauka

Razvoj prirodnih nauka odvijao se postepeno. Međutim, ljudsko interesovanje za prirodne pojave manifestovalo se još u antici.

Naturfilozofija (zapravo, nauka) se aktivno razvijala u Ancient Greece. Drevni mislioci su, uz pomoć primitivnih metoda istraživanja i ponekad, intuicije, bili u stanju da naprave cela linija naučnim otkrićima i važne pretpostavke. Čak i tada, prirodni filozofi su bili sigurni da se Zemlja okreće oko Sunca, mogli su objasniti solarne i pomračenja mjeseca, prilično precizno izmjerio parametre naše planete.

U srednjem vijeku razvoj prirodnih nauka je znatno usporio i bio je u velikoj mjeri ovisan o crkvi. Mnogi naučnici u to vrijeme bili su proganjani zbog takozvane heterodoksije. Sve Naučno istraživanje a istraživanja su se, zapravo, svela na tumačenje i potkrepljenje svetih spisa. Ipak, u eri srednjeg vijeka logika i teorija su se značajno razvile. Također je vrijedno napomenuti da je u ovom trenutku centar prirodne filozofije (direktno proučavanje prirodne pojave) geografski se pomjerio prema arapsko-muslimanskoj regiji.

U Evropi nagli razvoj prirodnih nauka počinje (nastavlja se) tek u XVII-XVIII vijeka. Ovo je vrijeme velike akumulacije činjeničnog znanja i empirijskog materijala (rezultata "terenskih" opservacija i eksperimenata). Prirodne nauke 18. stoljeća također se u svojim istraživanjima zasnivaju na rezultatima brojnih geografskih ekspedicija, putovanja i proučavanja novootkrivenih zemalja. U 19. veku logika i teorijsko mišljenje ponovo dolaze do izražaja. U ovom trenutku, naučnici aktivno obrađuju sve prikupljene činjenice, iznose različite teorije, formulišu obrasce.

Talesa, Eratostena, Pitagore, Klaudija Ptolomeja, Arhimeda, Galilea Galileja, Renea Dekarta, Bleza Paskala, Nikolu Teslu, Mihaila Lomonosova i mnoge druge poznate naučnike treba svrstati među najistaknutije prirodnjake u istoriji svetske nauke.

Problem klasifikacije prirodnih nauka

U osnovne prirodne nauke spadaju: matematika (koja se često naziva i "kraljicom nauka"), hemija, fizika, biologija. Problem klasifikacije prirodnih nauka postoji dugo vremena i zabrinjava više desetina naučnika i teoretičara.

Ovu dilemu najbolje je riješio Friedrich Engels, njemački filozof i naučnik koji je poznatiji kao blizak prijatelj Karla Marksa i koautor njegovog najpoznatijeg djela pod nazivom Kapital. Uspio je razlikovati dva glavna principa (pristupa) tipologije naučnih disciplina: ovo je objektivni pristup, kao i princip razvoja.

Najdetaljnije je ponudio sovjetski metodolog Bonifatij Kedrov. Ni danas nije izgubio na aktuelnosti.

Spisak prirodnih nauka

Ceo kompleks naučnih disciplina obično se deli u tri velike grupe:

• humanističke (ili društvene) nauke;
• tehnički;
• prirodno.

Potonji proučavaju prirodu. Kompletna lista prirodnih nauka je predstavljena u nastavku:

• astronomija;
• biologija;
• lijek;
• geologija;
• nauka o tlu;
• fizika;
• prirodna istorija;
• hemija;
• botanika;
• zoologija;
• psihologija.

Što se tiče matematike, naučnici nemaju jedinstveno mišljenje kojoj grupi naučnih disciplina je treba pripisati. Neki to smatraju prirodnom naukom, drugi egzaktnom. Neki metodolozi uključuju matematiku u posebnu klasu takozvanih formalnih (ili apstraktnih) nauka.

hemija

Hemija je ogromna oblast prirodnih nauka čiji je glavni predmet proučavanja materija, njena svojstva i struktura. Ova nauka takođe razmatra objekte na atomsko-molekularnom nivou. Ona takođe studira hemijske veze i reakcije koje proizlaze iz interakcije različitih strukturnih čestica materije.

Po prvi put, teoriju da se sva prirodna tijela sastoje od manjih (ljudima nevidljivih) elemenata iznio je drevni grčki filozof Demokrit. On je sugerirao da svaka supstanca uključuje manje čestice, kao što se riječi sastoje od različitih slova.

Savremena hemija je kompleksna nauka koja obuhvata nekoliko desetina disciplina. Neorganski je i organska hemija, biohemija, geohemija, čak i kosmohemija.

fizika

Fizika je jedna od drevne nauke na zemlji. Zakoni koje je on otkrio su osnova, temelj čitavog sistema prirodnih nauka.

Termin "fizika" prvi je upotrebio Aristotel. U tim dalekim vremenima to je bila praktično identična filozofija. IN nezavisna nauka fizika je počela da se transformiše tek u 16. veku.

Danas se fizika shvata kao nauka koja proučava materiju, njenu strukturu i kretanje, kao i opšte zakone prirode. U njegovoj strukturi postoji nekoliko glavnih sekcija. To su klasična mehanika, termodinamika, teorija relativnosti i neke druge.

fizička geografija

Razgraničenje između prirodnih i humanističkih nauka prolazilo je poput debele linije kroz "tijelo" nekada jedinstvene geografske nauke, dijeleći njene pojedinačne discipline. Tako se fizička geografija (za razliku od ekonomske i društvene) našla u krilu prirodnih nauka.

Ova nauka proučava geografska omotnica Zemljište u cjelini, kao i pojedinačno prirodni sastojci i sistemi koji su u njemu uključeni. Moderna fizička geografija sastoji se od nekoliko njih:

• pejzažna nauka;
• geomorfologija;
• klimatologija;
• hidrologija;
• oceanologija;
• nauke o tlu i dr.

Prirodne i ljudske nauke: jedinstvo i razlike

Humanističke, prirodne nauke – da li su toliko udaljene koliko se čini?

Naravno, ove discipline se razlikuju po predmetu istraživanja. Prirodne nauke proučavaju prirodu, humanističke nauke svoju pažnju usmeravaju na čoveka i društvo. Humanističke nauke ne mogu se takmičiti sa prirodnim disciplinama u preciznosti, nisu u stanju da matematički dokažu svoje teorije i potvrde hipoteze.

S druge strane, ove nauke su usko povezane, međusobno isprepletene. Pogotovo u 21. veku. Dakle, matematika je odavno uvedena u književnost i muziku, fizika i hemija - u umjetnost, psihologija - u društvenu geografiju i ekonomiju, itd. Štaviše, odavno je očigledno da ih ima mnogo važna otkrića nastaju upravo na razmeđu nekoliko naučnih disciplina koje, na prvi pogled, nemaju apsolutno ništa zajedničko.

Konačno...

Prirodna nauka je grana nauke koja proučava prirodne pojave, procese i pojave. Postoji ogroman broj takvih disciplina: fizika, matematika i biologija, geografija i astronomija.

Prirodne nauke, uprkos brojnim razlikama u predmetu i metodama istraživanja, usko su povezane sa društvenim i humanitarnim disciplinama. Ova veza je posebno jaka u 21. veku, kada se sve nauke konvergiraju i prepliću.

Hemija je prirodna nauka. Kao i druge prirodne nauke, proučava određenu stranu prirode i prirodnih pojava. Za razliku od drugih prirodnih nauka, hemija posvećuje veliku pažnju materiji. Supstanca je, na primjer, voda, neki metal, sol, određeni protein.

Mnogi predmeti koji nas okružuju sastoje se ne od jedne, već od mnogih supstanci. Na primjer, živi organizam se sastoji od vode, proteina, masti, ugljikohidrata i niza drugih tvari. Čak i homogena izgled tvari mogu biti mješavine razne supstance(na primjer, rješenja).

Nauka o hemiji kroz istoriju je omogućila ne samo proučavanje strukture i svojstava supstanci, već i dobijanje novih supstanci koje ranije nisu postojale u prirodi. To su, na primjer, razne plastike, organske tvari.

Hemija, kao i matematika, ima svoj formalni jezik. Interakcije supstanci ovde se obično izražavaju kroz određeni zapis hemijskih reakcija, a same supstance su zapisane u obliku formula.

Hemija objašnjava mnoge promjene u prirodi. Glavno pitanje, na koji hemija odgovara - zašto se neke supstance pretvaraju u druge?

Kao rezultat proučavanja ovog poglavlja, student treba da: znam

• osnovni pojmovi i specifičnosti hemijske slike sveta;
• uloga alhemije u razvoju hemije kao nauke;
• istorijske faze u razvoju hemije kao nauke;
• vodeći principi doktrine o sastavu i strukturi supstanci;
• glavni faktori u toku hemijskih reakcija i uslovi za njihovu kontrolu;
• osnovni principi evolucijske hemije i njena uloga u objašnjavanju biogeneze; biti u mogućnosti
• otkriti ulogu fizike mikrosvijeta za razumijevanje osnova kemijske nauke;
• ponašanje komparativna analiza glavne faze u razvoju hemije;
• argumentirano pokazuju ulogu hemije u objašnjavanju strukturni nivoi sistemska organizacija materije;

vlastiti

• vještine sticanja i primjene znanja za formiranje hemijske slike svijeta;
• vještine korištenja konceptualnog aparata hemije za karakterizaciju hemijskih procesa.

Istorijske faze u razvoju hemijske nauke

Postoje mnoge definicije hemije koje je karakterišu kao nauku:

• o hemijskim elementima i njihovim jedinjenjima;
• supstance, njihov sastav i struktura;
• procesi kvalitativne transformacije supstanci;
• hemijske reakcije, kao i one zakonitosti i zakonitosti kojima se ove reakcije povinuju.

Očigledno, svaki od njih odražava samo jedan od aspekata opsežnog hemijskog znanja, a sama hemija djeluje kao visoko uređen sistem znanja koji se stalno razvija. Evo definicije iz klasičnog udžbenika: „Hemija je nauka o transformaciji supstanci. Proučava sastav i strukturu supstanci, zavisnost svojstava supstanci od njihovog sastava i strukture, uslove i načine transformacije jedne supstance u drugu.

Hemija je nauka o transformaciji supstanci.

Najvažnija odlika hemije je da je na mnogo načina samostalno formira predmet istraživanja, stvaranje supstanci koje nisu postojale u prirodi. Kao ni jedna druga nauka, hemija istovremeno deluje i kao nauka i kao proizvodnja. Budući da moderna hemija rješava svoje probleme na atomsko-molekularnom nivou, ona je usko povezana sa fizikom, biologijom, kao i sa naukama kao što su geologija, mineralogija itd. Granične oblasti između ovih nauka proučavaju kvantna hemija, hemijska fizika, fizička hemija, geohemija, biohemija itd.

Prije više od 200 godina, veliki M. V. Lomonosov govorio je na javnom skupu Petrogradske akademije nauka. u izvještaju "Nekoliko riječi o prednostima hemije"čitamo proročanske stihove: „Hemija širi ruke u ljudskim poslovima... Gdje god pogledamo, gdje god pogledamo, uspjesi njene marljivosti okreću se pred našim očima.” Hemija je svoju "marljivost" počela širiti čak i u Egiptu - naprednoj zemlji antički svijet. Grane proizvodnje kao što su metalurgija, keramika, staklarstvo, bojenje, parfimerija, kozmetika su tu dostigle značajan razvoj mnogo prije naše ere.

Uporedite naziv nauke o hemiji u različitim jezicima:

Sve ove riječi sadrže korijen "hemija" ili " chem“, što je u skladu sa riječima starogrčki: "himos" ili "hyumos" je značilo "sok". Ovo ime se nalazi u rukopisima koji sadrže informacije o medicini i farmaciji.

Postoje i druge tačke gledišta. Prema Plutarhu, izraz "hemija" dolazi od jednog od drevnih imena Egipta - Hemi („crtanje zemlje“). U svom izvornom smislu, izraz je značio "egipatska umjetnost". Hemija kao nauka o supstancama i njihovim interakcijama u Egiptu se smatrala božanskom naukom i bila je u potpunosti u rukama sveštenika.

Jedna od najstarijih grana hemije je metalurgija. Za 4-3 hiljade godina pne. počeo topiti bakar iz ruda, a kasnije proizvoditi leguru bakra i kalaja (bronza). U II milenijumu pne. naučio kako dobiti željezo iz rude postupkom sirovog puhanja. Za 1600 godina prije Krista. počeli su koristiti prirodnu indigo boju za bojenje tkanina, a nešto kasnije - ljubičastu i alizarin, kao i pripremati ocat, lijekove od biljnog materijala i druge proizvode čija je proizvodnja povezana s kemijskim procesima.

Na arapskom istoku u V-VI vijeku. izraz "alhemija" se pojavljuje dodavanjem čestice "al-" grčko-egipatskoj "hemiji". Cilj alhemičara je bio da stvore "kamen filozofa" sposoban da pretvori sve osnovne metale u zlato. Bio je zasnovan na praktičnom poretku: zlatu

u Evropi je bio neophodan za razvoj trgovine, a bilo je malo poznatih nalazišta zlata.

Činjenica iz istorije nauke

Najstariji otkriveni hemijski tekstovi danas se smatraju staroegipatskim "Ebersov papirus"(nazvan po njemačkom egiptologu koji ga je pronašao) - zbirka recepata za proizvodnju lijekova iz 16. stoljeća. pne, kao i „Brugsch papirus“ pronađen u Memfisu sa ljekarskim receptima (XIV vek pne).

Preduslovi za formiranje hemije kao samostalne naučne discipline formirali su se postepeno tokom 17. - prve polovine 18. veka. Istovremeno, uprkos raznovrsnosti empirijskog materijala, u ovoj nauci, sve do otkrića 1869. periodični sistem hemijski elementi D. I. Mendeljejev (1834-1907) nije imao onu generalizirajuću teoriju uz pomoć koje bi bilo moguće objasniti nagomilani činjenični materijal.

Pokušaji periodizacije hemijskog znanja vršeni su još u 19. veku. Prema njemačkom naučniku G. Koppu - autoru četverotomne monografije "Istorija hemije"(1843-1847), razvoj hemije odvijao se pod uticajem izvesnih ideja vodilja. On je identifikovao pet faza:

• era akumulacije empirijsko znanje bez pokušaja njihovog teorijskog objašnjenja (od antičkih vremena do 4. veka nove ere);
• alhemijski period (IV - početak 16. veka);
• period jatrohemije, tj. "Hemija lečenja" (druga četvrtina 16. - sredina 17. veka);
• period nastanka i dominacije prve hemijske teorije - teorije flogistona (sredina 17. - treća četvrtina 18. veka);
• period kvantitativnih istraživanja (poslednja četvrtina 18. - 1840. godine) 1 .

Međutim, prema savremenim konceptima, ova klasifikacija se odnosi na one faze kada hemijska nauka još nije konstituisana kao sistematsko teorijsko znanje.

Domaći istoričari hemije razlikuju četiri konceptualna nivoa, koji se zasnivaju na načinu rešavanja centralnog problema hemije kao nauke i kao proizvodnje (Sl. 13.1).

Prvi konceptualni nivo - proučavanje strukture hemijske supstance. Na ovom nivou proučavana su različita svojstva i transformacije supstanci u zavisnosti od njihovog hemijskog sastava.

Rice. 13.1.

Lako je uočiti analogiju ovog koncepta sa fizičkim konceptom atomizma. I fizičari i hemičari nastojali su pronaći onu početnu osnovu kojom bi bilo moguće objasniti svojstva svih jednostavnih i složene supstance. Ovaj koncept je formulisan prilično kasno - 1860. godine, na prvom međunarodnom kongresu hemičara u Karlsrueu u Nemačkoj. Hemičari su polazili od toga Sve tvari se sastoje od molekula i svih molekula, zauzvrat se sastoje od atoma. I atomi i molekuli su u neprekidnom kretanju, dok su atomi najmanji, a zatim i nedjeljivi dijelovi molekula 1.

Smisao Kongresa jasno je izrazio D. I. Mendeljejev: G. A.), hemičari svih zemalja prihvatili su početak unitarnog sistema; sada bi to bila velika nedoslednost, prepoznati početak, ne prepoznati njegove posledice.

Drugi konceptualni nivo - proučavanje strukture hemikalija, identifikacija specifičnog načina interakcije elemenata u sastavu specifičnih hemikalija. Utvrđeno je da svojstva supstanci ne zavise samo od sastavnih hemijskih elemenata, već i od odnosa i interakcije ovih elemenata u toku hemijske reakcije. Dakle, dijamant i ugalj imaju različita svojstva upravo zbog razlike u strukturi, iako njihova hemijski sastav slično.

Treći konceptualni nivo Hemija je generisana potrebama povećanja produktivnosti hemijskih industrija i istražuje unutrašnje mehanizme i spoljašnje uslove za nastanak hemijskih procesa: temperaturu, pritisak, brzinu reakcije itd.

Četvrti konceptualni nivo - nivo evolucione hemije. Na ovom nivou detaljnije se proučava priroda reagenasa uključenih u hemijske reakcije, specifičnosti delovanja katalizatora, koji značajno ubrzavaju brzinu njihovog protoka. Na ovom nivou se shvata proces nastanka. živ materija od inertne materije.

• Glinka II. L. opšta hemija. 2b ed. L.: Hemija: Lenjingradski ogranak, 1987. S. 13.
• Cit. Citirano prema: Koltun M. World of Chemistry. M.: Dječija književnost, 1988. S. 7.
• Mendeljejev D. I. Op. u 25 tomova L. - M.: Izdavačka kuća Akademije nauka SSSR, 1949. T. 15. S. 171-172.