Отрасли науки - Branches of science

В отрасли науки , называемая также науки , «научные поля», или «научные дисциплины» , как правило , делится на три основные группы:

Естественные и социальные науки являются эмпирическими науками, а это означает, что знания должны быть основаны на наблюдаемых явлениях и должны быть проверены другими исследователями, работающими в тех же условиях. Эта проверяемость может варьироваться даже в пределах научной дисциплины.

Естественные, социальные и формальные науки составляют фундаментальные науки , которые составляют основу междисциплинарных и прикладных наук, таких как инженерия и медицина . Специализированные научные дисциплины, которые существуют в нескольких категориях, могут включать части других научных дисциплин, но часто обладают собственной терминологией и опытом.

Формальные науки

В формальных науках ветвь науки, которые связаны с формальными системами , такие как логика , математика , теоретическая информатика , теория информации , теории 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 по поводу того, действительно ли формальные науки представляют собой науку. Однако методы формальных наук необходимы для построения и тестирования научных моделей, имеющих дело с наблюдаемой реальностью, а крупные достижения в формальных науках часто позволяют добиться значительных успехов в эмпирических науках.

Логика

Логика (от греческого : λογική , logikḗ «обладал разумом , интеллектуальной , диалектической , аргументированный ») является систематическим изучением действующих правил вывода , то есть отношений , которые приводят к принятию одного предложения ( заключение ) на основе множество других предложений ( предпосылок ). В более широком смысле логика - это анализ и оценка аргументов .

Он традиционно включает классификацию аргументов; систематическое изложение логических форм ; обоснованность и разумность в дедукции ; силы из индуктивного рассуждения ; изучение формальных доказательств и умозаключений (включая парадоксы и заблуждения ); и изучение синтаксиса и семантики .

Исторически логика изучалась в философии (с древних времен) и математике (с середины 19 века). В последнее время логика изучалась в когнитивной науке , которая , помимо других дисциплин , опирается на информатику , лингвистику , философию и психологию .

Математика

Математика в самом широком смысле - это просто синоним формальной науки; но традиционно математика означает более конкретно коалицию четырех областей: арифметики , алгебры , геометрии и анализа , которые, грубо говоря, являются изучением количества, структуры, пространства и изменения соответственно.

Статистика

Статистика - это изучение сбора, организации и интерпретации данных . В нем рассматриваются все аспекты этого, включая планирование сбора данных с точки зрения разработки опросов и экспериментов .

Статистиком является тот , кто особенно хорошо разбирается в способах мышления , необходимых для успешного применения статистического анализа. Такие люди часто получали этот опыт, работая в любой из множества областей . Существует также дисциплина, называемая математической статистикой , которая занимается теоретической базой предмета.

Слово « статистика» , когда оно относится к научной дисциплине, имеет особое значение, поскольку в слове «Статистика - это искусство». Его не следует путать со словом статистика , относящимся к количеству (например, среднему или медианному ), вычисленному на основе набора данных, множественное число которых является статистикой («эта статистика кажется неправильной» или «эта статистика вводит в заблуждение»).

Теория систем

Теория систем - это трансдисциплинарное исследование систем в целом для выяснения принципов, которые могут применяться ко всем типам систем во всех областях исследований. Этот термин еще не имеет устоявшегося и точного значения, но теорию систем с полным основанием можно рассматривать как специализацию системного мышления и обобщение системной науки . Термин происходит из Берталанфи «S общей теории систем (GST) и используется в дальнейших усилиях в других областях, таких , как теории действия в Т. Парсонса и социологической автопоэзиса из Никласа Лумана .

В этом контексте слово « системы» используется для обозначения саморегулирующихся систем, то есть самокорректирующихся посредством обратной связи . Саморегулирующиеся системы встречаются в природе, включая физиологические системы нашего тела, в локальных и глобальных экосистемах и в климате.

Теория принятия решений

Теория принятия решений (или теория выбора, не путать с теорией выбора ) - это изучение выбора агента . Теорию принятия решений можно разделить на две ветви: нормативную теорию решений, которая анализирует результаты решений или определяет оптимальные решения с учетом ограничений и допущений, и описательную теорию решений, которая анализирует, как агенты на самом деле принимают решения, которые они принимают.

Теория принятия решений тесно связана с областью теории игр и является междисциплинарной темой, изучаемой экономистами, статистиками, психологами, биологами, политологами и другими социологами, философами и компьютерными специалистами.

Эмпирические приложения этой богатой теории обычно выполняются с помощью статистических и эконометрических методов.

Теоретическая информатика

Теоретическая информатика ( TCS ) - это подмножество общей информатики и математики, которая фокусируется на более математических темах вычислений и включает в себя теорию вычислений .

Трудно точно очертить теоретические области. ACM «s Special Interest Group по алгоритмам и теории вычислений (SIGACT) дает следующее описание:

ТКС охватывает широкий спектр вопросов , включая алгоритмы , структуры данных , вычислительную сложность , параллельно и распределенные вычисления, вероятностные вычисления , квантовые вычисления , теории автоматов , теорию информации , криптографию , программную семантику и верификацию , машинное обучение , вычислительную биологию , вычислительную экономику , вычислительные геометрия , вычислительная теория чисел и алгебра . Работы в этой области часто отличаются упором на математическую технику и строгость .

Естественные науки

Естественные науки является отраслью науки , заинтересованной с описанием, прогнозированием и понимания природных явлений , на основе эмпирических данных от наблюдений и экспериментов . Для проверки достоверности научных достижений используются такие механизмы, как экспертная оценка и повторяемость результатов.

Естествознание можно разделить на две основные области: науки о жизни и физические науки . Наука о жизни также известна как биология , а физическая наука подразделяется на отрасли: физика , химия , астрономия и науки о Земле . Эти отрасли естествознания можно разделить на более специализированные отрасли (также известные как области).

Физическая наука

Физическая наука - это общий термин для областей 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 физикой и физикой.

Физика

Физика (от древнегреческого : φύσις , латинизированоphysis , букв. «Природа») - это естественная наука, которая включает изучение материи и ее движения в пространстве-времени , а также связанных с ними понятий, таких как энергия и сила . В более широком смысле, это общий анализ природы , проводимый для того, чтобы понять, как ведет себя Вселенная .

Физика - одна из старейших академических дисциплин , возможно, самая старая из-за включения астрономии . За последние два тысячелетия физика была частью естественной философии наряду с химией , некоторыми разделами математики и биологии , но во время научной революции 16 века естественные науки стали самостоятельными уникальными исследовательскими программами. Некоторые области исследований являются междисциплинарными , например, биофизика и квантовая химия , а это 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, открывая при этом новые области исследований в математике и философии.

Химия

Химия (этимология этого слова много споров) - это наука о материи и изменениях, которым она претерпевает. К науке о материи также обращается физика , но в то время как физика использует более общий и фундаментальный подход, химия более специализирована, поскольку занимается составом, поведением (или реакцией), структурой и свойствами материи , а также изменениями. он подвергается химическим реакциям . Это физическая наука, изучающая различные вещества , атомы , молекулы и вещества (особенно на основе углерода). Примеры суб-дисциплин химии включают: биохимию , изучение веществ, обнаруженных в биологических организмах ; физическая химия , изучение химических процессов с использованием таких физических понятий, как термодинамика и квантовая механика ; и аналитическая химия , анализ образцов материалов для понимания их химического состава и структуры . В последние годы появилось гораздо больше специализированных дисциплин, например, нейрохимия - химическое исследование нервной системы .

Наука о планете Земля

Науки о Земле (также известная как геофизика , геонаук и науки о Земле ) является всеобъемлющим термином для науки , связанной с планетой Земли . Возможно, это особый случай в планетологии , поскольку Земля - ​​единственная известная планета, несущая жизнь . В науках о Земле существуют как редукционистский, так и холистический подходы. Формальная дисциплина наук о Земле может включать изучение атмосферы , гидросферы , литосферы и биосферы , а также твердой Земли . Обычно ученые Земли будут использовать инструменты из физики , химии , биологии , географии , хронологии и математики, чтобы построить количественное понимание того, как работает система Земли и как она эволюционировала до своего текущего состояния.

Геология

Геология (от древнегреческого γῆ, («земля») и -λoγία, -logia , («изучение», «дискурс»)) - это наука о Земле, связанная с твердой Землей , горными породами, из которых она состоит, и процессы, с помощью которых они меняются с течением времени. Геология также может включать изучение твердых элементов любой планеты земной группы или естественного спутника, такого как Марс или Луна . Современная геология значительно перекрывает все другие науки о Земле, включая гидрологию и атмосферные науки , и поэтому рассматривается как один из основных аспектов интегрированной науки о системе Земли и планетологии .

Океанография

Океанография , или морская наука , - это отрасль науки о Земле , изучающая 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 в океане и через его границы. Эти разнообразные темы отражают несколько дисциплин, которые океанологи объединяют для дальнейшего изучения мирового океана и понимания процессов в нем: биология , химия , геология , метеорология и физика, а также география .

Метеорология

Метеорология - междисциплинарное научное исследование атмосферы . Исследования в этой области насчитывают тысячелетия, хотя значительного прогресса в метеорологии не произошло до 17 века. В 19 веке произошел прорыв после развития сетей наблюдений в нескольких странах. После появления компьютера во второй половине 20-го века в прогнозировании погоды были достигнуты прорывы .

Космическая наука или астрономия

Космическая наука или астрономия - это изучение всего, что находится в космосе. Иногда это называют астрономией , но в последнее время астрономия стала рассматриваться как раздел более широкой космической науки, которая расширилась, чтобы включить другие смежные области, такие как изучение вопросов, связанных с космическими путешествиями и исследованием космоса (включая космическую медицину ), космосом. археология и наука, выполняемая в космосе (см. исследования космоса ).

Наука о жизни

Наука о жизни , также известная как биология , - это естествознание , изучающее жизнь, такую ​​как микроорганизмы , растения и животные, включая людей , включая их физическую структуру , химические процессы , молекулярные взаимодействия , физиологические механизмы , развитие и эволюцию . Несмотря на сложность науки, определенные объединяющие концепции объединяют ее в единое связное поле. Биологии признают клетки как основная единица жизни, гены в качестве основной единицы наследственности и эволюции , как двигатель , который продвигает создание и исчезновение из видов . Живые организмы - это открытые системы, которые выживают за счет преобразования энергии и уменьшения своей локальной энтропии для поддержания стабильного и жизненно важного состояния, определяемого как гомеостаз .

Биохимия

Биохимия или биологическая химия - это изучение химических процессов внутри живых организмов и связанных с ними . Это раздел как биологии, так и химии, и с редукционистской точки зрения он является фундаментальным в биологии. Биохимия тесно связана с молекулярной биологией , клеточной биологией , генетикой и физиологией .

Микробиология

Микробиология - это исследование микроорганизмов , которые бывают одноклеточными ( одноклеточные ), многоклеточные (колония клеток) или бесклеточными (клетки без клеток). Микробиология охватывает множество дисциплин, включая вирусологию , бактериологию , протистологию , микологию , иммунологию и паразитологию .

Ботаника

Ботаника , называемая также завод наука (ы) , биологии растений или ботаника , это наука о растительной жизни и отделение биологии . Традиционно, ботаника также включала изучение грибов и водоросли по микологии и phycologists соответственно, с изучением этих трех групп организмов , оставшихся в сфере интересов Международного ботанического конгресса . В настоящее время, ботаников (в строгом смысле) изучают около 410000 видов из наземных растений из которых некоторые 391,000 видов сосудистых растений ( в том числе около 369000 видов цветущих растений ), и примерно 20 000 являются бриофиты .

Зоология

Зоология ( / г ɒ л ə я / ) является ветвью биологии , которая изучает животное царство, в том числе структуры , эмбриологии , эволюции , классификации , привычек , а также распределение всех животных , как живых , так и вымерших , и как они взаимодействуют со своими экосистемами. Термин происходит от древнегреческого ζῷον, zōion , то есть « животное », и λόγος, logos , то есть «знание, изучение». Некоторые отрасли зоологии включают в себя: anthrozoology , Арахнология , archaeozoology , наука о китах , эмбриологии , энтомологии , Гельминтология , Herpetology , гистологии , ихтиологии , малакология , маммолога , морфологию , нематология , орнитология , палеозоология , патологии , Приматология , протозоологии , таксономию и зоогеографии .

Экология

Экология (от греч . Οἶκος , «дом» или «среда»; -λογία , «изучение») - это раздел биологии, касающийся взаимодействий между организмами и их биофизической средой , которая включает 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 , сообщества, которые они составляют, и неживые компоненты их окружающей среды. Экосистемные процессы, такие как первичное производство , почвообразование , круговорот питательных веществ и строительство ниш , регулируют поток энергии и вещества через окружающую среду. Эти процессы поддерживаются организмами с определенными особенностями жизненного цикла.

Социальные науки

Социальные науки - это отрасль науки, посвященная изучению обществ и взаимоотношений между людьми внутри этих обществ. Этот термин раньше использовался для обозначения области социологии , изначальной «науки об обществе», основанной в 19 веке. Помимо социологии, в настоящее время он охватывает широкий спектр академических дисциплин , включая антропологию , археологию , экономику , географию человека , лингвистику , политологию и психологию .

Позитивистские социологи используют методы, сходные с методами естественных наук, в качестве инструментов для понимания общества и, таким образом, определяют науку в ее более строгом современном смысле . Интерпретивисты- социологи, напротив, могут использовать социальную критику или символическую интерпретацию вместо того, чтобы строить эмпирически опровергаемые теории, и, таким образом, трактовать науку в ее более широком смысле. В современной академической практике исследователи часто бывают эклектичными , используют несколько методологий (например, сочетая количественные и качественные исследования ). Термин « социальные исследования » также приобрел определенную степень автономии, поскольку практики и специалисты различных дисциплин разделяют его цели и методы.

Прикладные науки

Прикладная наука - это использование существующих научных знаний для практических целей, таких как технологии или изобретения.

В естествознании , дисциплины , которые являются фундаментальной наукой разработать основную информацию для объяснения и , возможно , предсказать явления в естественном мире. Прикладная наука - это использование научных процессов и знаний как средств для достижения особенно практического или полезного результата. Это включает в себя широкий спектр прикладных областей науки, включая инженерию и медицину .

Прикладная наука может также применять формальную науку , такую ​​как статистика и теория вероятностей , например, в эпидемиологии . Генетическая эпидемиология - это прикладная наука, в которой применяются как биологические, так и статистические методы.

Отношения между филиалами

Взаимоотношения между отраслями науки резюмируются таблицей.

Наука
Формальная наука Эмпирические науки
Естественные науки Социальная наука
Фонд Логика ; Математика ; Статистика Физика ; Химия ; Биология ;
Науки о Земле ; Астрономия
Экономика ; Политология ;
Социология ; Психология
заявка Информатика Инженерное дело ; Аграрная наука ;
Медицина ; Стоматология ; Аптека
Деловое администрирование ;
Юриспруденция ; Педагогика

Смотрите также

Примечания

использованная литература

Сноски

Процитированные работы

внешние ссылки