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Sciences naturelles sont l'une des trois grandes divisions de la science, les deux autres étant les sciences sociales et les sciences formelles. Chimie, biologie, sciences de la terre, l'astronomie et la physique font partie des sciences naturelles. Il y a aussi des disciplines transversales, comme la biophysique, qui intègrent les différents aspects de multiples sujets. Avant le 17ème siècle, ces disciplines ont été souvent désignés comme «philosophie naturelle» et n'avaient pas les types d'expériences et les procédures utilisées aujourd'hui.
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La physique est, à bien des égards, la science qui sous-tend toutes les autres sciences naturelles, et a offert quelques-unes des révélations les plus inattendues du 20ème siècle. Parmi les plus notables de ces était la découverte que la matière et l'énergie sont constantes, et simplement transférer d'un état à l'autre. Grâce à l'astronomie, les scientifiques ont découvert une énorme quantité d'informations sur l'univers. Dans les siècles précédents, on pensait que l'univers tout entier était juste la Voie lactée, jusqu'à une série de débats et observations dans le 20ème siècle a révélé que l'univers est littéralement des millions de fois plus grande qu'on ne l'imaginait auparavant.
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La mise en place de la méthode scientifique dans les années 1600, et la révolution scientifique qui a suivi, a contribué à créer la science moderne. Sciences exactes et naturelles sont souvent désignés comme «science dure» en raison de l'utilisation massive de données objectives et des méthodes quantitatives qui reposent sur les chiffres et les mathématiques. En revanche, les sciences sociales, comme la psychologie, la sociologie et l'anthropologie, comptent davantage sur les évaluations qualitatives, ou non numériques, et ont tendance à avoir moins certaines conclusions. Les sciences formelles, y compris les mathématiques et les statistiques, sont fortement quantitative dans la nature, mais ne comportent généralement pas l'étude des phénomènes naturels ou d'expérimentation.
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Une grande partie de ce qui définit la civilisation moderne provient de l'évolution des connaissances et de la technologie causée par des enquêtes dans les sciences naturelles et de la chimie. Par exemple, la production moderne de la nourriture peut être retracée à le procédé Haber-Bosch, qui a été développé au cours de la Première Guerre mondiale Ce processus chimique permet la création de nitrates des engrais de l'azote atmosphérique, plutôt que de compter sur des sources fixes d'azote biologiquement tels que  bouse de vache, augmentant de manière significative la quantité de nourriture divers pays produisent.
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Merci à l'évolution de la biologie, en particulier ceux dans le 20e siècle, les médecins peuvent utiliser des médicaments de pointe pour guérir ou traiter de nombreuses maladies qui étaient auparavant fatale. Grâce à la recherche en biologie et en médecine, fléaux du 19e siècle et avant, comme la peste et la variole, sont venus en grande partie sous contrôle. Peut-être plus important encore, les taux de mortalité des nourrissons et des mères dans les pays industrialisés ont considérablement diminué. Le sous-champ biologique de la génétique a même permis aux scientifiques de comprendre le code même de la vie, et de reconnaître la façon dont il s'exprime au sein de chaque personne.
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Les progrès de la science de la terre ont permis l'humanité pour extraire d'énormes quantités de minéraux et de pétrole de la croûte de la Terre, l'alimentation des moteurs de la civilisation moderne et de l'industrie. Paléontologie, un sous-champ de la science de la terre, ouvre une fenêtre sur le passé lointain de la Terre, bien avant les humains existaient encore. Grâce à des découvertes en géologie et des domaines similaires dans les sciences naturelles, les scientifiques sont mieux en mesure de comprendre l'histoire de la planète et prévoir les changements, il peut passer à l'avenir.
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