La scienza è una delle aree più importanti dell'attività umana nell'attuale fase di sviluppo della civiltà mondiale. Oggi esistono centinaia di discipline diverse: scienze tecniche, sociali, umanitarie, naturali. Cosa stanno studiando? Come si sono sviluppate le scienze naturali sotto il profilo storico?

La scienza naturale è...

Cos'è la scienza naturale? Quando è nato e in quali direzioni si compone?

La scienza naturale è una disciplina che studia i fenomeni naturali e i fenomeni esterni all'oggetto della ricerca (l'uomo). Il termine "scienza naturale" in russo deriva dalla parola "natura", che è sinonimo della parola "natura".

Il fondamento delle scienze naturali può essere considerato la matematica, così come la filosofia. In generale, tutte le moderne scienze naturali sono venute fuori da loro. In un primo momento, i naturalisti hanno cercato di rispondere a tutte le domande riguardanti la natura e le sue varie manifestazioni. Poi, man mano che l'argomento della ricerca diventava più complesso, le scienze naturali iniziarono a rompersi in discipline separate, che nel tempo divennero sempre più isolate.

Nel contesto dei tempi moderni Scienze naturaliè un complesso di discipline scientifiche sulla natura, assunte nella loro stretta relazione.

La storia della formazione delle scienze naturali

Lo sviluppo delle scienze naturali avvenne gradualmente. Tuttavia, l'interesse umano per i fenomeni naturali si è manifestato nell'antichità.

La filosofia naturale (in effetti, la scienza) si sviluppò attivamente Grecia antica. Gli antichi pensatori, con l'ausilio di metodi primitivi di ricerca e, a volte, intuizione, seppero realizzare intera linea scoperte scientifiche e presupposti importanti. Già allora, i filosofi naturali erano sicuri che la Terra girasse intorno al Sole, potevano spiegare il solare e eclissi lunari, ha misurato in modo abbastanza accurato i parametri del nostro pianeta.

Nel Medioevo, lo sviluppo delle scienze naturali rallentò notevolmente e dipendeva fortemente dalla chiesa. Molti scienziati a quel tempo furono perseguitati per la cosiddetta eterodossia. Tutto Ricerca scientifica e la ricerca, infatti, si riduceva all'interpretazione e alla fondatezza degli scritti sacri. Tuttavia, nell'era del Medioevo, la logica e la teoria si svilupparono in modo significativo. Vale anche la pena notare che in questo momento il centro della filosofia naturale (studio diretto fenomeni naturali) si è spostato geograficamente verso la regione arabo-musulmana.

In Europa, il rapido sviluppo delle scienze naturali inizia (riprende) solo nel XVII-XVIII secoli. Questo è un momento di accumulo su larga scala di conoscenza fattuale e materiale empirico (risultati di osservazioni ed esperimenti "sul campo"). Le scienze naturali del 18° secolo si basano anche nelle loro ricerche sui risultati di numerose spedizioni geografiche, viaggi e studi su terre di recente scoperta. Nel 19° secolo, la logica e il pensiero teorico tornarono alla ribalta. In questo momento, gli scienziati stanno elaborando attivamente tutti i fatti raccolti, avanzando varie teorie, formulando schemi.

Talete, Eratostene, Pitagora, Claudio Tolomeo, Archimede, Galileo Galilei, Rene Descartes, Blaise Pascal, Nikola Tesla, Mikhail Lomonosov e molti altri famosi scienziati dovrebbero essere riferiti ai naturalisti più eccezionali nella storia della scienza mondiale.

Il problema della classificazione delle scienze naturali

Le scienze naturali di base includono: matematica (che è anche spesso chiamata la "regina delle scienze"), chimica, fisica, biologia. Il problema della classificazione delle scienze naturali esiste da molto tempo e preoccupa le menti di più di una dozzina di scienziati e teorici.

Questo dilemma è stato affrontato al meglio da Friedrich Engels, un filosofo e scienziato tedesco meglio conosciuto come amico intimo di Karl Marx e coautore della sua opera più famosa chiamata Il Capitale. Ha saputo distinguere due principi (approcci) principali della tipologia delle discipline scientifiche: questo è un approccio oggettivo, così come il principio di sviluppo.

Il più dettagliato è stato offerto dal metodologo sovietico Bonifatiy Kedrov. Non ha perso la sua rilevanza nemmeno oggi.

Elenco delle scienze naturali

L'intero complesso delle discipline scientifiche è solitamente suddiviso in tre grandi gruppi:

• scienze umane (o sociali);
• tecnico;
• naturale.

La natura è studiata da quest'ultimo. L'elenco completo delle scienze naturali è presentato di seguito:

• astronomia;
• biologia;
• la medicina;
• geologia;
• scienza del suolo;
• fisica;
• storia Naturale;
• chimica;
• botanica;
• zoologia;
• psicologia.

Per quanto riguarda la matematica, gli scienziati non hanno un'opinione comune su quale gruppo di discipline scientifiche dovrebbe essere attribuita. Alcuni la considerano una scienza naturale, altri esatta. Alcuni metodologi includono la matematica in una classe separata di cosiddette scienze formali (o astratte).

Chimica

La chimica è una vasta area delle scienze naturali, il cui principale oggetto di studio è la materia, le sue proprietà e struttura. Questa scienza considera anche gli oggetti a livello atomico-molecolare. Anche lei sta studiando legami chimici e reazioni derivanti dall'interazione di diverse particelle strutturali della materia.

Per la prima volta, la teoria secondo cui tutti i corpi naturali sono costituiti da elementi più piccoli (non visibili all'uomo) è stata avanzata dall'antico filosofo greco Democrito. Ha suggerito che ogni sostanza include particelle più piccole, proprio come le parole sono composte da lettere diverse.

La chimica moderna è una scienza complessa che comprende diverse dozzine di discipline. È inorganico e chimica organica, biochimica, geochimica, persino cosmochimica.

Fisica

La fisica è uno di scienze antiche per terra. Le leggi da essa scoperte sono la base, il fondamento dell'intero sistema delle discipline delle scienze naturali.

Il termine "fisica" fu usato per la prima volta da Aristotele. In quei tempi lontani, era filosofia praticamente identica. A scienza indipendente la fisica iniziò a trasformarsi solo nel XVI secolo.

Oggi la fisica è intesa come una scienza che studia la materia, la sua struttura e il suo movimento, nonché le leggi generali della natura. Ci sono diverse sezioni principali nella sua struttura. Questi sono la meccanica classica, la termodinamica, la teoria della relatività e alcuni altri.

geografia fisica

La demarcazione tra le scienze naturali e umane correva come una linea spessa attraverso il "corpo" della scienza geografica un tempo unificata, dividendo le sue singole discipline. Così, la geografia fisica (in opposizione a quella economica e sociale) si è trovata nel seno delle scienze naturali.

Questa scienza studia busta geografica Terra nel suo insieme, così come individuo ingredienti naturali e sistemi in esso inclusi. La geografia fisica moderna consiste in un certo numero di essi:

• scienze del paesaggio;
• geomorfologia;
• climatologia;
• idrologia;
• oceanologia;
• scienze del suolo e altri.

Scienze naturali e umane: unità e differenze

Scienze umanistiche, scienze naturali: sono così distanti come potrebbe sembrare?

Naturalmente, queste discipline differiscono nell'oggetto della ricerca. Le scienze naturali studiano la natura, le discipline umanistiche concentrano la loro attenzione sull'uomo e sulla società. Le discipline umanistiche non possono competere con le discipline naturali nella precisione, non sono in grado di dimostrare matematicamente le loro teorie e confermare ipotesi.

D'altra parte, queste scienze sono strettamente correlate, intrecciate tra loro. Soprattutto nel 21° secolo. Quindi, la matematica è stata introdotta da tempo nella letteratura e nella musica, nella fisica e nella chimica - nell'arte, nella psicologia - nella geografia sociale e nell'economia, e così via. Inoltre, è stato a lungo evidente che molti scoperte importanti sono fatte proprio all'incrocio di diverse discipline scientifiche, che, a prima vista, non hanno assolutamente nulla in comune.

Infine...

La scienza naturale è una branca della scienza che studia i fenomeni, i processi e i fenomeni naturali. Esiste un numero enorme di tali discipline: fisica, matematica e biologia, geografia e astronomia.

Le scienze naturali, nonostante le numerose differenze nella materia e nei metodi di ricerca, sono strettamente legate alle discipline sociali e umanitarie. Questa connessione è particolarmente forte nel 21° secolo, quando tutte le scienze convergono e si intrecciano.

La chimica è una scienza naturale. Come altre scienze naturali, studia un certo aspetto della natura e dei fenomeni naturali. A differenza di altre scienze naturali, la chimica presta molta attenzione alla materia. Una sostanza è, per esempio, l'acqua, un metallo, il sale, una certa proteina.

Molti oggetti che ci circondano non sono costituiti da una, ma da molte sostanze. Ad esempio, un organismo vivente è costituito da acqua, proteine, grassi, carboidrati e una serie di altre sostanze. Anche omogeneo aspetto esteriore le sostanze possono essere miscele varie sostanze(ad esempio soluzioni).

La scienza della chimica nel corso della storia ha permesso non solo di studiare la struttura e le proprietà delle sostanze, ma anche di ottenere nuove sostanze che prima non erano in natura. Si tratta, ad esempio, di varie materie plastiche, sostanze organiche.

La chimica, come la matematica, ha il suo linguaggio formale. Le interazioni delle sostanze qui sono solitamente espresse attraverso un certo record di reazioni chimiche e le sostanze stesse sono scritte sotto forma di formule.

La chimica spiega molti dei cambiamenti in natura. Domanda principale, a quale chimica risponde: perché alcune sostanze si trasformano in altre?

Come risultato dello studio di questo capitolo, lo studente dovrebbe: sapere

• concetti di base e specificità del quadro chimico del mondo;
• il ruolo dell'alchimia nello sviluppo della chimica come scienza;
• fasi storiche dello sviluppo della chimica come scienza;
• i principi guida della dottrina della composizione e della struttura delle sostanze;
• i principali fattori nel corso delle reazioni chimiche e le condizioni per il loro controllo;
• principi di base della chimica evolutiva e suo ruolo nella spiegazione della biogenesi; essere in grado di
• rivelare il ruolo della fisica del micromondo per comprendere i fondamenti della scienza chimica;
• condotta analisi comparativa le fasi principali dello sviluppo della chimica;
• argomentato mostra il ruolo della chimica per spiegare livelli strutturali organizzazione sistemica della materia;

possedere

• le capacità di acquisire e applicare le conoscenze per formare un'immagine chimica del mondo;
• abilità nell'uso dell'apparato concettuale della chimica per caratterizzare i processi chimici.

Fasi storiche nello sviluppo della scienza chimica

Ci sono molte definizioni di chimica che la caratterizzano come scienza:

• sugli elementi chimici e loro composti;
• sostanze, loro composizione e struttura;
• processi di trasformazione qualitativa delle sostanze;
• reazioni chimiche, così come quelle leggi e regolarità cui queste reazioni obbediscono.

Ovviamente, ognuno di essi riflette solo uno degli aspetti di una vasta conoscenza chimica e la chimica stessa agisce come un sistema di conoscenza altamente ordinato e in costante sviluppo. Ecco una definizione da un classico libro di testo: “La chimica è la scienza delle trasformazioni delle sostanze. Studia la composizione e la struttura delle sostanze, la dipendenza delle proprietà delle sostanze dalla loro composizione e struttura, le condizioni e le modalità di trasformazione di una sostanza in un'altra.

La chimica è la scienza delle trasformazioni delle sostanze.

La caratteristica distintiva più importante della chimica è che lo è in molti modi forme indipendenti oggetto di ricerca, creando sostanze che in natura non esistevano. Come nessun'altra scienza, la chimica agisce simultaneamente sia come scienza che come produzione. Poiché la chimica moderna risolve i suoi problemi a livello atomico-molecolare, è strettamente connessa con la fisica, la biologia, nonché con scienze come la geologia, la mineralogia, ecc. Le aree di confine tra queste scienze sono studiate dalla chimica quantistica, dalla fisica chimica, dalla fisica chimica, geochimica, biochimica e così via.

Più di 200 anni fa, il grande M. V. Lomonosov parlò a una riunione pubblica dell'Accademia delle scienze di San Pietroburgo. nel rapporto "Una parola sui benefici della chimica" leggiamo versi profetici: "La chimica allarga le sue mani negli affari umani ... Ovunque guardiamo, ovunque guardiamo, ovunque volgiamo davanti ai nostri occhi i successi della sua diligenza". La chimica iniziò a diffondere la sua "diligenza" anche in Egitto, un paese avanzato mondo antico. Tali rami di produzione come la metallurgia, la ceramica, la lavorazione del vetro, la tintura, la profumeria, i cosmetici hanno raggiunto uno sviluppo significativo lì molto prima della nostra era.

Confronta il nome della scienza della chimica in lingue differenti:

Tutte queste parole contengono la radice "chimica" o " chimica", che è in consonanza con le parole Greco antico: "himos" o "hyumos" significava "succo". Questo nome si trova in manoscritti contenenti informazioni su medicina e farmacia.

Ci sono altri punti di vista. Secondo Plutarco, il termine "chimica" deriva da uno degli antichi nomi dell'Egitto: Hemi ("disegnare la terra"). Nella sua accezione originaria, il termine significava "arte egizia". La chimica come scienza delle sostanze e delle loro interazioni era considerata in Egitto una scienza divina ed era interamente nelle mani dei sacerdoti.

Uno dei rami più antichi della chimica è la metallurgia. Per 4-3 mila anni aC. iniziò a fondere il rame dai minerali e in seguito a produrre una lega di rame e stagno (bronzo). Nel II millennio aC. imparato come ottenere il ferro dai minerali mediante il processo di soffiaggio grezzo. Per 1600 anni aC. iniziarono a usare la tintura naturale indaco per tingere i tessuti e, poco dopo, viola e alizarina, oltre a preparare aceto, medicinali da materiali vegetali e altri prodotti, la cui produzione è associata a processi chimici.

Nell'Oriente arabo nei secoli V-VI. il termine "alchimia" compare aggiungendo la particella "al-" alla "chimica" greco-egiziana. L'obiettivo degli alchimisti era creare una "pietra filosofale" in grado di trasformare tutti i metalli di base in oro. Si basava su un ordine pratico: l'oro

in Europa era necessario per lo sviluppo del commercio e si conoscevano pochi giacimenti auriferi.

Fatto dalla storia della scienza

I più antichi testi chimici scoperti sono ora considerati antichi egizi "Papiro di Ebers"(dal nome dell'egittologo tedesco che lo trovò) - una raccolta di ricette per la fabbricazione di medicinali del XVI secolo. aC, nonché il “Brugsch Papyrus” rinvenuto a Menfi con prescrizioni farmaceutiche (XIV sec. aC).

I prerequisiti per la formazione della chimica come disciplina scientifica indipendente si formarono gradualmente durante il XVII - la prima metà del XVIII secolo. Allo stesso tempo, nonostante la varietà del materiale empirico, in questa scienza, fino alla scoperta nel 1869. sistema periodico elementi chimici D. I. Mendeleev (1834-1907) non aveva quella teoria generalizzante con l'aiuto della quale sarebbe stato possibile spiegare il materiale fattuale accumulato.

I tentativi di periodizzare la conoscenza chimica furono fatti già nel 19° secolo. Secondo lo scienziato tedesco G. Kopp, l'autore di una monografia in quattro volumi "Storia della chimica"(1843-1847), lo sviluppo della chimica avvenne sotto l'influenza di un certo idea guida. Ha individuato cinque fasi:

• era di accumulazione conoscenza empirica senza tentativi di spiegazione teorica (dai tempi antichi al IV sec. dC);
• periodo alchemico (IV - inizio XVI secolo);
• periodo di iatrochimica, cioè "Chimica della guarigione" (secondo quarto del XVI - metà del XVII secolo);
• il periodo di creazione e dominio della prima teoria chimica - la teoria del flogisto (metà del XVII - terzo quarto del XVIII secolo);
• periodo di ricerca quantitativa (ultimo quarto del XVIII - 1840) 1 .

Tuttavia, secondo i concetti moderni, questa classificazione si riferisce a quelle fasi in cui la scienza chimica non si è ancora costituita come conoscenza teorica sistemica.

Gli storici domestici della chimica distinguono quattro livelli concettuali, che si basano su un modo per risolvere il problema centrale della chimica come scienza e come produzione (Fig. 13.1).

Primo livello concettuale - studio della struttura di una sostanza chimica. A questo livello sono state studiate varie proprietà e trasformazioni delle sostanze a seconda della loro composizione chimica.

Riso. 13.1.

È facile vedere l'analogia di questo concetto con il concetto fisico di atomismo. Sia i fisici che i chimici hanno cercato di trovare quella base iniziale con cui sarebbe possibile spiegare le proprietà di tutti i sostanze complesse. Questo concetto è stato formulato abbastanza tardi, nel 1860, al primo Congresso Internazionale dei Chimici a Karlsruhe, in Germania. I chimici procedevano dal fatto che Tutte le sostanze sono costituite da molecole e tutte le molecole, a loro volta sono costituiti da atomi. Sia gli atomi che le molecole sono in movimento continuo, mentre gli atomi sono le parti più piccole e quindi indivisibili delle molecole 1.

Il significato del Congresso è stato chiaramente espresso da D. I. Mendeleev: G. A.), i chimici di tutti i paesi accettarono l'inizio del sistema unitario; ora sarebbe una grande incoerenza, riconoscere l'inizio, non riconoscerne le conseguenze.

Secondo livello concettuale - studio della struttura delle sostanze chimiche, identificazione di un metodo specifico di interazione degli elementi nella composizione di sostanze chimiche specifiche. Si è riscontrato che le proprietà delle sostanze dipendono non solo dai loro elementi chimici costitutivi, ma anche dalla relazione e dall'interazione di questi elementi nel corso di una reazione chimica. Quindi, diamante e carbone hanno proprietà diverse proprio a causa della differenza di strutture, sebbene le loro Composizione chimica simile.

Terzo livello concettuale La chimica è generata dalle esigenze di aumentare la produttività delle industrie chimiche ed esplora i meccanismi interni e le condizioni esterne per il verificarsi di processi chimici: temperatura, pressione, velocità di reazione, ecc.

Quarto livello concettuale - livello di chimica evolutiva. A questo livello, vengono studiate in modo più approfondito la natura dei reagenti coinvolti nelle reazioni chimiche, le specifiche dell'azione dei catalizzatori, che ne accelerano notevolmente la velocità. È a questo livello che si comprende il processo di origine. vivo materia da materia inerte.

• Glinka II. l. chimica generale. 2b ed. L.: Chimica: filiale di Leningrado, 1987. S. 13.
• cit. Citato da: Koltun M. World of Chemistry. M.: Letteratura per bambini, 1988. S. 7.
• Mendeleev DI Op. in 25 voll.L. - M.: Casa editrice dell'Accademia delle scienze dell'URSS, 1949. T. 15. S. 171-172.