Die Naturwissenschaften, so wie wir sie heute kennen, haben eine erstaunliche und bereits lange Geschichte hinter sich. Während ihrer Entwicklung haben sich vor allem fünf Teilbereiche herauskristallisiert, die heute von zentraler Bedeutung sind: die Biologie, die Chemie, die Physik, die Astronomie und die Geografie.
Die Naturwissenschaft zählt zu den empirischen Wissenschaften, sie erzeugt also messbare und reproduzierbare Ergebnisse, um aufgestellte Hypothesen zu untersuchen. Betrachten wir beispielsweise einen Vogel in der Luft, kann diese Beobachtung je nach Teildisziplin zu völlig unterschiedlichen Fragen führen. Der Biologe interessiert sich vermutlich für die Knorpelstruktur der Flügel, während sich der Physiker mit dem Luftwiderstand des Tiers befasst. Dabei wird in jedem Bereich nahezu gleich gearbeitet: Durch Beobachtungen stellen Wissenschaftler Hypothesen, also Annahmen, auf, wie das eben Erlebte zustande kommen könnte. Im Rahmen einer genau dokumentierten Versuchsumgebung wird diese Hypothese geprüft.
Die Schwierigkeit in der wissenschaftlichen Forschung ist die Komplexität von Int
eraktionen in und mit unserer Umwelt, wenn es um die Analyse einer Forschungsfrage geht. Das Versuchsumfeld entspricht demnach nicht der Realität, sondern wird entsprechend vereinfacht, um eine Wechselwirkung zwischen Parametern zu verhindern. Möchte man als Beispiel den Zusammenhang von Luftfeuchtigkeit und Pflanzenwachstum untersuchen, empfiehlt es sich also, Versuchsbedingungen zu schaffen, die weitestgehend nur zwei Parameter, also Luftfeuchtigkeit und Pflanzen, zulassen. Leider ist dies selten umsetzbar, denn so könnte die Lichteinstrahlung ebenfalls Effekte auf das Pflanzenwachstum haben, genauso wie der pH-Wert der Erde oder vieles mehr. Deshalb sind Forschungsergebnisse zu einer Frage nie allgemeingültig, sondern immer nur auf die verwendeten Umweltbedingungen anwendbar. Absolute Begriffe haben – außer bei gegebenen Naturgesetzen – in einer wissenschaftlichen Arbeit demnach nichts verloren.
Überlieferungen über erste naturwissenschaftliche Erkenntnisse gehen viele Jahrtausende zurück. Besonders ist hier die Astronomie zu nennen, die Beobachtung und Lehre von Sternbildern und dem Sonnensystem, was bei alten Kulturen jedoch oft mythologisch gedeutet wurde. Wichtige Fortschritte entwickelte
Gelehrte in der Antike, insbesondere mit der
griechischen Naturphilosophie. Es entstand die Idee der Vier-Elemente-Lehre, wonach die Erde aus den vier bekannten Elementen Feuer, Wasser, Luft und Erde aufgebaut war. Sogar erste Ansätze des Atomismus, also der Existenz von nicht sichtbaren und unteilbaren Teilchen, wurden in diesem Zeitraum entwickelt. Im Laufe der historischen Entwicklung und durch die Erfindung nennenswerter Geräte wie dem Mikroskop erweiterte sich das Feld der Naturwissenschaften gewaltig. Mit dem Nachweis kleinster Mikroorganismen und sogar Viren wurden völlig neue Möglichkeiten in der Medizin offenbar. Noch viel früher wurden mit der Umsegelung der Welt und dem heliozentrischen Weltbild Meilensteine geschaffen, die das Verständnis und Wissen der Menschheit grundlegend verändert haben.
Die Naturwissenschaft ist demnach eines der wichtigsten Instrumente, mit der die Menschheit sich in den letzten Jahrtausenden entwickelt hat, und wird mit der fortschreitenden Technik auch in Zukunft dafür sorgen, noch mehr über die unvorstellbar komplexen Interaktionen auf kleinster wie globaler Ebene zu verstehen.