Naturwissenschaft

Die Naturwissenschaftlerin Rosalind Franklin untersuchte in den 1950er Jahren mit Methoden der Physik die biologische Erb-Information.

Bestimmte Wissenschaften werden als Naturwissenschaften bezeichnet. Naturwissenschaften befassen sich mit der Erforschung der Natur. Naturwissenschaftler beobachten hierfür bestimmte Erscheinungen in der Natur. Sie führen Messungen durch und stellen dann Vermutungen an, wie Dinge in der Natur funktionieren und wie sie zusammenhängen.

Zu den Naturwissenschaften gehören unter anderem die Physik, die Chemie, die Geologie und die Biologie. Die Chemie beispielsweise beschäftigt sich vor allem mit den verschiedenen Stoffen und Materialien und wie sie aus Atomen aufgebaut sind. Die Biologie beschäftigt sich dagegen vor allem mit den Lebewesen.

Ganz so einfach ist die Trennung zwischen den einzelnen naturwissenschaftlichen Fachgebieten allerdings nicht. So besteht jedes Lebewesen aus chemischen Stoffen und deshalb gibt es auch übergreifende Fachgebiete wie Biochemie oder Molekularbiologie. Genauso gibt es auch die Physikalische Chemie oder die Biophysik. Es gibt sogar Forschende, die sich mit „Biophysikalischer Chemie“ beschäftigen und deshalb sowohl mit Biologie als auch mit Physik und Chemie zu tun haben.

Das Verständnis der Natur, das durch die Naturwissenschaften gewonnen wurde, ist die Grundlage für viele Entwicklungen und Erfindungen in der menschlichen Kultur. Am meisten braucht man diese Grundlage in der Technik und in der Medizin.

Wie arbeiten Naturwissenschaftler?

Ein Labor für Experimente im Bereich der Chemie

Eine der wichtigsten Methoden der Naturwissenschaft ist das Experiment: Forscher führen Versuche durch. Dies geschieht zum Teil in einem Labor. Dabei wollen sie Zusammenhänge erkennen, die vorher noch unbekannt waren. Wichtig ist: Die Forscher müssen ihre Versuche und die Ergebnisse so genau beschreiben, dass auch andere Forscher die Versuche selbst und in ihrem eigenen Labor genau nachmachen können. Dann kann man die Ergebnisse der verschiedenen Forscher vergleichen. Wenn mehrere Forscher bei einem ähnlichen Versuch zu ähnlichen Ergebnissen kommen, kann man sich recht sicher auf die Ergebnisse verlassen.

Manche Dinge erforscht man aber nicht im Labor, sondern zum Beispiel draußen in der Natur. Das trifft zum Beispiel auf die Wanderung der Lachse zu. Aber auch hier muss man die Ergebnisse so gut beschreiben, dass andere sie mit ihren eigenen Forschungen vergleichen können.

Nicht nur die Ergebnisse aus Experimenten im Labor oder aus Beobachtungen direkt in der Natur sind wichtig in der Naturwissenschaft. Forscher versuchen, aus diesen Ergebnissen auch allgemeine Zusammenhänge herauszufinden. Wenn man sich noch nicht sicher ist, ob ein solcher Zusammenhang tatsächlich besteht, spricht man von einer Hypothese. Wenn viele Forscher der Meinung sind, dass ein bestimmter Zusammenhang tatsächlich vorhanden ist, spricht man von einer wissenschaftlichen Theorie, manchmal auch von einem Modell.

Eine solche Theorie oder ein solches Modell fasst normalerweise sehr viele Beobachtungen oder Experimente in kurzer Form zusammen. In der Physik nutzt man zur Beschreibung von Theorien häufig mathematische Formeln. Messergebnisse aus Experimenten kann man dann gut mit den Rechenergebnissen aus diesen Formeln vergleichen.