Логические карты наук.
Логические карты наук.
Физик и популяризатор науки создаёт простые схемы сложных наук, точных и прикладных, объясняя всем желающим их устройство.
На своём YouTube-канале Domain of Science Доминик Воллиман, доктор наук в области квантовой физики, рассказывает о науке и объясняет её другим. Одна из его идей — рисовать карты, которые объясняют какую-то конкретную науку в одной картинке, показывая, какие именно области включает наука, какие явления она описывает и какие вещи помогает создавать.
1. Карта всех наук.
Видео. "Карта всех наук". (на английском языке) (источник https://www.youtube.com/watch?v=ohyai6GIRZg )
2. Карты точных наук (3 шт.).
- Физика.
Анимированная визуализация разделов физики в виде наглядной карты. Она показывает, откуда берут начало и как связаны различные области физики, что они изучают, и для чего они нужны.
Видео. "Карта физики" (источник https://pikabu.ru/story/karta_fiziki_6021539)
И галактики, и субатомные частицы — всё это физика. Разделить физическую науку можно на три области: классическая физика, квантовая физика и теория относительности.
Для классической физики главным персонажем считается Исаак Ньютон, который также сделал шаги в исследовании оптики, что позволило сконструировать более мощные микроскопы и телескопы для наблюдения за микромиром и отдалёнными космическими объектами. Здесь же рассматриваются волны, электромагнетизм, классическая механика, термодинамика, механика жидкости.
Физика до ХХ века предполагала, что Вселенная работает, как часы, настроенные единственно верным способом, который легко постичь с помощью измерений. Однако Альберт Эйнштейн разработал специальную и общую теорию относительности, которая утверждает, что предшествовавшие представления о пространстве и времени, а также сущности энергии и материи были неверны.
Пока ОТО описывает вещи глобальные, квантовая физика обращается к очень малым частицам. Атомная теория исследует строение атома, ядерная физика — свойства атомных ядер и ядерные реакции, а физика частиц смотрит ещё глубже — в мир бесструктурных элементарных частиц.
- Математика.
Наглядная анимированная визуализация разделов математики в виде карты. Она показывает, как соотносятся чистая и прикладная математика, откуда растут различные разделы данной науки, и как они влияют на решение реальных проблем.
Видео. "Карта математики"( на английском языке) (источник https://pikabu.ru/story/karta_matematiki_5849090, https://youtu.be/OmJ-4B-mS-Y)
Уровни (Level) математики.
На этой карте Доминик Воллиман обобщил всю математику, которая делится на два основных раздела: чистая математика и прикладная математика. Также здесь можно найти множество подтем обеих областей. В основе лежат фундаментальные представления — основные математические законы, математическая логика, теория множеств.
Теоретическая математика включает топологию, дифференциальную геометрию и фрактальную геометрию, тригонометрию и множество других областей. На карте есть и теория хаоса, которую можно обнаружить и на «карте физики». Благодаря прикладной математике у нас есть такие перспективные на сегодняшний день дисциплины, как теория игр, теория вероятностей, криптография, компьютерные науки, машинное обучение.
В видео рассказывается, в частности, о развитии этой математики в древнем мире о египетских и древнегреческих достижениях в области вычислений, о рождении отрицательных чисел в Китае и числе ноль — в Индии.
- Химия.
Видео "Карта химии" (на английском языке) (источники https://newtonew.com/science/tochno-i-estestvenno-karty-glavnyh-nauchnyh-tem ,
https://www.youtube.com/watch?v=P3RXtoYCW4M&feature=youtu.be )
Мир химии разделён на этой карте на две части: химические законы и области применения химии человеком. Строго говоря, всё, что мы видим вокруг себя, а также мы сами — это химия. Большая часть всего вещества во Вселенной — это водород и гелий, однако оставшихся 2% хватило для того, чтобы наполнить таблицу Менделеева и обеспечить множество химических реакций.
Карта и видео рассказывают о первых химических опытах людей, которые освоили методы приготовления пищи, получения металлов из руд, стекла из песка; об устройстве периодической системы химических элементов; о том, какие свойства есть у веществ. Химия лежит в основе многих направлений знания и производства: органическая химия и органометаллическая химия, создание новых материалов и ароматизаторов, агрикультурные разработки.
3. Карты промежуточных наук. ( на границе точных и прикладных наук).
- Карта биологии.
Видео "Карта биологии" (на английском языке) (источник https://www.youtube.com/watch?v=wENhHnJI1ys&feature=youtu.be )
Биология связана с точными науками через науки - биофизика, биохимия, генетика, биоинформатика и т.п. Биология изучает жизнь во всех её формах — от живой клетки до самых разных видов животных, населяющих планету. Карта объясняет, какие субдисциплины существуют в биологии и как они связаны друг с другом. Микробиология, генетика, биоинженерия, анатомия, физиология, медицина, нейронаука, экология, зоология... Существует даже астробиология — перспективное направление, которое, возможно, скоро пригодится нам для того, чтобы изучать гипотетические микроорганизмы, скажем, из океана Европы (спутник Юпитера).
Биология изучает структуры веществ (этим занимаются биофизика и биохимия) и в то же время масштабные системы: экологию, окружающую среду. С помощью биомедицины и фармакологии жизнь людей качественно улучшается. И, если физика рассуждает о том, как и почему появилась Вселенная, то один из главных вопросов биологии — кто мы такие и почему мы именно таковы. Самыми интригующими вопросами о человеке (как мы мыслим, как осознаём себя?) занимаются нейронауки. В этой области нас определённо ждёт ещё много удивительных открытий.
- Карта вычислительных наук.
Видео "Карта вычислительных наук" (на английском языке) ( источник https://www.youtube.com/watch?v=SzJ46YA_RaA&feature=youtu.be )
Вычислительные науки связаны с точными науками через науки - математика, информатика, наука об операционных системах и т.п. На предыдущей карте компьютерные науки рассматривались в рамках математики — как дисциплина, которая возникла благодаря ей. Однако и сама информатика имеет сложную структуру, изучение которой объясняет, как именно компьютеры влияют на нашу жизнь, и чем можно заниматься, если вы решили посвятить себя компьютерным наукам.
Computer science изучает возможности компьютеров, их устройство и способы решения проблем с помощью вычислительной техники. Область интересов этой науки соприкасается с математикой, инженерным делом, в рамках которого рассматривают создание софта и компьютерную архитектуру, а также с другими дисциплинами. Как можно заметить, на карту попали и многие области, с продуктами которых сегодня встречается и рядовой пользователь: виртуальная реальность, big data и операционные системы.
Если вам понравилась статья, поставьте лайк и подпишитесь на канал . . Делайте комментарии, Оставайтесь с нами, друзья! Впереди ждёт много интересного!