Știința este unul dintre cele mai importante domenii ale activității umane în stadiul actual de dezvoltare a civilizației mondiale. Astăzi există sute de discipline diferite: tehnice, sociale, umanitare, științe ale naturii. Ce studiază ei? Cum s-a dezvoltat știința naturii din punct de vedere istoric?

Știința naturii este...

Ce este știința naturii? Când a apărut și în ce direcții constă?

Știința naturii este o disciplină care studiază fenomenele naturale și fenomenele care sunt externe subiectului de cercetare (omul). Termenul „științe naturale” în limba rusă provine de la cuvântul „natură”, care este un sinonim pentru cuvântul „natură”.

Fundamentul științelor naturii poate fi considerată matematică, precum și filozofie. În general, toate științele naturale moderne au apărut din ele. La început, naturaliștii au încercat să răspundă la toate întrebările referitoare la natură și la diferitele ei manifestări. Apoi, pe măsură ce subiectul cercetării a devenit mai complex, știința naturii a început să se despartă în discipline separate, care în timp au devenit din ce în ce mai izolate.

În contextul timpurilor moderne științele naturii este un complex de discipline științifice despre natură, luate în relația lor strânsă.

Istoria formării științelor naturii

Dezvoltarea științelor naturii a avut loc treptat. Cu toate acestea, interesul uman pentru fenomenele naturale s-a manifestat în antichitate.

Naturphilosophy (de fapt, știința) s-a dezvoltat activ în Grecia antică. Gânditorii antici, cu ajutorul metodelor primitive de cercetare și, uneori, a intuiției, au fost capabili să facă întreaga linie descoperiri științificeși ipoteze importante. Chiar și atunci, filozofii naturii erau siguri că Pământul se învârte în jurul Soarelui, puteau explica solarul și eclipse de lună, a măsurat destul de precis parametrii planetei noastre.

În Evul Mediu, dezvoltarea științelor naturale a încetinit considerabil și a fost puternic dependentă de biserică. Mulți oameni de știință la acea vreme au fost persecutați pentru așa-numita heterodoxie. Toate Cercetare științifică iar cercetarea, de fapt, s-a redus la interpretarea şi fundamentarea scrierilor sacre. Cu toate acestea, în epoca Evului Mediu, logica și teoria s-au dezvoltat semnificativ. De asemenea, este de remarcat faptul că în acest moment centrul filosofiei naturale (studiu direct fenomene naturale) s-au deplasat geografic spre regiunea arabo-musulmană.

În Europa, dezvoltarea rapidă a științei naturii începe (reia) abia în secolele XVII-XVIII. Acesta este un moment al acumulării pe scară largă a cunoștințelor faptice și a materialului empiric (rezultatele observațiilor și experimentelor „de teren”). Științele naturii secolului al XVIII-lea se bazează, de asemenea, în cercetările lor pe rezultatele a numeroase expediții geografice, călătorii și studii ale ținuturilor nou descoperite. În secolul al XIX-lea, logica și gândirea teoretică au ieșit din nou în prim-plan. În acest moment, oamenii de știință procesează în mod activ toate faptele colectate, propun diverse teorii, formulează modele.

Thales, Eratosthenes, Pitagora, Claudius Ptolemeu, Arhimede, Galileo Galilei, Rene Descartes, Blaise Pascal, Nikola Tesla, Mihail Lomonosov și mulți alți oameni de știință cunoscuți sunt printre cei mai importanți naturaliști din istoria științei mondiale.

Problema clasificării științelor naturale

Științele naturii de bază includ: matematica (care este adesea numită și „regina științelor”), chimia, fizica, biologia. Problema clasificării științelor naturii există de mult timp și îngrijorează mintea a mai mult de o duzină de oameni de știință și teoreticieni.

Această dilemă a fost rezolvată cel mai bine de Friedrich Engels, un filozof și om de știință german care este mai bine cunoscut ca prieten apropiat al lui Karl Marx și coautor al celei mai faimoase lucrări ale sale numită Capital. El a putut distinge două principii (abordări) principale ale tipologiei disciplinelor științifice: aceasta este o abordare obiectivă, precum și principiul dezvoltării.

Cel mai detaliat a fost oferit de metodologul sovietic Bonifatiy Kedrov. Nu și-a pierdut actualitatea nici astăzi.

Lista științelor naturii

Întregul complex de discipline științifice este de obicei împărțit în trei grupuri mari:

• științe umaniste (sau sociale);
• tehnic;
• natural.

Natura este studiată de cei din urmă. Lista completă a științelor naturii este prezentată mai jos:

• astronomie;
• biologie;
• medicamentul;
• geologie;
• știința solului;
• fizică;
• istoria naturala;
• chimie;
• botanică;
• zoologie;
• psihologie.

În ceea ce privește matematica, oamenii de știință nu au o opinie comună cu privire la grupul de discipline științifice care ar trebui să i se atribuie. Unii o consideră o știință naturală, alții una exactă. Unii metodologi includ matematica într-o clasă separată de așa-numitele științe formale (sau abstracte).

Chimie

Chimia este un domeniu vast al științelor naturale, al cărui obiect principal de studiu este materia, proprietățile și structura ei. Această știință are în vedere și obiectele la nivel atomo-molecular. Învață și ea legături chimiceși reacții care decurg din interacțiunea diferitelor particule structurale de materie.

Pentru prima dată, teoria că toate corpurile naturale constau din elemente mai mici (nu sunt vizibile pentru oameni) a fost înaintată de către filozoful grec antic Democrit. El a sugerat că fiecare substanță include particule mai mici, la fel cum cuvintele sunt alcătuite din litere diferite.

Chimia modernă este o știință complexă care include câteva zeci de discipline. Este anorganică și Chimie organica, biochimie, geochimie, chiar cosmochimie.

Fizică

Fizica este una dintre stiinte antice pe pământ. Legile descoperite de acesta sunt baza, fundamentul întregului sistem de discipline ale științelor naturale.

Termenul „fizică” a fost folosit pentru prima dată de Aristotel. În acele vremuri îndepărtate, era practic o filozofie identică. LA stiinta independenta fizica a început să se transforme abia în secolul al XVI-lea.

Astăzi, fizica este înțeleasă ca o știință care studiază materia, structura și mișcarea ei, precum și legile generale ale naturii. Există mai multe secțiuni principale în structura sa. Acestea sunt mecanica clasică, termodinamica, teoria relativității și altele.

geografie fizica

Demarcația dintre știința naturală și cea umană trecea ca o linie groasă prin „corpul” științei geografice cândva unificate, împărțind disciplinele sale individuale. Astfel, geografia fizică (spre deosebire de economică și socială) s-a găsit în sânul științelor naturale.

Această știință studiază plicul geografic Terenul în ansamblu, precum și individual ingrediente naturaleși sistemele incluse în acesta. Geografia fizică modernă constă dintr-un număr dintre ele:

• știința peisajului;
• geomorfologie;
• climatologie;
• hidrologie;
• oceanologie;
• stiinta solului si altele.

Științe ale naturii și ale omului: unitate și diferențe

Științe umaniste, științe ale naturii - sunt atât de îndepărtate una dintre ele pe cât ar părea?

Desigur, aceste discipline diferă prin obiectul cercetării. Științele naturii studiază natura, științele umaniste își concentrează atenția asupra omului și societății. Științele umaniste nu pot concura cu disciplinele naturale în acuratețe, nu sunt capabile să-și demonstreze matematic teoriile și să confirme ipoteze.

Pe de altă parte, aceste științe sunt strâns legate, împletite între ele. Mai ales în secolul 21. Deci, matematica a fost introdusă de mult în literatură și muzică, fizica și chimie - în artă, psihologie - în geografia socială și economie și așa mai departe. Mai mult, a fost de mult timp evident că mulți descoperiri importante sunt realizate tocmai la joncțiunea mai multor discipline științifice, care, la prima vedere, nu au absolut nimic în comun.

In cele din urma...

Știința naturii este o ramură a științei care studiază fenomenele, procesele și fenomenele naturale. Există un număr mare de astfel de discipline: fizică, matematică și biologie, geografie și astronomie.

Științele naturii, în ciuda numeroaselor diferențe în materie și metode de cercetare, sunt strâns legate de disciplinele sociale și umanitare. Această legătură este deosebit de puternică în secolul 21, când toate științele converg și se împletesc.

Chimia este o știință naturală. Ca și alte științe ale naturii, studiază o anumită latură a naturii și a fenomenelor naturale. Spre deosebire de alte științe ale naturii, chimia acordă o atenție deosebită materiei. O substanță este, de exemplu, apă, metal, sare, o anumită proteină.

Multe obiecte care ne înconjoară constau nu dintr-una, ci din mai multe substanțe. De exemplu, un organism viu este format din apă, proteine, grăsimi, carbohidrați și o serie de alte substanțe. Chiar omogen aspect substanțele pot fi amestecuri diverse substante(de exemplu, soluții).

Știința chimiei de-a lungul istoriei a făcut posibil nu numai studierea structurii și proprietăților substanțelor, ci și obținerea de noi substanțe care nu existau înainte în natură. Acestea sunt, de exemplu, diverse materiale plastice, substanțe organice.

Chimia, ca și matematica, are propriul ei limbaj formal. Interacțiunile substanțelor aici sunt de obicei exprimate printr-o anumită înregistrare a reacțiilor chimice, iar substanțele în sine sunt scrise sub formă de formule.

Chimia explică multe dintre schimbările din natură. Întrebare principală, la care chimia raspunde - de ce unele substante se transforma in altele?

Ca urmare a studierii acestui capitol, studentul ar trebui: stiu

• concepte de bază și specificul tabloului chimic al lumii;
• rolul alchimiei în dezvoltarea chimiei ca știință;
• etape istorice în dezvoltarea chimiei ca știință;
• principiile conducătoare ale doctrinei compoziției și structurii substanțelor;
• principalii factori în cursul reacțiilor chimice și condițiile de control al acestora;
• principiile de bază ale chimiei evolutive și rolul acesteia în explicarea biogenezei; a fi capabil să
• dezvăluie rolul fizicii microlumilor pentru înțelegerea fundamentelor științei chimice;
• conduce analiza comparativa principalele etape ale dezvoltării chimiei;
• arată în mod argumentat rolul chimiei pentru explicare niveluri structurale organizarea sistemică a materiei;

proprii

• abilitățile de a dobândi și de a aplica cunoștințe pentru a forma o imagine chimică a lumii;
• abilități în utilizarea aparatului conceptual al chimiei pentru a caracteriza procesele chimice.

Etape istorice în dezvoltarea științei chimice

Există multe definiții ale chimiei care o caracterizează ca știință:

• despre elementele chimice și compușii acestora;
• substanțele, compoziția și structura lor;
• procese de transformare calitativă a substanțelor;
• reacții chimice, precum și acele legi și regularități pe care le respectă aceste reacții.

Evident, fiecare dintre ele reflectă doar unul dintre aspectele cunoștințelor chimice extinse, iar chimia însăși acționează ca un sistem de cunoștințe extrem de ordonat, în continuă dezvoltare. Iată o definiție dintr-un manual clasic: „Chimia este știința transformărilor substanțelor. Studiază compoziția și structura substanțelor, dependența proprietăților substanțelor de compoziția și structura lor, condițiile și modalitățile de transformare a unei substanțe în alta.

Chimia este știința transformărilor substanțelor.

Cea mai importantă trăsătură distinctivă a chimiei este că este în multe feluri formează în mod independent obiect de cercetare, creând substanțe care nu existau în natură. Ca nicio altă știință, chimia acționează simultan atât ca știință, cât și ca producție. Deoarece chimia modernă își rezolvă problemele la nivel atomo-molecular, ea este strâns legată de fizică, biologie, precum și de științe precum geologia, mineralogia etc. Zonele de graniță dintre aceste științe sunt studiate de chimia cuantică, fizica chimică, fizica. chimie, geochimie, biochimie etc.

În urmă cu mai bine de 200 de ani, marele M. V. Lomonosov a vorbit la o ședință publică a Academiei de Științe din Sankt Petersburg. în raport „Un cuvânt despre beneficiile chimiei” citim rânduri profetice: „Chimia își întinde larg mâinile în treburile omenești... Oriunde ne uităm, oriunde ne uităm, oriunde ne întoarcem în fața ochilor succesele diligenței sale”. Chimia a început să-și răspândească „diligența” chiar și în Egipt - o țară avansată lumea antica. Asemenea ramuri de producție precum metalurgia, ceramica, fabricarea sticlei, vopsirea, parfumeria, cosmeticele au atins o dezvoltare semnificativă acolo cu mult înaintea erei noastre.

Comparați numele științei chimiei în limbi diferite:

Toate aceste cuvinte conțin rădăcina "chim" sau " chimic", care este în consonanță cu cuvintele greaca antica: „himos” sau „hyumos” însemna „suc”. Acest nume se găsește în manuscrisele care conțin informații despre medicină și farmacie.

Există și alte puncte de vedere. Potrivit lui Plutarh, termenul „chimie” provine de la unul dintre numele antice ale Egiptului - Hemi („desenarea pământului”).În sensul său original, termenul însemna „artă egipteană”. Chimia ca știință a substanțelor și a interacțiunilor lor era considerată în Egipt o știință divină și era în întregime în mâinile preoților.

Una dintre cele mai vechi ramuri ale chimiei este metalurgia. Timp de 4-3 mii de ani î.Hr. a început să topească cuprul din minereuri, iar mai târziu să producă un aliaj de cupru și staniu (bronz). În mileniul II î.Hr. a învățat cum să obțină fier din minereuri prin procesul de suflare brută. Timp de 1600 de ani î.Hr. au început să folosească colorant natural indigo pentru vopsirea țesăturilor, iar puțin mai târziu - violet și alizarina, precum și să pregătească oțet, medicamente din materiale vegetale și alte produse, a căror producție este asociată cu procese chimice.

În Orientul arab în secolele V-VI. termenul „alchimie” apare prin adăugarea particulei „al-” la „chimia” greco-egipteană. Scopul alchimiștilor a fost să creeze o „piatră filosofală” capabilă să transforme toate metalele comune în aur. Se baza pe o ordine practică: aurul

în Europa a fost necesar pentru dezvoltarea comerțului și erau puține zăcăminte de aur cunoscute.

Fapt din istoria științei

Cele mai vechi texte chimice descoperite sunt acum considerate egiptene antice „Papyrusul Ebers”(numit după egiptologul german care l-a găsit) - o colecție de rețete pentru fabricarea medicamentelor din secolul al XVI-lea. î.Hr., precum și „Papirul Brugsch” găsit la Memphis cu prescripții farmaceutice (sec. XIV î.Hr.).

Condițiile preliminare pentru formarea chimiei ca disciplină științifică independentă s-au format treptat în perioada secolului al XVII-lea - prima jumătate a secolului al XVIII-lea. În același timp, în ciuda varietății materialelor empirice, în această știință, până la descoperirea din 1869. sistem periodic elemente chimice D. I. Mendeleev (1834-1907) nu avea acea teorie generalizantă cu ajutorul căreia ar fi posibil să se explice materialul factual acumulat.

Încercările de periodicizare a cunoștințelor chimice au fost făcute încă din secolul al XIX-lea. Potrivit savantului german G. Kopp - autorul unei monografii în patru volume „Istoria chimiei”(1843-1847), dezvoltarea chimiei a avut loc sub influența unui anume idee călăuzitoare. El a identificat cinci etape:

• era acumulării cunoștințe empirice fără încercări de explicare teoretică a acestora (din cele mai vechi timpuri până în secolul al IV-lea d.Hr.);
• perioada alchimică (IV - începutul secolului al XVI-lea);
• perioada de iatrochimie, i.e. „Chimia vindecării” (al doilea sfert al secolului al XVI-lea - mijlocul secolului al XVII-lea);
• perioada de creație și dominație a primei teorii chimice - teoria flogistului (mijlocul secolului al XVII-lea - al treilea sfert al secolului al XVIII-lea);
• perioada cercetării cantitative (ultimul trimestru al XVIII-lea - 1840) 1 .

Cu toate acestea, conform conceptelor moderne, această clasificare se referă la acele etape în care știința chimică nu a fost încă constituită ca o cunoaștere teoretică sistematică.

Istoricii interni ai chimiei disting patru niveluri conceptuale, care se bazează pe o modalitate de a rezolva problema centrală a chimiei ca știință și ca producție (Fig. 13.1).

Primul nivel conceptual - studiul structurii unei substanțe chimice. La acest nivel au fost studiate diverse proprietăți și transformări ale substanțelor în funcție de compoziția lor chimică.

Orez. 13.1.

Este ușor de văzut analogia acestui concept cu conceptul fizic de atomism. Atât fizicienii, cât și chimiștii au căutat să găsească acea bază inițială cu care ar fi posibil să explice proprietățile tuturor substanțe complexe. Acest concept a fost formulat destul de târziu - în 1860, la primul Congres Internațional al Chimiștilor de la Karlsruhe, Germania. Chimiștii au pornit de la faptul că Toate substanțele sunt formate din molecule și toate moleculele, la rândul lor sunt formate din atomi. Atât atomii, cât și moleculele sunt în mișcare continuă, în timp ce atomii sunt părțile cele mai mici și apoi indivizibile ale moleculelor 1.

Semnificația Congresului a fost exprimată clar de D. I. Mendeleev: G. A.), chimiștii din toate țările au acceptat începutul sistemului unitar; acum ar fi o mare inconsecvență, recunoașterea începutului, nerecunoașterea consecințelor acestuia.

Al doilea nivel conceptual - studiul structurii substanțelor chimice, identificarea unei metode specifice de interacțiune a elementelor în compoziția unor substanțe chimice specifice. S-a constatat că proprietățile substanțelor depind nu numai de elementele lor chimice constitutive, ci și de relația și interacțiunea acestor elemente în cursul unei reacții chimice. Deci, diamantul și cărbunele au proprietăți diferite tocmai din cauza diferenței de structuri, deși lor compoziție chimică asemănătoare.

Al treilea nivel conceptual Chimia este generată de nevoile de creștere a productivității industriilor chimice și explorează mecanismele interne și condițiile externe pentru apariția proceselor chimice: temperatura, presiunea, viteza de reacție etc.

Al patrulea nivel conceptual - nivelul de chimie evolutivă. La acest nivel se studiază mai în profunzime natura reactivilor implicați în reacțiile chimice, specificul acțiunii catalizatorilor, care accelerează semnificativ viteza acestora. La acest nivel este înțeles procesul de origine. în viaţă materie din materie inertă.

• Glinka II. L. Chimie generală. 2b ed. L .: Chimie: filiala Leningrad, 1987. S. 13.
• Cit. Citat din: Koltun M. World of Chemistry. M .: Literatura pentru copii, 1988. S. 7.
• Mendeleev D. I. Op. în 25 vol. L. - M.: Editura Academiei de Ştiinţe a URSS, 1949. T. 15. S. 171-172.