Selles peatükis õpime:

• loodusteaduste valdkonda kuuluvad nii bioloogia, geograafia, füüsika kui ka keemia,
• loodusteadusteks on ka piirteadused, näiteks geokeemia ja biofüüsika.

Miks näeb äikese ajal välku varem, kui kuuleb müristamist? Miks algab veekogude jäätumine veekogu pinnalt, mitte põhjast? Miks põlevkivi põleb, aga paekivi mitte? Kuidas on tekkinud looduses teemandid?

Kõik meie ümber muutub pidevalt. Inimesed on alati uurinud ja jälginud loodust uudishimulikult, püüdes leida küsimustele vastuseid. Nii on kujunenud loodusteadused, mis seletavad looduses toimuvaid muutusi ehk loodusnähtusi.

Pikaajalised vaatlused, korduvad katsed, andmete kogumine ja nende analüüs võimaldavad meil märgata looduses seaduspärasusi ja sõnastada loodusseaduseid ning püstitada uusi teooriaid. Näiteks kui hõõruda vastastikku peopesasid, hakkab kätel soe. Kui teha sarnaseid katseid teiste vahenditega, võib iga kord täheldada, et hõõrdumisel asjad soojenevad. Järelikult on tegemist seaduspärasusega ja me saame sõnastada loodusseaduse: hõõrdumisel vabaneb soojus (selle loodusseaduse korrektset sõnastust õpid hiljem).

Et loodus meie ümber on ääretult mitmekesine ning uurimist vajavaid loodusnähtuseid on tohutult palju, hakkasid loodusteadlased erinevat tüüpi loodusnähtusi kirjeldama erinevate teadusharudena: bioloogia, füüsika, keemia ja geograafiana.

Bioloogias uuritakse elusloodust, näiteks rakkude paljunemist ja taimede levikut. Keemias uuritakse ainete koostist, ehitust ja omadusi ning nende muundumise seaduspärasusi – näiteks miks raud roostetab ja kuidas toota plastmassi. Füüsikas uuritakse ja kirjeldatakse kõiki loodusnähtusi kõige üldisemas mõttes, näiteks mis on liikumine ja mis põhjustab liikumist ning kuidas tekivad heli ja valgus. Loodusgeograafias uuritakse Maad inimese elukeskkonnana, näiteks ookeanide hoovuseid ja kliima kujunemist Maa eri paigus.

Karl Ernst von Baer (1792–1876) on maailmas tuntud loodusteadlane, kes õppis Tartu ülikoolis arstiks. Õpingute ajal oli ta kriitiline eestlaste hügieeni ja ravimeetodite suhtes. Hiljem aga hindas Baer saunas vihtlemist kõrgelt – see ergutab hästi vereringet. Üheks terviseparandamise viisiks luges ta ka rohket hapupiima joomist, mis tema arvates leevendas seedeprobleeme.

Enamuse oma elust tegutses Baer väljaspool Eestit. Arstiõpingute järel täiendas ta end meditsiini valdkonnas Saksamaal ja Austrias. Seejärel töötas Köningsbergi (praeguse Kaliningradi) ülikoolis, kus uurides imetajate loote arengut, avastas 1827. a munaraku. Sellega rajas ta embrüoloogia – bioloogia haru, mis tegeleb loote uurimisega.

Baer huvitus geograafiast. St Peterburis Teaduste Akadeemias töötades osales Baer ekspeditsioonidel Siberisse ja Soome lahe rannikule. Ta leidis jääkriime Soome graniitsel pinnasel ja tõendeid, et rändrahnud paiknevad ümber sellepärast, et neid liigutab jää. Baer avastas ka sellise seaduspärasuse, et see, mismoodi jõevesi kallast kulutab, sõltub muuhulgas ka Maa pöörlemisest. Baer leidis, et igikelts asub sellistel aladel, kus aasta keskmine temperatuur jääb alla 0 °C.

1851.–1852. aastal uuris Baer esimese teadlasena Peipsi järve ja Läänemere rannikualade kalavarusid ja tema töö tulemusena koostati Venemaal 1859. a esimene looduskaitsemäärus.

Tänapäeva teadlaste võtmesõnaks on koostöö – teadlased töötavad uurimisrühmades, kus nad jagavad tööülesandeid ning oma ideid teiste teadlastega. Ühe ja sama uurimisrühma teadlased võivad olla nii samast kui ka hoopis erinevast teadusharust. Välja on kujunenud piirteadused – need on teadusharud, kus on ühendatud eri teadused, näiteks biofüüsikas uuritakse lihase liikumise füüsikalisi aluseid või valguse toimet taimede kasvus (fotosünteesi).