Le scienze naturali sono le discipline che studiano i fenomeni del mondo che ci circonda con osservazioni ed esperimenti, in contrapposizione con le scienze razionali, quali la matematica o la filosofia teorica o la teologia, che basano i propri procedimenti sul ragionamento puro. L’osservazione dei fatti naturali non esclude l’elaborazione di leggi generali e di una scienza teorica, ma ne costituisce anzi il fondamento e la verifica.
D’altro lato le scienze naturali hanno fornito un gran numero di informazioni utili all’uomo. Fra le prime ricerche naturalistiche, condotte soprattutto a scopo pratico, si possono ricordare quelle geografiche di Erodoto, che studiò e descrisse le condizioni di vita dei diversi paesi, e di Aristotele, che si occupò di geografia, astronomia, zoologia, indagando essenze e cause, ed eccelse nella classificazione descrittiva. Dopo Aristotele, Teofrasto approfondì la botanica, soffermandosi largamente sulle piante medicinali. Plinio, nella sua Naturalis Historia, raccolse in forma organica, molte notizie su piante, animali, minerali.
Ma la scienza moderna si evolve e comincia ad avere vita solo nei secc. XVI e XVII, sulle confuse rovine delle cognizioni medievali. Padova e Pisa fondarono giardini botanici rispettivamente fino dal 1540 e ’47, quando le esplorazioni di nuove terre fecero conoscere molte specie vegetali e animali nuove. In quel tempo il riveglio scientifico interessò ogni campo (anatomia e fisiologia, geografia, fisica, mineralogia) e vide l’introduzione del metodo deduttivo nelle scienze naturali. I filosofi incominciarono ad analizzare le scienze, a classificarle e a stabilirne il valore conoscitivo.
Per Bacone, le scienze naturali comprendono: astronomia, meteorologia, geografia, studio degli elementi — include mineralogia, geologia, fisica terrestre, che suddivida piante e animali in categorie razionali; la sistematica è ancora basata sui caratteri morfologici, e solo più tardi con Linneo, comincerà a tener conto di caratteri anatomofisiologici, perfezionandosi nel sec. XVII con Stenone; ma solo Buffon, non più di due secoli fa, concepì la descrizione di piante e animali come concatenazione genetica: con lui le scienze naturali non registrano solo oggetti e fatti individuali, ma si spingono alla ricerca della concatenazione genetica sulla base dell’osservazione diretta, cioè su una via loro propria e indipendente.
L’enciclopedia delle scienze naturali
La Storia Naturale del Buffon, in 36 volumi, costituisce una vera enciclopedia delle scienze naturali, rinnovate e trasformate secondo il nuovo metodo di visione organica del tutto. Ad esso vanno aggiunti la Teoria della Terra e lo Studio delle epoche della natura, rimasti classici. Con Buffon viene insomma fondata la sistematica. A questo punto, la direzione moderna delle scienze naturali è ormai definita. A. von Humboldt (1769-1859) continua la via col Kosmos e afferma nuovamente che quanto dipende dall’essenza variabile della realtà — si tratti degli esseri viventi e della loro forma o di corpi inerti — non può essere dedotto da sole idee.
Con questi principi degli scienziati collimano quelli dei filosofi: A. Comte (1789-1857) riserva alla filosofia lo studio dei fatti e delle loro relazioni, e alle S. N. l’applicazione delle leggi astratte alle leggi effettive degli esseri; ma tutto questo è riferito soprattutto alla dinamica celeste. Cournot, nel suo Essai sur les fondements de nos connaissances, enumera tre specie di discipline: teoriche, storiche e tecniche, e distingue il teorico dallo storico, introducendo la «teoria del caso», che pone limiti al determinismo storico. Naville, nella sua Classification des sciences, giunge a conclusioni analoghe, distinguendo scienze di leggi e scienze di fatti o storiche, tra le quali pone la storia naturale.
Oggi le scienze naturali, suddivise in numerose specialità, hanno assunto forme razionali e, indagando i fatti della natura, li sottopongono a discussione, e cercano di definire le leggi generali da cui dipendono i fatti singoli osservati. Le conoscenze approfondite, i migliori mezzi di osservazione, i metodi razionali hanno indicato le vie migliori, e portato a cambiamenti non piccoli. Così, ad unico esempio, la vecchia sistematica — basata sulla classificazione di piante e animali secondo le loro forme e modi di vita — ha dovuto essere riveduta, sostituita da un’altra basata su analogie anatomiche e filogenetiche prima non evidenti.