§ 6. Науки о природе

Определения и обозначения

Естественные науки — науки, изучающие природу. Они помогают объяснять, как устроены природные объекты и почему происходят разные явления. Это отличает их от наук об обществе и культуре: те изучают жизнь людей, их отношения и созданные ими произведения.

Биология — наука о живой природе. Она изучает, например, растения, животных, грибы и бактерии, а также их строение и жизнь. Это название помогает понять, к какой области знаний обратиться, если мы хотим разобраться в росте растения или поведении животного.

Физика — наука о явлениях природы и свойствах тел. Она исследует, например, движение мяча, нагревание воды и распространение света. Эти знания нужны, чтобы описывать, что происходит с телами и как они ведут себя в разных условиях.

Химия — наука о веществах и их превращениях. Вещество — это то, из чего состоят тела, например вода или железо. В отличие от физики, химия выясняет, как одни вещества становятся другими, а не только как тело движется или нагревается.

Как это устроено

Люди с давних времён наблюдали за окружающим миром, чтобы находить пищу, строить жилища и предсказывать опасности. Практические задачи требовали замечать повторяющиеся явления и запоминать полезные сведения. Постепенно знаний стало так много, что для их удобного изучения выделились отдельные науки.

У каждой науки есть область, на которой она сосредоточивает внимание. Астрономия исследует небесные тела, потому что звёзды и планеты находятся за пределами Земли; география изучает Землю и процессы на ней. Биология обращается к живой природе, физика — к свойствам тел и явлениям, а химия — к веществам и их превращениям. Такое разделение помогает изучать каждый вопрос подробнее.

Однако в природе объекты не разделены на отдельные «научные ящики», поэтому границы наук не всегда строгие. Например, растение можно изучать как живой организм, но его движение при росте можно описывать и с точки зрения физики. Разные вопросы об одном объекте требуют разных знаний. Поэтому науки могут пересекаться, не переставая различаться по своим задачам.

Чтобы получать знания, учёные наблюдают за природой и проводят опыты. Наблюдая, человек следит за явлением и записывает, что именно происходит; опыт позволяет проверить предположение в специально выбранных условиях. Например, можно сравнить рост растений при разном освещении. Чтобы вывод был надёжнее, нужно внимательно проводить наблюдения и сопоставлять результаты, а не делать вывод по одному случайному случаю.

Многие природные явления сложны, поэтому одной науки для их объяснения бывает недостаточно. Чтобы понять, почему после дождя высыхают лужи, физика помогает объяснить испарение воды, а география — связать его с погодой и условиями местности. Биология может понадобиться, если вопрос касается влияния этих условий на живые организмы. Знания разных наук дополняют друг друга и помогают получить более полное объяснение.

Какие науки изучают природу

Чтобы воспользоваться таблицей, сначала определите, что именно нужно изучить: живой организм, вещество, движение или небесное тело. Затем найдите подходящую область во втором столбце и проверьте выбор по примеру. Если вопрос затрагивает несколько сторон явления, могут понадобиться сразу несколько наук.

Разбор задач

Задача 1. Определить, какая наука изучает рост комнатного растения. Сначала нужно назвать объект исследования, а затем выяснить, к какой области природы он относится. Речь идёт о растении, то есть о живом организме, а вопрос касается его роста.

1. Определяем объект: комнатное растение. Оно относится к живой природе, потому что растёт и развивается.
2. Смотрим, какая наука изучает живую природу. Это биология, поэтому не выбираем физику или химию только потому, что в вопросе говорится об изменении.
3. Соотносим предмет вопроса с областью науки. Рост организма изучают биологи.

Ответ: рост комнатного растения изучает биология. Если бы вопрос касался, например, того, как свет проходит через оконное стекло, подходящей была бы физика. Здесь же исследуется жизненный процесс растения.

Задача 2. Распределить изучение движения мяча, испарения воды и строения листа между подходящими науками. В условии перечислены три разных объекта или явления. Чтобы не перепутать науки, для каждого пункта отдельно выясним, что именно рассматривается: движение тела, изменение воды или часть живого организма.

1. Движение мяча — это изменение положения тела. Свойства тел и их движение изучает физика.
2. Испарение воды означает, что вода переходит в невидимый водяной пар. Это физическое явление, поэтому его изучает физика.
3. Лист — часть растения, а растение относится к живой природе. Его строение изучает биология.

Ответ: движение мяча и испарение воды относятся к физике, а строение листа — к биологии. Испарение не следует автоматически относить к химии: при нём вода не превращается в другое вещество. Мы выбирали науку по предмету изучения, а не только по тому, что объект меняется.

Задача 3. Предложить, какие науки помогут изучить, почему после дождя лужа исчезает и как это связано с погодой. Здесь есть два связанных вопроса: куда девается вода и почему скорость исчезновения лужи зависит от погоды. Поэтому нужно определить не одну науку для всего задания, а науки для каждой его части.

1. Выясняем, что происходит с водой в луже. Она испаряется, то есть превращается в водяной пар, и это явление помогает объяснить физика.
2. Затем рассматриваем связь с погодой. География изучает Землю и процессы на ней, поэтому может помочь понять влияние погодных условий.
3. Сопоставляем обе части: одна наука объясняет изменение воды, другая помогает рассмотреть его связь с погодой. Так получается более полное объяснение.

Ответ: понадобятся физика и география. Физика объяснит испарение, а география поможет связать скорость высыхания лужи с погодой. Если исследовать, как высыхание водоёма влияет на живые организмы, пригодятся и знания биологии.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что биология изучает всю природу. Так думают, потому что биология часто встречается в разговорах о природе вообще. Но её область — живая природа, а неживые объекты и явления изучают также другие науки. Проверь себя: спроси, идёт ли речь об организме или о неживом теле и его свойствах.

Ошибка: путать физику и химию. Обе науки изучают природные явления и изменения, поэтому их легко смешать. Физика рассматривает свойства тел и явления, а химия — вещества и их превращения в другие вещества. Проверь себя: выясни, изменилось ли само вещество или только состояние, движение либо температура тела.

Ошибка: думать, что каждое явление относится только к одной науке. Такое представление появляется, если запомнить лишь короткое соответствие «один объект — одна наука». На деле один процесс можно рассматривать с разных сторон, например изучать испарение воды и его связь с погодой. Проверь себя: раздели вопрос на части и спроси, какие знания нужны для каждой.

Ошибка: считать наблюдение доказательством любого предположения. Одно наблюдение может быть случайным или проведённым невнимательно, поэтому оно не всегда подтверждает вывод. Предположения проверяют, повторяя наблюдения или проводя опыты и сопоставляя результаты. Проверь себя: записаны ли условия, повторялись ли проверки и согласуются ли полученные сведения.

Связь с другими темами

Перед изучением наук полезно уметь различать живую и неживую природу и приводить примеры их объектов. Это помогает сразу понять, почему растение изучает биология, а движение мяча — физика. Позже знакомство с областями наук поможет выбирать подходящие способы исследования в биологии, физике, химии и географии. В повседневной жизни научные знания позволяют объяснять явления вокруг нас и бережно относиться к природе.

Что запомнить

• Естественные науки изучают природу.
• Биология изучает живую природу.
• Астрономия исследует небесные тела и Вселенную.
• География изучает Землю и происходящие на ней процессы.
• Физика изучает свойства тел и природные явления.
• Химия изучает вещества и их превращения.
• Одно явление могут исследовать несколько наук.