ما هي العلوم الطبيعية

تعريف العلوم الطبيعية

يمكن تعريف العلوم الطبيعية (بالإنجليزية: Natural science) على أنّها علوم منهجية تهتمّ بدراسة الجانب الفيزيائي والمادّي لكلّ ما في الكون، وتُعدّ أحد أهمّ جوانب الحياة البشرية، والجانب العملي والتطبيقي للتاريخ، إذ يُعرَف تاريخ وحضارة شعب أيّ بلد من خلال معرفة مدى تقدّمه العلمي وما قدّمه للإنسانية، ممّا يحدّد مكانته بين الأمم والبلدان الأخرى.

وقد حظيت العلوم الطبيعية على اهتمام الإنسان منذ القدم، إذ وُجد في التراث آثار وكتابات من الحضارات القديمة تجمع بين التاريخ، وتطوّر اللغات، وأنواع الكتابات المختلفة، بالإضافة إلى آثار التقدّم العلمي، والاكتشافات والنظريات العلمية.

أهمية دراسة العلوم الطبيعية

تتعدّد فوائد دراسة العلوم الطبيعية، فهي في المقام الأول تساهم في تطوير مهارة حلّ المشكلات، ومهارات البحث العلمي والعمل المخبري، كما تحفّز القدرة على اتّخاذ القرارات السليمة، والتواصل اللفظي والكتابي، والتفكير الناقد، وتقييم وتفسير المعلومات، وإدارة الوقت.

إلى جانب دورها في تحسين مهارات الإلقاء، وتعزيز اتّباع المنهجية في العمل، وتصل أهمية دراسة العلوم الطبيعية أيضاً إلى الجانب التقني وتكنولوجيا المعلومات.

فروع العلوم الطبيعية

تنقسم العلوم الطبيعية إلى مجالين رئيسيين، هما: العلوم الفيزيائية (Physical Science)، والعلوم الحيوية (Biological Science)، وفيما يأتي شرح لكل منهما:.

العلوم الفيزيائية

تدرس العلوم الفيزيائية العالم المادّي غير الحي، والظواهر الطبيعية التي تحدث في هذا الكون وتخضع لمجموعة من القوانين، وتتكوّن العلوم الفيزيائية من أربعة مجالات واسعة، هي: علم الفلك، والفيزياء، والكيمياء، وعلوم الأرض، إذ تنقسم هذه المجالات الرئيسية إلى حقول فرعية، مثل: علم الأرصاد الجوية ، وعلم المعادن، وغيرها.

• علم الفلك

(بالإنجليزية: Astronomy)، يدرس النجوم، والكواكب، والفضاء الذي يشمل أيضاً الشمس، والقمر، والمذنبات، والمجرّات، إلى جانب كلّ ما تحتويه من غاز وغبار كوني، ويدرس علم الفلك أيضاً الأجسام والظواهر غير الأرضية الأخرى.

• الفيزياء

(بالإنجليزية: Physics)، تدرس المبادئ الأساسية التي تحكم العالم المادّي، وتُفسّر الظواهر الطبيعية في الكون، ولذلك يُنظر إليها على أنّها أكثر العلوم أهمية، فهي توفّر الأساس لجميع العلوم الأخرى.

• الكيمياء

(بالإنجليزية: Chemistry)، تدرس المادّة وخصائصها، والكيفية والأسباب وراء اتّحاد المواد مع بعضها أو انفصالها عن بعضها لتشكيل مواد أخرى، وتدرس الكيمياء أيضاً تفاعلات المواد مع الطاقة.

• علوم الأرض

(بالإنجليزية: Earth sciences)، تهتمّ بمجالات الدراسة المعنية بجزئي اليابسة والماء على كوكب الأرض، والهواء الذي يحيط به، ولذلك تشمل علوم الأرض علم طبقات الأرض، وعلم المياه، وعلم الغلاف الجوي.

العلوم الحيوية

تُسمّى العلوم الحيوية أيضاً العلوم الحياتية أو الأحياء، وتُعنى بدراسة الحياة والكائنات الحية، ودورات حياتها، وبيئتها، وطرق تكيّفها، وتشمل العديد من المجالات، وهي: الكيمياء الحيوية، وعلم الأحياء الدقيقة، وعلم الأحياء التطوّري.

• الكيمياء الحيوية

(بالإنجليزية: Biochemistry)، علم يجمع بين علم الأحياء وعلم الكيمياء، وهو أحد العلوم الفرعية التي تدرس العمليات الكيميائية التي تحدث داخل أجسام الكائنات الحية، والعمليات الأخرى التي تتعلّق بها، إذ يتمّ دراسة هذه العمليات في المختبرات، ويجدر بالذكر أنّه من خلال المعرفة بعلم الكيمياء وتقنياته يتمّ فهم وحلّ المشكلات البيولوجية.

• علم الأحياء الدقيقة

(بالإنجليزية: Microbiology)، هو علم يدرس جميع الكائنات الحية الصغيرة جداً أو ما يُعرف بالميكروبات التي لا تُرى بالعين المجرّدة، وهذا يشمل العديد من الأنواع، وهي: البكتيريا، والعتائق، والفيروسات، والفطريات، والبريونات، والأوليات، والطحالب، إذ تساهم هذه الميكروبات بشكل أساسي في كلّ من السلسلة الغذائية، والتحلّل البيولوجي، وتغيّر المناخ، وتلف الأغذية، والتسبّب بالأمراض والسيطرة عليها، والتكنولوجيا الحيوية، ويمكن أن تُستخدم بعدّة طرق، منها: صنع الأدوية، وتصنيع الوقود الحيوي، والتخلّص من التلوّث، بالإضافة إلى المشاركة في عمليات إنتاج ومعالجة الطعام والشراب.

• علم الأحياء التطوّري

(بالإنجليزية: Evolutionary Biology)، يدرس آلية عمل العمليات التطوّرية التي نتجت عنها جميع الكائنات الحية، إذ بدأت هذه العمليات منذ مليارات السنين، وما زالت مستمرّة حتى الآن.

خصائص العلوم الطبيعية

تتميّز العلوم الطبيعية بعدّة خواصّ، هي:

• حقائق العلم تحتمل التعديل والتغيير

الحقائق العلمية ليست ثابتة، وهي في تغيّر دائم، إذ يمكن أن يثبت خطأ بعض الحقائق العلمية القديمة التي كانت مقبولة حتى وقت معيّن، أو يمكن أن تكتشف معلومات جديدة تُلزم تعديل الحقائق القديمة، وبشكل عام تبقى الحقائق ثابتة ومقبولة ما لم تظهر حقائق جديدة تلغيها أو تعدّلها.

• العلوم الطبيعية هي علوم عالمية

العلم مادة عالمية، فقد اكتشفت النظريات، والحقائق العلمية، وتطبيقات العلم من قبل علماء من كافّة أنحاء العالم، وذلك منذ التاريخ القديم وحتى الآن.

• العلم تاريخي وتراكمي

إذ تتطوّر المعلومات العلمية مع تقدّم الزمن، وتتراكم منذ القرون الماضية وحتى الآن، وذلك في كلّ فروع العلوم الطبيعية.

• يعتمد العلم على التجربة والدليل

تعدّ الاكتشافات، والاختراعات، والنظريات في العلوم الطبيعية نتاج التجارب العملية، وإنّ كلّ ما يُقدّم للعلم يحمل معه دليلاً يؤكّد صحّته، وفي هذا السياق يهتمّ العلماء من مختلف أنحاء العالم بعمل التجارب ودراسة القوانين للتأكّد من صحتها قبل أن تُقبل ويُعمل بها؛ كي لا تعمّم نتيجة تجربة واحدة، فقد ينطبق دليل صحة إحدى النظريات على حالة ولا ينطبق على أخرى.

• تصنيف العلوم

يُعدّ التصنيف أحد أهمّ مميّزات العلوم الطبيعية، فهي علوم متكاملة ترتبط ببعضها، وتصنيفها لا يعني فصلها، لكنّه يتمّ بهدف تبسيط دراستها، واختصار الموضوعات بدراسة الأشياء المتشابهة كوحدة واحدة، ممّا يساعد أكثر في فهمها.

• للعلوم الطبيعية تأثير فعّال في شكل وحياة المجتمعات

اعتمد الإنسان على مرّ العصور في مجتمعاته المختلفة على معرفته من العلوم الطبيعية وتطبيقاتها، فقد عرفت كلّ الحضارات القديمة الطبّ والأدوية، ودون اختراع الكهرباء والهاتف فإنّ حياة الإنسان اليوم ستكون مختلفة، فما تقدّمه العلوم الطبيعية من مكتشفات ومخترعات هي أساس أسلوب حياة الإنسان وتعاملاته في النواحي المختلفة.

• تقدّم العلوم الطبيعية نفسها بشكل منتظم

يُسهّل تنظيم وترتيب العلوم الطبيعية عملية فهمها والتعامل معها من قبل الناس، فعند دراسة ظاهرة مثل البرق تكتب مادتها العلمية في تتابع نظامي يتدرّج من السهل إلى الصعب، وعلى ثلاث مستويات تبدأ من المستوى الوصفي للظاهرة، ثمّ المستوى التحليلي أو التفسيري، وأخيراً المستوى التطبيقي.

تطبيقات العلوم الطبيعية في الحياة اليومية

تظهر العلوم الطبيعية في الحياة اليومية بشكل فعَّال في اكتساب المفاهيم التي تعمل على فهم المشاكل والظواهر التي يواجهها الإنسان في الحياة اليومية بشكل أفضل؛ مما يساعده على إيجاد الحلول لها، وتطبيقها ليظهر تأثيرها الإيجابي على حياته ومن هذه التطبيقات:

 فتح آفاق جديدة في مجال الاتصالات

ظهرت آثار العلوم الطبيعية بشكل فعَّال من خلال ما قدمته من تطورات جديدة وتكنولوجيا حديثة في مجال الاتصالات مثل الهواتف النقالة والإنترنت، وما تتضمنه من تطبيقات ذكية أدت إلى وضع العالم كله بين أيدينا بسبب تكلفتها المنخفضة الذي جعل اقتناءها في متناول الجميع، مما أدى إلى سهولة التواصل بين الأشخاص مهما بعدت المسافة بينهم.

تحسين نوعية المواصلات

واكب العلم احتياجات العالم المتزايدة وأوجد الحلول المبتكرة، وذلك باستخدام التفسيرات والتحليلات العلمية في اختراع وتطوير وسائل النقل مثل؛ الحافلات، والقطارات، والطائرات، والسيارات؛ لتسهيل عملية النقل والسفر من مكان إلى آخر ونقل البضائع بسهولة وسرعة، فقد أصبحت مدن العالم مكانًا صغيرًا باستخدامنا الذكيّ للعلم في حياتنا.

تسهيل الواجبات المنزلية

لقد أصبح أداء الواجبات المنزلية في عصرنا الحالي أسهل، ويعود الفضل للعلوم الطبيعية في تطوير وسائل التكنولوجيا، والتي توفر مصادر المعلومات بسهولة ويسر مثل الإنترنت وأجهزة الحاسوب والكهرباء، مما جعل بالإمكان البحث عن المعلومة التي نريدها أينما كنا وفي أي وقت.

التطوير في مجال الزراعة

برز العلم في مجال الزراعة من خلال ما قدمته من آلات وتطبيقات علمية حديثة ساهمت في إنجاز العمل بكفاءة ووقت أقل مما زاد من الإنتاج، ومن هذه التطبيقات؛ آلات بذر البذور، وأنظمة الري المختلفة، بالإضافة إلى ذلك، عمل العلم على التحسين من جودة المحاصيل وزيادة الإنتاج؛ باختراع الأسمدة المتنوعة عن طريق العلوم الكيميائية.

تحسين المجال الطبي

إن أهم التطبيقات العلمية للعلم كانت في المجال الطبي، والتي أنقذت الكثير من أرواح الناس باستخدامه في إنتاج الأدوية والأدوات الطبية والنقالات، وليس ذلك فقط، وإنما في اختراع الآلات المساندة في تشخيص واكتشاف الأمراض مثل آلات التصوير، وآلات تخطيط القلب.

تسهيل عملية البناء

عملية بناء وتصميم المباني كلها معتمدة على العلوم الطبيعية مثل الفيزياء والكيمياء وعلوم الأرض، ومع تقدُّم العلم تتحسن عملية البناء والتشييد من خلال ما يقدمه العلم من نظريات وأدوات تساعد في عملية البناء، مثل الجرافات، والسيارات، والناقلات، والكثير من الوسائل التي ساعدت الإنسان على تطبيق أفكاره وإبداعاته على أرض الواقع.

المهن المتاحة لدارسي العلوم الطبيعية

هناك العديد من المهن العلمية التي يُعتقد أنّ التوظيف فيها سيزدهر في الفترة ما بين عاميّ 2016-2026م، ويُوظّف المتخصّصين في العلوم الطبيعية في كلّ من القطاعين العام والخاصّ، بما في ذلك منظّمات البحث والتطوير، والشركات الاستشارية، والحكومات المحلية، وفيما يأتي بعض الوظائف التي يمكن لدارسي العلوم الطبيعية العمل بها:

• مستشارو إدارة مزارع ومنازل (Farm and Home Management Advisors).
• جغرافيون (Geographers).
• علماء البيئة الصناعية (Industrial Ecologists).
• علماء المواد (Materials Scientists).
• معلمّو المراحل المتوسّطة والثانوية (Secondary & Middle School Teachers).
• محلّلو ضبط الجودة (Quality Control Analysts).
• خبراء الحفاظ على التربة والمياه (Soil and Water Conservationists).
• علماء وأخصّائيو تقنيات الاستشعار عن بعد (Remote Sensing Scientists and Technologists)
• أخصّائيو العلوم والحماية البيئية (Environmental Sciences and Protection Technicians).

الفرق بين العلوم الإنسانية والعلوم الطبيعية

العلوم الإنسانية هي مجموعة من المفاهيم التي تدرس السلوك البشري باستخدام الأساليب التحليلية في إيجاد التفسير، وتتضمن عدة مجالات منها: القانون، والسياسة، والاقتصاد، والتاريخ، واللغويات، والفنون البصرية، وعلم النفس، والدين، أما العلوم الطبيعية فهي تعتمد على الملاحظة والتجربة والأسلوب العلمي لتفسير الأنظمة والظواهر المادية المختلفة.

فبالتالي العلوم الإنسانية لا يمكن أن تُبنى على التجارب أو تكرارها كما في العلوم الطبيعية وإنما تُبنى على فرضيات غير دقيقة، فهي لا ترى العالم بواقعية كما تراها العلوم الطبيعية المبنيَّة على الوقائع والحقائق والتجارب.

إن العلوم الطبيعية تستمر بالبحث عن حقيقة ملموسة لجعلها إجابة أو فرضية واحدة لتفسير ظاهرة أو مسألة مادية، أما العلوم الإنسانية فهي علوم لا تعتمد على المعرفة لإيجاد الجواب، ولا يوجد إجابة واحدة على أي مسألة فهي تمارس أسلوب التساؤل والاستجواب وتبني تفسيراتها على تصورات مختلفة.

الفرق بين العلوم الاجتماعية والعلوم الطبيعية

إن العلم من الأدوات التي يستخدمها البشر لفهم وتفسير الكون والعالم باستخدام أدوات وطرق المعرفة؛ لبناء النظريات والتفسيرات، ويمكن للعلم أن يُقَسم إلى قسمين: قسم العلوم الاجتماعية، وقسم العلوم الطبيعية، فالعلوم الاجتماعية هي علم يتعامل مع العلاقات الاجتماعية والمجتمع البشري، أما العلوم الطبيعية فهي تدرس العالم الطبيعي.

الاختلاف الأساسي بين العلوم الاجتماعية والعلوم الطبيعي أن العلوم الطبيعية تدرس الأحداث والظواهر الطبيعية المتعلقة بالعالم المادي التي تحدث حولنا، أما العلوم الاجتماعية تدرس المجتمع البشري وعلاقاته المتبادلة.

تشمل العلوم الاجتماعية المجالات التي تتعلق بالعلوم السياسية، والجغرافيا، والاقتصاد، والقانون، والتعليم، واللغويات، والأنثروبولوجيا، والتاريخ، أما العلوم الطبيعية فتشمل علوم الطبيعية كالأحياء والفلك، كما تستخدم العلوم الطبيعية الأساليب العلمية دائمًا، أما العلوم الاجتماعية فتستخدم الأساليب العلمية بالإضافة إلى النقد الاجتماعي والأساليب التفسيرية.