Naturwissenschaften im Fokus I

In der Frühzeit des Altertums schlug sich das Nachdenken des Menschen über den Ursprung der Welt in den Mythen und Religionen der damaligen Kulturen nieder. Einige beeinflussten sich gegenseitig und sind zum Teil noch heute Glaubensinhalt. Sie enthalten die unterschiedlichsten Deutungen zur Entstehung des Kosmos in all’ seinen Formen, zur Natur mit ihren Pflanzen und Tieren und in Sonderheit zum Menschen selbst, zu seiner Existenz in unterschiedlichen Welten und Zeitaltern. Die rein mythologisch-religiöse Deutung wurde im antiken Griechenland durch eine naturphilosophische ergänzt, sie beinhaltete bereits erste Ansätze naturwissenschaftlichen Denkens und Tuns im heutigen Verständnis. – Im Mittelalter, in der Neuzeit und insbesondere im 19. und 20. Jahrhundert konnten die Kenntnisse in den Naturwissenschaften bedeutend erweitert werden, womit eine sprunghafte Entwicklung in den Anwendungsdisziplinen, wie in der Technik, Medizin, Landwirtschaft und in allen anderen, einherging. – Im Zeitalter der Jetztzeit und Zukunft, dem Anthropozän, lebt ein Großteil der Menschheit auf einem hohen zivilisatorischen Niveau. Als Folge der weiter stark anwachsenden Erdbevölkerung bei gleichzeitig ungebremstem Ressourcenabbau und einsetzendem Klimawandel steht die Menschheit inzwischen vor großen Problemen. Wird sie in der Lage sein, sie friedlich zu bewältigen?

In diesem Kapitel werden eine Reihe naturwissenschaftlicher Begriffe, Befunde und Fakten zusammengestellt. Sie betreffen u. a. Begriffe wie Masse; Raum; Zeit, Temperatur. – Der Aufbau der Materie wird in seinen Grundzügen dargestellt, ausgehend von den Gasgesetzen, bis zum Atommodell und den Aggregatzuständen fortschreitend. Dabei wird das SI (Le System International d’Unites) vorgestellt, ebenso die Naturkonstanten. Das alles bildet die Grundlage für die Ausführungen in den Kapiteln der folgenden Bände, wo die Begriffe erweitert, vertieft und durch Anwendungen ergänzt werden.

Die Mathematik wird vielfach als Königin der Wissenschaften bezeichnet. Bestechend ist ihre Universalität mit einer von allen Menschen verstandenen Formelsprache, gültig in allen Gesellschaftsformen. Ihr Beitrag zur menschlichen Kultur steht gleichrangig neben Kunst, Dichtung und Musik sowie den Geistes- und Naturwissenschaften, in die sie mit ihren Metthoden hineinwirkt. – Im Kapitel wird auf elementarer Ebene das Rechnen mit Zahlen, Potenzen und Logarithmen geübt und Begriffe, wie Funktion, Differentiation, Integration, erläutert. Anhand von drei Beispielen wird in das Gebiet der Differentialgleichungen eingeführt. Weil wichtig, wird auch versucht, den Weg in die Statistik und Wahrscheinlichkeitstheorie zu ebnen. Es handelt sich um Mathematik des höheren Schulunterrichts. Die diesbezüglichen Darstellungen in den Fachkapiteln der folgenden Bände bewegen sich überwiegend auf einem einfacheren Niveau, es handelt sich meist um Umformungen und Zahlenrechnungen.