Təbiət elmləri (ing. Natural science, alm. Naturwissenschaften) — insana xarici münasibətdən təsir edən təbiət amillərini öyrənən elm sahələri.
| Təbiət elmləri | |||||||
 | |||||||
| Elm sahəsi → öyrənir | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||
| Yarımbölmə → öyrənir | |||||||
Ümumi biologiya • Xüsusi biologiya • Tətbiqi biologiya • Mikrobiologiya
| |||||||
Təbiət elmləri dünyanı naturalist nöqteyi-nəzərindən öyrənir və cəmiyyətdən təbiətə münasibətdə onun qanunlarına hörmətlə yanaşmağı tələb edir. Naturalizm insanın yaratdığı qanunları təbii proseslərə şamil etmədən, təbiət qanunlarını öyrənərək istifadə etmək üzərində qurulan sistemdir. Təbiət elmlərinin yaranması elmi tədqiqatlara fəlsəfi yanaşmanın nəticəsidir.
Təbiət elmləri anlayışı həmçinin, humanitar elmlərlə ictimai elmlər arasında fərqi göstərmək üçün istifadə edilir. Riyaziyyat elmi məntiqlə birlikdə formal elmlərə daxil edilir və təbiət elmlərinə aid edilmir. Çünki, onların metodologiyası təbiət elmlərinin metodologiyasından kəskin fərqlənir.[1][2][3][4][5] Riyaziyyat, statistika və informasiya texnologiyaları təbiət elmləri hesab olunmasalar da, bu sahədə aparılan əksər tədqiqatlar üçün mühüm elmi əhəmiyyətə malikdirlər.
Elm nəzəriyyəsində təbiət elmləri dedikdə biologiya, astronomiya, fizika, kimya və coğrafiya nəzərdə tutulur. Вu elmlərdə elmi nəticələr bir qayda olaraq obyektivlik və dəqiqlik üzərində qurularaq baza kimi təcrübə və müşahidə nəticələri götürülür. Təbiət elmləri donmuş olmayıb onlarda daima dəqiqləşdirmə prosesi gedir.
Qədim dövrlər və orta əsrlərdə ətraf mühit sadə müşahidə və təsvir yolu ilə öyrənilirdi. Yeni dövrün əvvəllərində təbiətin təsvirlə öyrənilməsi elmi izahla öyrənilməsi ilə əvəz edildi. Filosoflardan İbn Heysəm və Frensis Bekonun əsərləri bu metodologiyanı geniş yaydılar və elmi inqilabın əsasını qoydular. XIX əsrdən başlayaraq isə elmlə məşğulluq sırf alimlərin səlahiyyətinə keçir.
Təbiət elmləri termini ilk dəfə alim Uilyam Uel tərəfindən 1834-cü ildə Meri Somervillin On the Connexion of the Physical Sciences elmi əsərinə resenziyasında işlədilir. Ancaq termin XX əsrin əvvəllərinə qədər geniş yayılmır. 1923-cü ildə amerikalı kimyaçı H.Lyuis və amerikalı fiziki kimyaçı M.Rendalın məşhur Termodinamika və kimyəvi elementlərin azad enerjisi kitabında yazırlar:
Məntiq və riyaziyyatdan başqa Təbiət elmlərinin bir-birində çox uzaq duran üç böyük qolu vardır – bu mexanika, elektrodinamika və termodinamikadır.
Bu gün isə elmi nəzəriyyələrdə təbiət elmləri artıq daha dəqiq olaraq botanika və zoologiya, fizika elmləri, geologiya və astronomiyaya bölünürlər.
- Təbiət elmlərinin əsası kimi elmdə təbiət elmləri – təbiət hadisələri haqqında elm götürülür. Dövr keçdikcə təbiət elmləri xüsusi elmi istiqamətlərə ayrıldı.
- Təbiətşünaslığın əsas simaları kimi Nəsrəddin Tusi, Blez Paskal, Mixail Lomonosov və başqalarını göstərmək olar.
Təbiət elmlərini öyrənərkən fizika, kimya və biologiya elmləri arasındakı əlaqənin öyrənilməsi xüsusilə vacibdir. Çünki, bu elmlərin əsas məzmununu təşkil edən bir sıra qabaqcıl elmi fikirlər, məsələn, molekulyar-kinetik nəzəriyyə, elektron nəzəriyyəsi, elektroliz və bir sıra başqa anlayışlar təbiət elmlərində özünə möhkəm mövqe tutmuşdur. Onların bir sıra əsas məsələləri həmin anlayışlar əsasında izah edilir.
Hər bir proses və ya hadisənin inkişafının əsasını ziddiyyətlərin vəhdəti və mübarizəsi təşkil edir. Bu müasir təbiətşünaslığa da aid məsələdir. Onda da bir-birinə zidd olan və eyni zamanda vəhdət təşkil edən iki istiqamət səciyyəvidir. Bu istiqamətlərdən biri inkişaf prosesindəki analitikliyi, digəri isə sintetikliyi təmsil edir. Analitik istiqamətdə yeni elm sahələri, yeni qanunauyğunluqlar kəşf olunur. Bunların tədqiqat obyekti məhdudlaşır və xüsusi elmi metodlardan istifadə edilir.
Bu prinsip elmin yenidən hissələrə bölünməsində özünü aydın göstərir. Məsələn:
- fizika: mexanika, molekulyar fizika və istilik, elektrik, maqnetizm, optika, atom;
- biologiya: botanika, zoologiya, insanın anatomiyası və fiziologiyası, darvinizm və sair[6].
Sonra bu bölmələr də yenidən daha konkret istiqamətlərə bölünür.
Baza elmləri:
Təbiət elmlərinin bazisi riyaziyyat hesab olunur.
Bütün təbiət elmləri müşahidə edilən təbiət hallarınının təsviri üçün riyazi aparat metodundan istifadə edirlər.
Təbiət elmləri təbiət qanunauyğunluqlarının dəqiq təsvirini və formul yazılışını tələb edir. Bu zaman təbiət hallarının izahı riyazi düstur halına salınır. Sonradan isə riyazi formulların hesabına istənilən hipotez yenidən yoxlana və ya dəqiqləşdirilə bilinir.
Astronomiya
Astronomiya (q.yun. ἀστρονομία, ἄστρον – ulduz və νόμος – qanun) – kainatı, onun quruluşunu, inkişafını və Yer atmosferindən kənarda baş verən fiziki-kimyəvi prosesləri öyrənir[7]. Onların fizika, kimya, meteorologiya elmləri çərçivəsində vəziyyəti, göy cisimlərinin hərəkəinin qanunauyğunluqları və ümumilikdə kainatın təkamülü tədqiq edilir. Astronomiya kosmos, qalaktika, ulduz, planet və kometaları öyrənir, tədqiq edir və sonrakı təkamülünü riyazi modelləşdirir.
Astronomiyada informasiya əsasən kənardan cihazlar vasitəsilə müşahidə edilmiəklə toplanır. Ancaq bu sahədə informasiyanın bir hissəsi laboratoriyada təcrübələr vasitəsilə də toplana bilər (məsələn, fəzanın molekulyar kimyasının laboratoriyada öyrənilməsi).
Müasir astronomiya bir-biri ilə bağlı olan bir çox sahələrə bölünür. Bir qayda olaraq bölünmə şərti sayılır. Əsas istiqamətlər aşağıdakılar götürülür:
- Astrometriya – ulduzların koordinatlarını və hərəkətini öyrənir. Astrometriyanın özü isə aşağıdakı yarımsahələrə bölünür:
- Fundamental astrometriya — müşahidələr əsasında göy cisimlərinin koordinatlarını müəyyənləşdirir və onların kataloqunu tərtib edir;
- Radioastronomiya — kosmik obyektləri radio dalğaları dipazonunda elektromaqnit şüaları vasitəsilə tədqiqi ilə məşğul olur;
- Fəza astronomiyası — qalaktikamızı və onun quruluşunu öyrənir, eləcə də müxtəlif koordinat sistemləri vasitəsilə riyazi metodların vasitəsilə göy cisimlərinin yerinin müəyyənləşdirilməsi üçün təkliflər hazırlayır;
- Nəzəri astronomiya — əks məntiq metodu ilə məlum orbit koordinatlarına görə göy cisimlərinin yerinin müəyyənləşdirir;
- Fəza mexanikası — ümumdünya cazibə qanunun təsiri ilə göy cisimlərinin hərəkət trayektoriyasını, kütləsini və ölçülərini müəyyənləşdirir;
Bu üç sahə klassik astronomiya adlanır.
- Astrofizika — göy cisimlərinin quruluşunu, fiziki göstəricilərini və kimyəvi tərkibini öyrənir;
- Ulduz astronomiyası — fiziki göstəricilərinə görə ulduzların fəzada paylanmasını və hərəkətinin öyrənir. Ulduzların yaranması sıx toz və qaz məkanında baş verir. Temperatur atrdıqda termonüvə reaksiyası baş verir və ulduz əmələgəlmə prosesi başlayır.[8]
- Kosmoqoniya — göy cisimlərinin əmələ gəlməsini öyrənir;
- Kosmologiya — fəzanın quruluşunun və inkişafının əsas qanunauyğunluqlarını öyrənir.
Biologiya
(yun. βιολογία — βίος, bios, "həyat"; q.yun. λόγος, loqos. ""bilik, elm") — həyat haqqında elm, təbiət elmlərindən biri, canlıları və onların ətraf mühitlə əlaqalərini öyrənir. Bilogiya Yerdəki canlı orqanizmlərin həyatının bütün sahələrini, o cümlədən quruluşunu, fəliyyətini, inkişafını, təkamülünü və yerləşməsini öyrənir. Həmçinin onların təsnifatını tərtib edir və istənilən dəyişiliyi tədqiq edir və izahını verməyə çalışır. Tədqiqat sahəsi biofizikadan tutmuş mürəkkəb ekologiya məsələlərinə qədər geniş mövzuları əhatə edir.
Biologiya elmləri kateqoriyasına aid olan botanika, zoologiya və səhiyyə sivilizasiyanın ilk dövrlərindən öyrənilirdi. Elmin inkişafına güclü təkan verən mikroskop ancaq XVII əsrdə kəşf edildi. "Biologiya" termini ilk dəfə 1802-ci ildə Jan-Batist Lamark tərəfindən işlədilib. Təbiət biliklərinin xüsusi sahəsi kimi isə o XIX əsrdə yaranıb. O dövrdə alimlər bütün canlıların ümumi cəhətlərə malik olduqlarını müəyyənləşdirə biliblər və onları cəm şəklində öyrənməyə qərar verdilər.
Biologiya elmində əsas hadisələr Şvann Teodor, Mattias Yakob Şleyden və Virxov Rudolf tərəfindən hüceyrə nəzəriyyəsinin, Çarlz Darvin tərəfindən təkamül nəzəriyyəsinin, Qreqor Yohan Mendel tərəfindən genetikanın əsas qanunu – irsiyyət qanununun, irəli sürülməsi və hüceyrə səviyyəsində biokimya və biofizikanın metodlarının tətbiqi sayılır.
Biologiya və kimyanın sərhəddində yaranmış biokimya elmi, bu gün sürətlə inkişaf edən təbiət elmlərindəndir. Biokimya canlılar haqqında olan bütün elmləri birləşdirir və onun öyrənilməsi biologiyanın hər hansı bir sahəsinin və eləcə də müasir zamanda prioritet istiqamətlərdən sayılan ekologiya ilə bağlı problemlərin başa düşülməsi üçün geniş imkanlar yaradır. Son zamanlar, təbii şəraitdə orqanizmlər arasında münasibətləri öyrənməklə məşğul olan ekologiya ilə, bu münasibətləri molekul səviyyəsində tədqiq edən biokimya arasında sıx əlaqə yaranmışdır. Müasir ekologiya biosferanın həyatı haqqında elm olaraq, təbiətşünaslığın bioloji və qeyri-bioloji elm sahələri – kimya, fizika, riyaziyyat, geokimya, geofızika, fıziologiya, biokimya, biofızika, genetika, təkamül nəzəriyyəsi və s. ilə əlaqədar bir sıra mühüm məsələlərin öyrənilməsi ilə məşğuldur.
Bir sıra mühüm ekoloji problemlər mövcuddur ki, onların izah olunması və başa düşülməsi üçün biokimyəvi üsulların tətbiq olunması zəruri sayılır. Bununla yanaşı heyvanlarda və bitkilərdə baş verən bir sıra metabolik prosesləri ekoloji yanaşmanın köməyilə izah etmək mümkün olmuşdur. Beləliklə, müasir təbiət elmlərinin qarşılıqlı əlaqəsi dövrundə, biologiya, kimya və ekologiya arasında biokimya bağlayıcı zəncirdir[9].
Müasir biologiyanın əsasında beş əsas prinsip dayanır: hüceyrə nəzəriyyəsi, təkamül, genetika, gemoostaz və enerji[10][11]. İndiki dövrdə biologiya orta və ali məktəblərdə baza elmlərdən biridir. Hər il dünyada biologiyaya, tibbə və tibbi biologiyaya dair miliyonlarla kitab, məqalə çap edilir, dissertasiyalar müdafiə edilir[12].Molekulyar biologiya həyatın kimyəvi əsaslarını, hüceyrə biologiyası isə orqanizmlərin kərpici rolunu oynayan hüceyrələrin öyrəniolməsi ilə məşğuldur. Fiziologiya orqanizmin daxili strukturlarının funksiyasını, bioloji sistemlərinin normal həyat tərzi çərçivəsində idarəolunma mexanizmlərini (normal fiziologiya) və patologiyalar zamanı onlarda baş verən dəyişıklikləri (patofiziologiya), ekologiya isə təbiətin orqanizmlərə təsirini öyrənir.
Kimya
Kimya (ərəb. کيمياء, hesab edilir ki, qədim Misir sözü "chemi"-dən yaranıb, "qara" deməkdir, digər variantlar q.yun. χυμα — " metal ərintisi "), q.yun. χυμευσις – " qarışdırmaq") – təbiət elmlərindən biridir. Maddələr, onların xüsusiyyətləri, quruluşu, kimyəvi reaksiyalar və kimyanın fundemental qanunları haqqında elmdir. Bütün maddələr kimyəvi əlaqələr vasitəsilə molekullar yaradan atomlardan ibərət olduğuna görə, kimya əsasən atomlarla molekullarlar arasındakı əlaqələri öyrənməklə məşğuldur. Kimya [13]fizika ilə çox sıx bağlıdır və fərqləri nisbidir. Müasir kimya çoxsahəli təbiət elmidir.
Kimya müstəqil elm sahəsi kimi XVI—XVII əsrlərdə bir səra elmi kəşflərdən sonra tanındı. Bu kəşflər mexanikləşdirmə vasitəsilə əl əməyini istehsaldan sıxışdırdı, sənayeni mexanikləşdirdi, burjua cəmiyyəti yaratdı.
Kimyəvi proseslərin çoxunu birbaşa laboratoriyalarda əvvəlki nəticələrə əsaslanaraq öyrənmək mümkündür. Kimya digər təbiət elmləri ilə söx bağlı olduğundan onu bəzən əsas elm də adlandırırlar. İlk kimya təcrübələri əsasən əlkimya sistemi ilə bağlı idi və mistikanın təsiri altında idi.[14] Elm Robert Boylun qazı kəşf etməsi və Antuan Lavuazyenin kütlənin saxlanması nəzəriyyəsini işləməsi ilə yeni keyfiyyət dərəcəsinə qalxdı. Kimyəvi elementlərin kəşfi və atom nəzəriyyəsinin hazırlanması kimya elmini sistemləşdirməyə kömək etdi. Bununla da tədqiqatçılar maddənin quruluşunu, kimyəvi tərkibini və kimyəvi reaksiyaların rolunu daha dərindən dərk edə bildilər. Kimya elminin inkişafı kimya sənayesinin inkişafına və dünya iqtisadiyyatının uğurlarına gətirib çıxardı.
Fizika
Fizika dünyanın fiziki xüsusiyyətlərini, onların bir-birinə təsirini və bu təsirdə yaranan nəticələri öyrənir. Fizika fundamental elm sayılır. Fizklər riyaziyyatdan əldə etdikləri prinsiplərin məntiqi əsaslarını və kəmiyyət göstəricilərini hazırlamaq üçün istifadə edirlər. Kainatın öyrənilməsinin böyük tarixi vardır və tarix boyu edilən zəngin müşahidə və təcrübələrdən ibarətdir. Fizikanın əsas vəzifəsi dünyanın idarə edilməsində əsas fiziki qanunların müəyyənləşdirilməsi və dəqiqləşdirilməsidir. Tarix boyu bu məsələ ilə antik fəlsəfə məşğul olmuşdur.
Fizika tarixində əsas hadisələri klassik mexanika qanunları, İsaak Nyutonun ümumdünya cazibə qanununun kəşfi, elektroenergetika və ondan istifadə, Albert Eynşteynin nisbilik nəzəriyyəsini işləməsi, termodinamika nəzəriyyəsinin hazırlanması, atom və nüvə fizikasının kvant-mexanika modelinin hazırlanmasıdır.
Fizikanın sahələri çox genişdir və ora kvant mexanikasından optikaya qədər fərqli sahələr daxildir. Müasir fizika müxtəlif sahələrdə çalışan Albert Eynşteyn və Lev Landaudan fərqli olaraq artıq dar sahələrdə ixtisaslaşmışdır.
Yer haqqında elmlər
Yer planeti (onun litosferi, hidrosferi və atmosferi) və onu əhatə edən kosmik fəza haqqında geniş əhatəli elmlərdir.[15] Bu elmlər həmçinin yerdəki okeanları və bərk qruntun da öyənilməsi ilə məşğul olurlar. Tədqiqatda fizika, kimya, biologiya, riyaziyyat və Yer haqqında elmlərin tarixi elmlərinin elmi alətlərindən geniş istifadə edilir. Yer haqqında geniş informasiya Yerin keçmişi, indiki vəziyyəti və gələcək inkişafı barədə sistemli təsəvvür yaratmağa imkan verir. Həmçinin Yer əmələgəlmə prosesində yığılan enerji haqqındada məlumat əldə etmək olur.[16]
Yerin öyrənilməsi yer qrupundan olan digər planetlərin öyrənilməsi ücün zəmin yaradır. Yer kainatda həyatın mövcud olduğu məlim olan yeganə göy cismidir. Günəş sistemini dolğun öyrənməyə imkan verən kosmik zondlar yaranandan sonra Yer haqqında elmə planetologiya da əlavə edildi. Bununla da Yer haqqında elm Yer və kainat haqqında elmə çevrildi.
Yer haqqında əsas elm geologiyadır. O Yer kürəsinin üst hissəsini, onun tərkibini və təkamülünü öyrənir. 1960-cı ildən elm geofizikanın məşğul olduğu yerin dərin qatlarını da tədqiq edir. Geologiya keyfiyyət göstəricilərinə istiqamətlənir.
Geoloji elmlər ayrılıqda fəaliyyət göstərə bilməyən çoxsaylı aşağıdakı elmləri də əhatə edir:
- vulkanologiya, geliemetriya, geologiya, tektonika, geomorfologiya, hidrogeologiya, limnologiya, minerologiya, paleontologiya, petroqrafiya, torpaqşünaslıq, sedimentologiya və s.
Ənənəvi olaraq elm dedikdə daha çox fundamental təbiət elmləri (natural science) nəzərdə tutulur, texnoloji inkişaf üçün isə mühəndislik elmlərinə (artificial science) ehtiyac vardır. Elm fundamental bilikləri əldə edir. Ona söykənən mühəndislik elmi isə, artıq məlum qanunlara əsasən istehsalat yaradır və onun davamlılığına ciddi diqqət edir.
Müasir təbiətşünaslığın ən səciyyəvi cəhətlərindən biri də elmlərin qarşılıqlı təsirinin olmasıdır. Buna görə də müasir dövrdə təbiət elmləridakı sintetik ənənə daha çox əhəmiyyət kəsb edir. Müxtəlif elmlərin əldə etdiyi nailiyyətlərdən biri də obyektin öyrənilməsində inteqrasiyaya daha çox fikir verilməsidir. Sintetik ənənə müxtəlif elmlərin qovuşduğu yerlərə aid biliklərin müəyyən edilməsində özünü xüsusilə büruzə verir. Son illərdəki elmi ixtira və kəşflərin əksəriyyətini sintetik elmlərə aiddir. Biliklərin sintezi sayəsində müasir təbiət elmlərida maddənin təkamülü və onun bir-birinə keçən müxtəlif növ quruluş əlaqələri haqqında bitkin və püxtləşmiş nəzəriyyələr yaranır. Minerallarla canlılar arasındakı əlaqələr açılır. Canlı və cansız aləm arasındakı sərhədin şərti olduğu daha çox nəzərə çarpır.
Təbiət elmlərinin öyrənilməsi daha dərin elmi biliklər və maliyyə tələb edir, lakin birbaşa texnoloji inkişaf ilə bağlı olan isə mühəndislik elmləridir. ABŞ, Almaniya, Yaponiya, Böyük Britaniya və Fransa kimi güclü dövlətlər fundamental biliklər əldə etmək üçün təbiət elmləri ilə məşğul olurlar. Kiçik dövlətlər daha çox tez bir zamanda sənayedə istifadə oluna biləcək mühəndislik elmlərinə üstünlük verilir.
Kimya, fizika, biologiya, riyaziyyat elmləri təbiət elmi kimi tarix boyu öyrənilərək inkişaf edib. Onunla müqayisədə kimya mühəndisliyi, biotexnologiya, elektrik-elektronika mühəndisliyi elmləri hələ inkişafın astanasında sayılır.[17]
Wikiwand in your browser!
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
