Unter Naturwissenschaften werden die traditionellen Gebiete der Physik, Chemie und Biologie verstanden, die sich mit der Beschreibung und Erklärung von unbelebter und belebter Natur befassen.

Physik:

  • Warum fällt ein Stein?
  • Warum gibt es Tag und Nacht?
  • Warum blitzt es bei Gewitter?

Diese und ähnliche Fragen treiben die Menschen seit Jahrtausenden um. Um diese Fragen beantworten zu können, hat die Menschheit im Lauf der Zeit gelernt, einzelne Vorgänge aus ihrem Zusammenhang herauszulösen und mit Hilfe von Experimenten zu untersuchen. Das ist Gegenstand der Physik.

Physik untersucht die grundlegenden Gesetze der Natur. Sie reicht von der Erforschung kleinster Bausteine und Eigenschaften der Materie bis zur Beschreibung des Weltalls. Die Physik ist darum bemüht, den Ablauf des Geschehens auf allgemeingültige Gesetze – die Naturgesetze – zurückzuführen. Diese Gesetze gelten immer und überall, nichts kann sich ihnen entziehen. Während die Technik in dieser Welt einem ständigen Wandel unterworfen ist, ist die naturgesetzliche Ordnung zeitlos. Wir können ihr – an jedem Ort und zu jeder Zeit – unser volles Vertrauen schenken und darauf aufbauen.

Physikalische Forschung beruht auf einem Wechselspiel zwischen Theorie und Experiment. Die Vielfalt von Phänomenen und Fragestellungen hat zu spezifischen Fachrichtungen wie Astro-, Molekül-, Festkörper-, Teilchen- und Biophysik geführt.
Physik ist aber auch Grundlage praktisch aller technischen Errungenschaften: Ohne Physik gäbe es beispielsweise keine Computer, kein Handy und keine Flugzeuge.

Wozu Physik?

Auf diese Frage gibt es viele mögliche Antworten:

  • Physik macht Spaß, kann spannend und interessant sein.
  • Sie befriedigt Wissensdurst! Wir lernen viel über unsere Welt, unsere Stellung in dieser Welt und über eine unserer Möglichkeiten, diese Welt zu erfahren und zu verstehen.
  • Sie bringt „sichere“ Erkenntnis, vorhersagbare Ergebnisse. Jeder, der in einem Flugzeug fliegt, weiß dies zu schätzen.
  • Ihre Ergebnisse erleichtern unser Leben. Sie können helfen, Probleme zu lösen (die allerdings auch zum Teil durch die Naturwissenschaften und Technik erst geschaffen wurden).

Chemie:

Alles um uns herum wie auch wir selbst, besteht aus chemischen Verbindungen. Ihre Synthese erfolgt in der Natur wie im Labor nach denselben Gesetzen. Sauerstoff und Kohlenstoff sind z.B. Elemente, Kohlenstoffdioxid ist eine Verbindung aus beiden.  Es entsteht bei der Atmung wie auch bei der Verbrennung von allem, was Kohlenstoff enthält. Es hilft uns Feuer löschen, aber es macht uns auch Sorgen als ”Treibhausgas”.

Chemie ist die Lehre von den Stoffen und ihrer Umwandlung. Sie funktioniert wie ein Baukastensystem: Die ca. 100 verschiedenen Bausteine, die im Periodensystem systematisch angeordneten Elemente, bilden Verbindungen, die je nach Kombination und Anordnung sehr unter­schied­lich stabil sein können. Den Kitt zwischen den Bausteinen bilden die Elektronen.

Jedes ”Bauwerk” hat typische Eigenschaften, z.B. flüssig, rot, süß, klebrig, elektrisch leitfähig. Mit diesen Eigenschaften sowie mit den Prozessen des Aufbaus (Synthese) und des Zerlegens (Analyse) der chemischen Verbindungen befassen sich Chemikerinnen und Chemiker.
Sie wollen die Eigenschaften der Stoffe beobachten und verstehen, sie wollen ihre Zusammensetzung und Struktur analysieren und sie gezielt herstellen oder verändern (umbauen). Das nennt man eine chemische Reaktion. Und sie wollen die dazu erforderlichen Prozesse möglichst intelligent gestalten: also Rohstoffe sinnvoll auswählen, wenig Abfall produzieren, wenig Energie verbrauchen.

Biologie:

Was ist Biologie?

  • Wie kommunizieren Zellen miteinander?
  • Wie lernen wir, wie lernen Tiere?
  • Wie wachsen Pflanzen und wie wehren sie sich gegen Schädlinge?
  • Wie entstehen Krankheiten wie Krebs oder die Alzheimer Erkrankung?
  • Warum altern wir?
  • Wie wehren sich Menschen und Tiere gegen Krankheiten?

All das und noch viele Fragen mehr, sind aktuelle Probleme der modernen Biologie.

Allgemeiner kann man sagen, dass die Biologie (altgr. bíos ‚Leben‘ und lógos ‚Lehre‘) die Wissenschaft ist, die sich mit allgemeinen Gesetzmäßigkeiten aller lebenden Organismen beschäftigt. Hierbei werden auch die speziellen Besonderheiten der Lebewesen, ihrer Evolution, ihre Organisation und Entwicklung sowie ihren vielfältigen Strukturen und Prozessen untersucht.

Die Biologie ist eine äußerst vielfältige und interdisziplinäre Naturwissenschaft, die sich in viele Spezialgebiete unterteilt. Zu den auf Allgemeinheit ausgerichteten Teilgebieten der Biologie gehören insbesondere die allgemeine Zoologie, allgemeine Botanik, aber auch Physiologie, Biochemie, Ökologie, Neurobiologie, Genetik, Pflanzenbiologie, Mikrobiologie und Systembiologie.

Die Hierarchieebenen der verschiedenen biologischen Ebenen reichen von Molekülstrukturen über Organellen, Zellen, Zellverbänden, Geweben und Organen zum Aufbau und Funktion komplexer Organismen. In größeren Zusammenhängen wird das Verhalten einzelner Organismen sowie ihr Zusammenspiel mit anderen und ihrer Umwelt untersucht, u.A. in den Disziplinen der Ethologie und Ökologie.

Die Ausbildung von Biologinnen und Biologen erfolgt an den Universitäten im Rahmen eines Bachelorstudiums, an den sich ein Masterstudium anschließen kann.