Отрасли науки , также называемые науками , научными областями или научными дисциплинами , обычно делятся на три основные группы:
Научное знание должно быть основано на наблюдаемых явлениях и должно быть способным быть проверенным другими исследователями, работающими в тех же условиях. [2] Эта проверяемость вполне может варьироваться даже в пределах одной научной дисциплины. [3] [4]
Естественные, социальные и формальные науки составляют фундаментальные науки , составляющие основу междисциплинарности , а также прикладные науки, такие как инженерное дело и медицина . Специализированные научные дисциплины, которые существуют в нескольких категориях, могут включать части других научных дисциплин, но часто обладают собственной терминологией и опытом . [5]
Формальные науки — это отрасли науки, которые занимаются формальными системами , такие как логика , математика , теоретическая информатика , теория информации , теория систем , теория принятия решений , статистика .
В отличие от других отраслей, формальные науки озабочены не обоснованностью теорий , основанных на наблюдениях в реальном мире ( эмпирическое знание ), а, скорее, свойствами формальных систем , основанных на определениях и правилах . Следовательно, существуют разногласия относительно того, действительно ли формальные науки представляют собой науку. Однако методы формальных наук необходимы для построения и проверки научных моделей , имеющих дело с наблюдаемой реальностью, [6] и крупные достижения в формальных науках часто способствовали крупным достижениям в эмпирических науках.
Логика (от греч . λογική , logikḗ , «обладающая разумом , интеллектуальная , диалектическая , аргументативная ») [7] [8] [примечание 1] — это систематическое изучение действительных правил вывода , то есть отношений, которые приводят к принятию одно предложение ( заключение ) на основе совокупности других предложений ( посылок ). В более широком смысле логика — это анализ и оценка аргументов . [9]
Традиционно он включал классификацию аргументов; систематическое изложение логических форм ; обоснованность и обоснованность дедуктивного рассуждения ; _ сила индуктивного рассуждения ; _ изучение формальных доказательств и выводов (включая парадоксы и заблуждения ); и изучение синтаксиса и семантики .
Исторически логика изучалась в философии (с древнейших времен) и математике (с середины 19 века). Совсем недавно логика изучалась в когнитивной науке , которая опирается, среди других дисциплин, на информатику , лингвистику , философию и психологию .
Информатика — это академическая область, которая в первую очередь занимается анализом , сбором, классификацией , манипулированием, хранением, поиском , перемещением, распространением и защитой информации . Практики в этой области и за ее пределами изучают применение и использование знаний в организациях в дополнение к взаимодействию между людьми, организациями и любыми существующими информационными системами с целью создания, замены, улучшения или понимания информационных систем.
Математика в самом широком смысле — всего лишь синоним формальной науки; но традиционно математика означает более конкретно коалицию четырех областей: арифметики , алгебры , геометрии и анализа , которые в некоторой степени являются изучением количества, структуры, пространства и изменения соответственно.
Статистика – это изучение сбора, организации и интерпретации данных . [10] [11] Он касается всех аспектов этого, включая планирование сбора данных с точки зрения дизайна исследований и экспериментов . [10]
Статистик – это тот, кто особенно хорошо разбирается в образе мышления, необходимом для успешного применения статистического анализа . Такие люди часто приобретали этот опыт, работая в любой из множества областей . Существует также дисциплина, называемая математической статистикой , которая занимается теоретическими основами предмета.
Слово «статистика» , относящееся к научной дисциплине, употребляется в единственном числе, например: «Статистика — это искусство». [12] Не следует путать это слово со словом « статистика» , обозначающим величину (такую как среднее или медиана ), рассчитанную на основе набора данных, [13] чье множественное число — « статистика» («эта статистика кажется неверной» или «эти статистические данные неверны»). вводит в заблуждение»).
Теория систем — это трансдисциплинарное исследование систем в целом, направленное на выяснение принципов, которые можно применять ко всем типам систем во всех областях исследований. Этот термин еще не имеет устоявшегося и точного значения, но теорию систем можно обоснованно считать специализацией системного мышления и обобщением системной науки . Этот термин происходит из «Общей теории систем» Берталанфи (GST) и используется в более поздних исследованиях в других областях, таких как теория действия Талкотта Парсонса и социологический автопоэзис Никласа Лумана .
В этом контексте слово « системы» используется для обозначения саморегулирующихся систем, то есть самокорректирующихся посредством обратной связи . Саморегулирующиеся системы встречаются в природе, в том числе в физиологических системах организма человека, в локальных и глобальных экосистемах, климате.
Теория принятия решений (или теория выбора, не путать с теорией выбора ) — это исследование выбора агента . [14] Теорию принятия решений можно разделить на две ветви: нормативную теорию принятия решений, которая анализирует результаты решений или определяет оптимальные решения с учетом ограничений и предположений, и описательную теорию принятия решений, которая анализирует, как агенты на самом деле принимают решения, которые они принимают.
Теория принятия решений тесно связана с областью теории игр [15] и представляет собой междисциплинарную тему, изучаемую экономистами, статистиками, психологами, биологами, [16] политологами и другими социологами, философами [17] и учеными-компьютерщиками.
Эмпирические применения этой богатой теории обычно выполняются с помощью статистических и эконометрических методов.
Теоретическая информатика ( TCS ) — это раздел общей информатики и математики , который фокусируется на математических темах вычислений и включает теорию вычислений .
Трудно точно очертить теоретические области. Специальная группа по интересам ACM по алгоритмам и теории вычислений (SIGACT) предоставляет следующее описание: [18]
TCS охватывает широкий спектр тем, включая алгоритмы , структуры данных , сложность вычислений , параллельные и распределенные вычисления, вероятностные вычисления , квантовые вычисления , теорию автоматов , теорию информации , криптографию , семантику и верификацию программ , машинное обучение , вычислительную биологию , вычислительную экономику , вычислительную технику. геометрия , вычислительная теория чисел и алгебра . Работы в этой области часто отличаются упором на математическую технику и строгость .
Естествознание — это отрасль науки, занимающаяся описанием, предсказанием и пониманием природных явлений , основанная на эмпирических данных , полученных в результате наблюдений и экспериментов . Такие механизмы, как экспертная оценка и повторяемость результатов, используются для обеспечения достоверности научных достижений.
Естествознание можно разделить на две основные отрасли: науки о жизни и физические науки . Науки о жизни также известны как биология , а физические науки подразделяются на отрасли: физика , химия , астрономия и науки о Земле . Эти отрасли естествознания можно разделить на более специализированные отрасли (также известные как области).
Физическая наука — это общий термин для отраслей естествознания, изучающих неживые системы, в отличие от наук о жизни. Однако термин «физический» создает непреднамеренное, несколько произвольное различие, поскольку многие отрасли физической науки также изучают биологические явления. Есть разница между физической наукой и физикой.
Физика (от древнегреческого : φύσις , латинизированное : phys , букв. «природа») — это естественная наука , которая включает изучение материи [ примечание 2] и ее движения в пространстве-времени , а также связанных с ней концепций, таких как энергия и сила . [20] В более широком смысле, это общий анализ природы , проводимый с целью понять, как ведет себя Вселенная . [21] [22] [примечание 3]
Физика – одна из старейших академических дисциплин , возможно, самая старая из-за включения в нее астрономии . [примечание 4] В течение последних двух тысячелетий физика была частью естественной философии наряду с химией , некоторыми разделами математики и биологией , но во время научной революции в 16 веке естественные науки стали уникальными исследовательскими программами. верно. [примечание 5] Некоторые области исследований являются междисциплинарными , например, биофизика и квантовая химия , что означает, что границы физики не определены жестко . В девятнадцатом и двадцатом веках физикализм стал главной объединяющей чертой философии науки, поскольку физика дает фундаментальные объяснения каждому наблюдаемому природному явлению . Новые идеи в физике часто объясняют фундаментальные механизмы других наук, одновременно открывая новые области исследований в математике и философии.
Химия (этимология этого слова вызывает много споров) [примечание 6] — это наука о материи и изменениях, которым она подвергается. Наукой о материи также занимается физика , но в то время как физика использует более общий и фундаментальный подход, химия более специализирована, занимаясь составом, поведением (или реакцией), структурой и свойствами материи , а также изменениями. он подвергается химическим реакциям . [23] [24] Это физическая наука , изучающая различные вещества , атомы , молекулы и материю (особенно на основе углерода). Примеры субдисциплин химии включают: биохимию , изучение веществ , обнаруженных в биологических организмах ; физическая химия , изучение химических процессов с использованием физических концепций, таких как термодинамика и квантовая механика ; и аналитическая химия , анализ образцов материалов для понимания их химического состава и структуры . В последние годы появилось много более специализированных дисциплин, например, нейрохимия – химическое исследование нервной системы .
Науки о Земле (также известные как геонауки , науки о Земле или науки о Земле ) — это всеобъемлющий термин для наук, связанных с планетой Земля . [25] Возможно, это особый случай в планетологии , поскольку Земля является единственной известной планетой, на которой есть жизнь . Существуют как редукционистский , так и целостный подходы к наукам о Земле. Формальная дисциплина наук о Земле может включать изучение атмосферы , гидросферы , литосферы и биосферы , а также твердого тела Земли . Обычно учёные-землеведы используют инструменты физики , химии , биологии , географии , хронологии и математики , чтобы получить количественное представление о том, как работает система Земли и как она эволюционировала до своего нынешнего состояния.
Геология (от древнегреческого γῆ, gē («земля») и -λoγία, -logia , («изучение», «дискурс») [26] [27] ) — наука о Земле , изучающая твердую Землю , горные породы из которых они состоят, и процессы, посредством которых они изменяются с течением времени. Геология может также включать изучение твердых тел любой планеты земной группы или естественного спутника, такого как Марс или Луна . Современная геология значительно перекрывает все другие науки о Земле, включая гидрологию и науки об атмосфере , и поэтому рассматривается как один из основных аспектов интегрированной науки о системе Земли и планетологии .
Океанография , или морская наука , — это раздел науки о Земле , изучающий океан. Он охватывает широкий круг тем, включая морские организмы и динамику экосистем ; океанские течения , волны и геофизическая гидродинамика; тектоника плит и геология морского дна; и потоки различных химических веществ и физических свойств внутри океана и через его границы. Эти разнообразные темы отражают множество дисциплин, которые океанографы объединяют для дальнейшего изучения мирового океана и понимания процессов в нем: биологии , химии , геологии , метеорологии и физики , а также географии .
Метеорология – это междисциплинарное научное исследование атмосферы . Исследования в этой области насчитывают тысячелетия, хотя значительный прогресс в метеорологии произошел только в 17 веке. В XIX веке произошел прорыв после создания сетей наблюдений в нескольких странах. После разработки компьютера во второй половине 20-го века были достигнуты прорывы в прогнозировании погоды .
Космическая наука – это изучение всего, что находится в космическом пространстве. [28] Иногда это называли астрономией , но в последнее время астрономию стали рассматривать как раздел более широкой космической науки, которая расширилась и включила в себя другие смежные области, [29] такие как изучение вопросов, связанных с космическими путешествиями и исследованием космоса ( включая космическую медицину ), космическую археологию [30] и науку, осуществляемую в космосе (см. космические исследования ).
Наука о жизни , также известная как биология , — это естественная наука , изучающая жизнь , такую как микроорганизмы , растения и животные , включая человека , включая их физическую структуру , химические процессы , молекулярные взаимодействия , физиологические механизмы , развитие и эволюцию . [31] Несмотря на сложность науки, некоторые объединяющие концепции объединяют ее в единую, последовательную область. Биология признает клетку основной единицей жизни, гены — основной единицей наследственности , а эволюцию — двигателем, который приводит в движение создание и вымирание видов . Живые организмы представляют собой открытые системы , которые выживают за счет преобразования энергии и уменьшения своей локальной энтропии [32] для поддержания стабильного и жизненно важного состояния, определяемого как гомеостаз . [33]
Биохимия , или биологическая химия , — это изучение химических процессов внутри живых организмов и связанных с ними . [34] Это субдисциплина биологии и химии, и с редукционистской точки зрения она является фундаментальной в биологии. Биохимия тесно связана с молекулярной биологией , клеточной биологией , генетикой и физиологией .
Микробиология — это изучение микроорганизмов : одноклеточных ( одна клетка), многоклеточных (колония клеток) или бесклеточных (отсутствие клеток). Микробиология охватывает множество субдисциплин, включая вирусологию , бактериологию , протистологию , микологию , иммунологию и паразитологию .
Ботаника , также называемая наукой о растениях , биологией растений или фитологией , — это наука о жизни растений и раздел биологии . Традиционно к ботанике относится также изучение грибов и водорослей соответственно микологов и физиков , причем изучение этих трех групп организмов остается в сфере интересов Международного ботанического конгресса . В настоящее время ботаники (в строгом смысле слова) изучают около 410 000 видов наземных растений , из которых около 391 000 видов — сосудистые растения (в том числе около 369 000 видов цветковых растений ) [35] и около 20 000 — мохообразные . [36]
Зоология ( / z oʊ ˈ ɒ l ə dʒ i / ) [примечание 7] — раздел биологии , изучающий царство животных, включая строение , эмбриологию , эволюцию , классификацию , повадки и распространение всех животных , как ныне живущих, так и вымерших . и как они взаимодействуют со своими экосистемами. Этот термин происходит от древнегреческого ζῷον, zōion , то есть « животное » и λόγος, logos , то есть «знание, изучение». [37] Некоторые ветви зоологии включают в себя: антрозоологию , арахнологию , археозоологию , цетологию , эмбриологию , энтомологию , гельминтологию , герпетологию , гистологию, ихтиологию, малакологию, маммалогию, морфологию, нематологию , орнитологию, палеозоологию, патологию, приматологию, протеологию, налог, налогона , налогона , и налогона , и налогона , налогона , и налогона, и орнитология, палаэозология, патология, приматология, протеология , налогона и налогона , и орнитология , палеозоология , патология , приматология, протокология, налогона и орнитология , палеозоология, патология, приматология , протоика , налогона и орнитология, палеозология , патология , приматология , протои . зоогеография .
Экология (от греч . οἶκος , «дом» или «окружающая среда»; -λογία , «изучение») [примечание 8] — раздел биологии [38] , изучающий взаимодействие между организмами и их биофизической средой , включающий как биотические , так и абиотические компоненты. Темы, представляющие интерес, включают биоразнообразие , распространение, биомассу и популяции организмов, а также сотрудничество и конкуренцию внутри видов и между ними . Экосистемы — это динамически взаимодействующие системы организмов , сообществ, которые они составляют, и неживых компонентов окружающей среды. Экосистемные процессы, такие как первичное производство , педогенез , круговорот питательных веществ и построение ниш , регулируют поток энергии и вещества через окружающую среду. Эти процессы поддерживаются организмами со специфическими особенностями жизненного цикла.
Социальные науки — это отрасль науки, посвященная изучению обществ и отношений между людьми внутри этих обществ. Этот термин ранее использовался для обозначения области социологии , первоначальной «науки об обществе», созданной в 19 веке. Помимо социологии, она теперь охватывает широкий спектр академических дисциплин , включая антропологию , археологию , экономику , гуманитарную географию , лингвистику , политологию и психологию .
Позитивистские социологи используют методы, напоминающие методы естественных наук , в качестве инструментов для понимания общества и таким образом определяют науку в ее более строгом современном смысле . Социологи- интерпретивисты , напротив, могут использовать социальную критику или символическую интерпретацию, а не строить эмпирически фальсифицируемые теории. В современной академической практике исследователи часто действуют эклектично , используя несколько методологий (например, сочетая количественные и качественные исследования ). Термин « социальные исследования » также приобрел определенную степень автономии, поскольку практики различных дисциплин разделяют его цели и методы.
Прикладная наука — это использование существующих научных знаний для достижения практических целей, таких как технологии или изобретения.
В рамках естествознания дисциплины, являющиеся фундаментальными науками, разрабатывают базовую информацию для объяснения и, возможно, прогнозирования явлений в мире природы. Прикладная наука – это использование научных процессов и знаний как средств достижения особо практического или полезного результата. Сюда входит широкий спектр областей прикладной науки, включая инженерию и медицину .
Прикладная наука может также применять формальную науку , такую как статистика и теория вероятностей , как в эпидемиологии . Генетическая эпидемиология — прикладная наука, использующая как биологические, так и статистические методы.
Взаимоотношения между отраслями науки сведены в таблицу [39]
OpenAlex и Scholia можно использовать для визуализации и изучения научных областей и тем исследований. Метанаука относится к области науки, которая касается самой науки, или включает в себя ее.
{{cite web}}: CS1 maint: unfit URL (link)Физическая наука — это та область знания, которая имеет дело с порядком природы или, другими словами, с регулярной последовательностью событий.
Физика –
экспериментальная
наука.
Физики наблюдают явления природы и пытаются найти закономерности и принципы, связывающие эти явления.
Эти закономерности называются физическими теориями или, если они хорошо известны и широко используются, физическими законами или принципами.
Физика — это изучение вашего мира, а также мира и вселенной вокруг вас.