ما-هي-العلوم-الطبيعية
محتويات
العلم
يتواجد العلم في كل مكان حول الإنسان من عملية تكوين الهواء الذي يتنفّسه إلى الغذاء الذي يستمتع بتناوله والماء الذي بدونه لم يكن ليوجد في هذا العالم، بل وحتى أبسط الحركات التي يقوم بها تستند على العلم، ويُعرَّف العلم على أنّه دراسة العالم المادّي والطبيعي من خلال الملاحظات والتجارب، فالعلم يمتد من دراسة أبسط القوى في الطبيعة حتى أعقدها وأضخمها كتلك الموجودة في الفضاء الخارجي، وللعلم العديد من الأنواع والفروع، حيث سيتم في هذا المقال مناقشة أحد أنواعه من خلال الإجابة على سؤال "ما هي العلوم الطبيعية؟".[١]
أنواع العلوم
قبل الإجابة على سؤال "ما هي العلوم الطبيعية؟" لا بدّ أولًا من التطرُّق إلى أنواع العلوم المعروفة، حيث ظهرت كلمة "العلم" لأول مرة في اليونان القديمة مكتوبةً باسم "إبيستيم" وكان معناها الأساسي "نظرية" أو "نظام معتقدات له خصائص الدقة واليقين" واعتقد الفيلسوف اليوناني القديم أرسطو أن أي معرفة ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالأنشطة العقلية البشرية يمكن أن تسمى "العلم"[٢]، وحاليًّا يتم تقسيم العلم إلى عدة أنواع اعتمادًا على عدة أساليب للتصنيف منها التصنيف الذي يقسم العلم إلى ثلاث مظلّات كبيرة تحملُ تحتها العديد من الأفرع التي تتخصص فيما بعد بشكل مُفصّل[٣]، وهذه الأقسام كالآتي:
- العلوم الطبيعية: تشمل العلوم الطبيعية فروع الفيزياء والكيمياء والبيولوجيا بينما تشتمل الفيزياء على فروع فرعية مثل الفيزياء التجريبية والفيزياء النظرية، وتشمل الكيمياء الفروع الفرعية مثل الكيمياء العضوية والكيمياء غير العضوية والكيمياء الحيويّة فمع المزيد من الفروع الناشئة يُصبح التصنيف أكثر تفصيلًا.[٢]
- العلوم الاجتماعية: تشمل العلوم الاجتماعية دراسة الاقتصاد والجغرافيا والتاريخ والعلوم السياسية وعلم النفس والدراسات الاجتماعية وعلم الاجتماع، فهي مجموعة من التخصصات التي تتعامل مع البشر، كأفراد وكمجموعات تفاعلية.[٤]
- العلوم الرسميّة: تشمل العلوم الرسميّة المنطق والرياضيات وعلوم الحاسوب النظرية ونظرية المعلومات ونظرية القرار والإحصاء واللغويات النظرية، وعلى عكس الفروع الأخرى لا تقوم العلوم الرسميّة على الملاحظات في العالم الحقيقي والمعرفة التجريبيّة إنّما تتعامل مع خصائص النظم الرسمية القائمة على التعاريف والقواعد ولهذا السبب تُعتبر أساليب العلوم الرسمية ضروريّة لبناء واختبار النماذج العلمية التي تتناول الواقع الملحوظ.[٣]
ما هي العلوم الطبيعية
قبل الإجابة على سؤال: "ما هي العلوم الطبيعيّة؟" لا بدّ من معرفة أنّ جميع جوانب العالم الطبيعي أصبحت تحت مراقبة العالم منذ فترة ليست ببعيدة فالنجوم والأرض والكائنات الحية وبقاياها الأحفورية والذرات والخلايا والمجتمعات البدائيّة والاضطرابات النفسية كلها لم تنجو من الدخول إلى حقل الفضول لدى الإنسان، حتى أنّه ذهب لدراسة العديد من جوانب السلوك الإنساني من وجهات نظر مختلفة ممّا أدى إلى ظهور العلوم الجديدة لعلم الإثنولوجيا والأنثروبولوجيا وعلم الاجتماع وعلم النفس غير الطبيعي وحتى القرن التاسع عشر كان الهدف من العلوم -أو كما كان يُعتقد- هو دراسة أسباب الظواهر الطبيعية إلّا أنه في الآونة الأخيرة أصبح العلم أقلّ التزامًا من علم القرون السابقة بتفسير ظواهره فيما يتعلق بالأفكار الجامدة والميكانيكية والسبب والنتيجة مما أدّى إلى إضعاف بعض القيود المفروضة سابقًا على الاستفسارات العلميّة وتم تحليل طبيعة وعمل العلم نفسه من وجهات نظر مختلفة مما أدى إلى ظهور تصنيفات لترتيب التفرعات اللانهائيّة من العلوم والتي من أهمها العلوم الطبيعيّة.[٥]
يُجيب البعض على تساؤل "ما هي العلوم الطبيعيّة؟" على أنها العلوم التي تتعامل مع العالم المادي، وهو مصطلحٌ جامع يُستخدم لوصف العديد من المناطق الفرعية في العلوم بما في ذلك المواضيع التي تتعلّق بالطاقة وكيفية تفاعلها مع بعضها البعض، ويتم تنظيم أقسام العلوم الطبيعية في كثير من الأحيان على شكل عدة تخصّصات والاعتماد على مجالات عديدة من العلوم وحتى الرياضيات في بعض الأحيان، حيث يمكن تقسيم العلوم الطبيعية عمومًا إلى ثلاث فئات رئيسة وهي كالآتي:[٦]
- علم الأحياء.
- علم الفيزياء.
- علم الكيمياء.
كل واحد من هذه التخصصات هو نظام للدراسة في حدّ ذاته، فكلّ واحد منها يحتوي العديد من المناطق الفرعيّة التي تندرج تحته، وبالإضافة إلى علم الأحياء والكيمياء والفيزياء ترتبط العلوم الطبيعية أيضًا بمجالات دراسة أخرى كعلوم الكمبيوتر والجيولوجيا والرياضيات وعلم النفس والتي غالبًا ما يتم تمثيلها كحقول فرعيّة في الكليات التي لها قسم للعلوم الطبيعية حيث أنها تتضمن أيضًا دراسة المادة والطاقة وعناصر أخرى من العالم الطبيعي حيث تتداخل هذه المجالات مع بعضها ولا يمكن فصل أحدها تمامًا عن الآخر.[٦]
علم الفيزياء
للتعمّق أكثر في إجابة سؤال "ما هي العلوم الطبيعية؟" لا بدّ من الحديث في أفرعه ومنها علم الفيزياء الذي يهتم بقوانين الطبيعة وخصائص الأنواع المختلفة من المادة، وهو العلم الذي يتعامل مع التفاعلات بين المكونات الأساسية للكون الملحوظ، كما تهتم الفيزياء بجميع جوانب الطبيعة على المستوى المجهري، فلا يشمل نطاق دراستها سلوك الكائنات الموجودة تحت تأثير قوى معينة فحسب بل يشمل أيضًا طبيعة وأصل حقول قوى الجاذبية والكهرومغناطيسية والنووية، حيث إنّ هدفها النهائي هو صياغة بضعة مبادئ شاملة تجمع وتشرح كل هذه الظواهر المتباينة[٧]، ويغطي هذا المجال من العلوم الطبيعية مجموعة واسعة من الموضوعات الفرعية بما في ذلك ما يأتي:[٨]
- الإلكترونيات.
- البصريّات.
- الأمواج والمغناطيسية.
- الديناميكا الحرارية.
- الفيزياء الكميّة.
كما تُستمد الفيزياء أيضًا من الرياضيات بشكل كبير حيث تلعب حسابات التفاضل والتكامل دورًا كبيرًا بشكل خاص[٨]، من الجدير بالذكر أثناء الإجابة على سؤال: "ما هي العلوم الطبيعية؟" أنّه وحتى وقت قريب إلى حد ما استُخدمت الفيزياء والفلسفة الطبيعية بالتبادل للعلوم التي تهدف إلى اكتشاف وصياغة قوانين الطبيعة الأساسية ومع تطور العلوم الحديثة تخصصت بشكل متزايد حتى أصبحت الفيزياء تشير إلى أنّ هذا الجزء من العلوم الفيزيائية غير مدرج في علم الفلك والكيمياء والجيولوجيا والهندسة، ولا بدّ من التأكيد على أنّ الفيزياء تلعب دورًا مهمًا في جميع العلوم الطبيعية.[٧]
علم الأحياء
للمزيد من التفصيل في إجابة سؤال "ما هي العلوم الطبيعية؟" لا بدّ من إلقاء الضوء على علم الأحياء الذي يتعامل مع الحياة بجميع أشكالها ابتداءً من البشر والحيوانات والنباتات حتى باقي أشكال الكائنات الحية الأخرى؛ حيث يقوم علم الأحياء بتعريفها ودراستها ومراقبة جميع وظائفها واتباع عملياتها الحيوية والتفاعل معها وتحفيزها، كما يقومون بدراسة بُنية الكائنات الحية ووظيفتها ونموها وأصلها وتطورها وتوزيعها، وهنالك عمومًا ما لا يقل عن تسعة مجالات في علم الأحياء كل منها يتكون من حقول فرعية متعددة[٩]، حيث يُمكن تقسيم علم الأحياء أيضًا إلى مجالاتٍ مفصّلة توفّر نهجًا لتركيز المهارات والدراسات كالآتي:[٦]
- الأحياء الجزيئيّة.
- الأحياء الخلويّة.
- بيولوجيا الإنسان.
- علم الأحياء التطوّريّة.
- علم الأحياء الدقيقة.
- علم المناعة.
علم الكيمياء
لا يخلو التفصيل في إجابة سؤال: "ما هي العلوم الطبيعيّة؟" من التحدّث عن علم الكيمياء؛ فهو مجال رئيس آخر في العلوم الطبيعية، وهو العلم الذي يتعامل مع خواص المواد وتركيبها وهيكلها المُكوّن من العناصر والمركبات، والتحولات التي تمر بها والطاقة التي يتم إطلاقها أو امتصاصها أثناء هذه العمليات، فكل مادة سواء كانت طبيعية أو صناعيّة تتكوّن من نوع واحد أو أكثر من الأنواع الفردية من الذرات التي تم تحديدها كعناصر، ومن أحد أكبر التحديات في الكيمياء تطوير تفسير متماسك للسلوك المعقّد للمواد ولماذا تظهر كما هي، وما الذي يعطيها خواصها الدائمة ، وكيف يمكن للتفاعلات بين المواد المختلفة أن تؤدي إلى تكوين مواد جديدة وتدميرها من القديمة[١٠]، ويتبيّن من الإجابة على سؤال "ما هي العلوم الطبيعية؟" أن علم الكيمياء يحتوي على بعض الفئات الفرعية البارزة كما يأتي:[٨]
- [[تعريف-الكيمياء-العضوية/|الكيمياء العضوية].
- الكيمياء التحليلية.
- الكيمياء الفيزيائية.
- الكيمياء الكمية.
- الكيمياء غير العضوية.
- الكيمياء الحيوية الخلوية.
مكملات العلوم الطبيعية
يتضح أيضًا من إجابة سؤال: "ما هي العلوم الطبيعية؟" أنّ مصطلح العلوم الطبيعية يشمل دراسة الظواهر الطبيعية في كل من العلوم الإنسانية والظواهر الخارقة للطبيعة وتفسيرها ضمن مجالات الكيمياء والأحياء والفيزياء، ومع ذلك يدرك العديد في الوقت الحالي أنّ دراسة جميع الظواهر لا تتم بالتعامل مع مجالات منفصلة، لذلك تجب دراسة مجموعة كاملة من المعرفة، فقد وُجد خلال البحث عن إجابة "ما هي العلوم الطبيعية؟" أنّ العلوم الطبيعية لا تقتصر على ثلاث مجالات فقط بل تتعدى ذلك لتشمل أيضًا ما يأتي:[١١]
- علوم الأرض: يتضمن الجيولوجيا والجيوفيزياء والجيوكيمياء والهيدرولوجيا وعلم المحيطات وعلم الحفريات والبتروفيزياء وعلم المناخ والعلوم البيئية والأرصاد الجوية والجغرافيا ورسم الخرائط وعلم المعادن.
- الفلك: ويتضمن علوم الكواكب والفيزياء الفلكية والميكانيكا السماوية وعلم الفلك والفيزياء الفلكية وعلم الفلك الراديوي وعلم الفلك الديناميكي وعلم الفلك الفضائي وعلم الفلك للنظام الشمسي، وعلم الكونيات.
أهمية العلوم الطبيعية
يتضح من إجابة "ما هي العلوم الطبيعية؟" أن المرء يدرس هذه العلوم طول حياته! ابتداءً من كونه طفلًا صغيرًا في مقعد مرتفع أسقط طعامه أو أطباقه على الأرض وشاهد ما حدث؛ لقد كان يدرس في هذه الحالة الجاذبية والطاقة الحركية، وقد توصّل إلى أن "اليوم" دائمًا ما يكون بنفس الطول وأن الليل دائمًا يتبعه النهار، وقد تبين من خلال الإجابة على "ما هي العلوم الطبيعية؟" أنه هنالك العديد من التجارب والأسباب التي تجعل دراسة العلوم الطبيعية أمرًا بالغ الأهميّة، وسنذكر بعض الأمثلة على ذلك ومنها ما يأتي:[١٢]
- الهدف من دراسة العلوم الطبيعية هو معرفة كيفية عمل العالم حتى نتمكن بعد ذلك من التنبؤ بكيفية تصرف الأشياء من حولنا في ظل ظروف معينة.
- حينها يمكن للمرء إلقاء نظرة على سيارة على بعد مربعين سكنيين ويعلم أنه لن يتأثّر بها لأنه يعرف مدى السرعة التي يمكن أن تسير بها وسرعة توقفها مما يجعله قادرًا على قطع الشارع بثقة.
- دراسة الكهرباء والمغناطيسية جعلت من الممكن تشغيل مصباح كهربائي أو بدء تشغيل محرك كهربائي بمجرد تحريك مفتاح.
- دراسة الزخم والقوى تمكن لاعب البيسبول من معرفة مكان سقوط كرات البيسبول المرتدة وبالتالي إمساكها.
تطبيقات العلوم الطبيعية
بعد الإجابة على سؤال "ما هي العلوم الطبيعيّة؟" سيتم ذكر تطبيقات هذه العلوم في الحياة اليوميّة، فمع توسع مجالات هذه العلوم لا يُنكر أحد مقدار تأثيرها على الحياة اليوميّة بأدق تفاصيلها؛ فتطبيقات هذه العلوم تبدأ من كيفيّة طهي البيضة أو حرق الغاز إلى تفاصيل انتقال الحرارة وكيفية نمو النباتات، ومن أبسط الحركات كآليّة الجلوس على كرسي حتى توضيح حركة السيارة، كما تقوم بتفسير السبب في أن بعض الزهور حمراء وبعضها أبيض، والعديد من الأسئلة الأخرى[١٣]، فقد تبين بعد الإجابة على سؤال "ما هي العلوم الطبيعية؟" أن هنالك ما لا يُحصى من التطبيقات التي حسّنت بها العلوم الطبيعيّة حياة الإنسان منها ما يأتي:[١٤]
- أجهزة الكمبيوتر: وهي مُستخدمة على نطاق واسع من قبل عامة الناس لتسجيل معاملاتهم اليومية، كما أنها تستخدم في مراقبة وتجهيز أنشطة المصانع والنباتات.
- العلوم الطبية: فقد ابتكر العلماء الكثير من العقاقير المذهلة الذي يمكن عن طريقها السيطرة على الأمراض القاتلة أو علاج الكثير من الأمراض الفتاكة.
- زراعة القلب البشري: وهو إنجاز مهم في مجال الجراحة وحاليًّا أصبح من الممكن زرع الأعضاء البشرية لإنقاذ حياة الناس.
- الراديو: الذي من خلاله يمكن للمرء الاستماع إلى الأخبار والأغاني.
- التلفاز: وقد أصبح التلفاز وسيلة للتعلم السمعي البصري، ولا يزال واحدًا من أهم مساهمات العلم في المجتمع.
- السفر: فالحافلات والسيارات والقطارات الإنترنت على الهواتف الذكية.
- الكاميرا: والتي تعد أحد أهم أدوات التوثيق، بأبسط استخداماته كتصوير الرحلات العائلية إلى صور المعاملات الرسميّة.
- الصور البعيدة: فقد تمكن الناس من رؤية حركة رواد الفضاء على سطح القمر في التلفاز بواسطة جهاز الموجات الكهرومغناطيسية؛ حيث تم نقل صور كوكب الزهرة والمريخ على بعد ملايين الأميال بواسطة المركبات الفضائية إلى الأرض.
- الطاقة والكهرباء: فالكهرباء ضرورة لكل شخص؛ إذ إنّ معظم الأعمال اليوميّة تعتمد على الكهرباء، وتُعد محطات توليد الطاقة الحرارية والمائية والغازية وسيلة هامّة تتيح الإمداد المتواصل بالكهرباء لعامة الناس.
العلوم الطبيعية والاقتصاد
قد يبدو غريبًا لوهلة ربط الإجابة على سؤال: "ما هي العلوم الطبيعية؟" بالاقتصاد البشري إلّا أنّ معظم المشاكل البيئيّة في -إن لم يكن كلها- لها علاقة وثيقة بالنشاط الاقتصادي البشري، فقد اتّضح خلال البحث عن إجابة "ما هي العلوم الطبيعية؟" أنه من أجل فهم أفضل للكيفية التي تنشأ بها المشاكل البيئية من النشاط الاقتصادي وكيف يمكن حلها بطريقة مستدامة يحتاج المرء إلى الجمع بين الخبرة العلمية من العلوم الطبيعية والاقتصاد لأنّ العلوم الطبيعية هي المجال الذي يدرس الطبيعة ويحللها، ويتم استخدام مفاهيم وطرق من الديناميكا الحرارية من أجل دراسة كيف يضع هذا العلم الطبيعي قيودًا على تحويل الطاقة والمادة في العملية الاقتصادية من المنتج، يتم تحليل مشكلة ضياع التنوع البيولوجي وحفظه عن طريق الجمع بين المفاهيم والأساليب من علم البيئة والاقتصاد إلى دراسة النظم الإيكولوجية الاقتصادية المقترنة، وبهذا كان لا بدّ من دمج المفاهيم والأساليب من العلوم الطبيعية مثل الديناميكا الحرارية أو البيئة مع العلوم الاجتماعية مثل الاقتصاد.[١٥]المراجع[+]
- ↑ "What is Science? - Definition, Topics & Branches", study.com, Retrieved 17-12-2019. Edited.
- ^ أ ب "Science and Scientificity", www.ncbi.nlm.nih.gov, Retrieved 17-12-2019. Edited.
- ^ أ ب "Branches of science", www.wikiwand.com, Retrieved 17-12-2019. Edited.
- ↑ "How does formal science relate to natural and social science?", www.quora.com, Retrieved 18-12-2019. Edited.
- ↑ "The evolutionary development of natural science.", www.semanticscholar.org, Retrieved 18-12-2019. Edited.
- ^ أ ب ت "The Three Levels of Natural Science", sciencing.com, Retrieved 18-12-2019. Edited.
- ^ أ ب "Physics", www.britannica.com, Retrieved 18-12-2019. Edited.
- ^ أ ب ت "What Classes Should You Take in Highschool if You Want to Be a Chemical Engineer?", sciencing.com, Retrieved 18-12-2019. Edited.
- ↑ "Biology", www.britannica.com, Retrieved 18-12-2019. Edited.
- ↑ "Chemistry", www.britannica.com, Retrieved 18-12-2019. Edited.
- ↑ "What are some examples of natural science?", www.quora.com, Retrieved 18-12-2019. Edited.
- ↑ "Why do we study natural science?", www.quora.com, Retrieved 18-12-2019. Edited.
- ↑ "What is the connection of natural science in our daily life?", www.quora.com, Retrieved 18-12-2019. Edited.
- ↑ "How is science important in daily life?", www.quora.com, Retrieved 18-12-2019. Edited.
- ↑ "Natural Science Constraints in Environmental and Resource Economics. Method and Problem", www.semanticscholar.org, Retrieved 18-12-2019. Edited.