我们抬头看见天空。天空有时候是蓝色的。有时候是灰色的。云在飘动。太阳早上从东边升起。晚上从西边落下。月亮有圆有缺。星星在夜晚闪烁。这些现象很平常。我们每天都能看到。自然科学就是研究这些平常现象。它想知道天空为什么是蓝色的。云为什么会飘动。太阳为什么东升西落。

我们脚下是大地。大地上有山。有河流。有树木。有动物。石头很硬。水会流动。种子埋在土里会长出植物。这些东西也很平常。自然科学观察它们。测量它们。它想了解山的构成。水流动的规律。植物生长的秘密。

自然世界充满变化。一年有春夏秋冬。天气有时冷有时热。水加热会变成气。水冷却会结成冰。铁放久了会生锈。木头燃烧会变成灰。这些变化吸引着人们。人们想知道原因。想知道背后的道理。

自然科学寻找答案。它用眼睛仔细看。用手触摸。用耳朵听。更重要的是用脑子想。看和听是收集信息。想是整理信息。把信息联系起来。找出其中的规律。规律就是事物变化的方式。它常常重复出现。比如松手苹果会落地。再松手别的苹果也会落地。这就是一个规律。

观察需要工具。眼睛看得不够远。人们发明了望远镜。望远镜能看到远处的星星。眼睛看得不够细。人们发明了显微镜。显微镜能看到微小的水滴里有小生命。工具延伸了我们的感官。让我们看到更广阔的世界。也看到更精细的世界。

自然科学重视事实。事实是实际发生的情况。事实可以通过观察得到。两个人同时观察一个事实。他们应该看到同样的东西。事实是研究的基础。猜测需要事实来检验。一个想法提出来。要用事实看看对不对。如果事实不符合想法。想法就需要修改。或者放弃。

实验是重要的方法。自然现象很复杂。很多因素混在一起。不容易看清楚。实验可以创造一个简单环境。在实验中。我们可以控制条件。改变一个因素。保持其他因素不变。看看会发生什么。比如想知道植物生长是否需要阳光。我们可以拿两盆同样的植物。一盆放在阳光下。一盆放在黑暗里。其他浇水施肥都一样。过段时间比较它们。这样就能看出阳光的作用。

测量让研究更精确。植物长得高一点矮一点。光是说感觉不准确。用尺子量出身高。用秤称出重量。用表记录时间。数字能准确描述差异。精确的测量可以发现微小的变化。微小的变化有时很重要。数字还能进行计算。计算可以预测结果。预测后通过观察和实验来验证。

自然科学的知识像盖房子。观察和实验得到事实。这些事实是砖块。思考和推理是水泥。把砖块粘合起来。形成一面墙。这面墙就是一个理论。理论能解释许多现象。还能预测新现象。房子是一层层盖的。下面的知识是基础。上面的知识建立在下面基础上。知识体系就这样慢慢变大。变牢固。

自然科学的分支很多。研究星星和宇宙的叫天文学。研究地球的叫地学。研究生命现象的叫生物学。研究物质变化的叫化学。研究力和运动的叫物理学。这些分支有各自的重点。它们也互相联系。生物体内有化学变化。地球运动遵循物理规律。知识没有严格的边界。

自然科学影响我们的生活。我们了解电的规律。于是有了电灯电话。我们了解微生物。于是有了药物和疫苗。我们了解材料的性质。于是造出更好的房屋和汽车。自然科学让人类更健康。生活更方便。它也让人类更强大。能利用自然的力量。

自然科学也带来新问题。汽车多了空气污染。农药用了环境破坏。科技的力量很大。用得不好会有害处。这需要人们小心思考。用知识造福社会。而不是造成伤害。自然科学本身是工具。如何使用它取决于人类自己。

我们每个人都能接触自然科学。孩子玩积木。搭得高会倒。这就是重力在作用。煮水时盖子被顶起。这是蒸汽的力量。生活中处处有科学。仔细观察就能发现。多问为什么。试着找答案。这个过程就是科学的开始。

自然科学导论介绍的就是这些。它告诉我们科学是什么。科学做什么。科学怎么做。它带领我们走进科学的大门。门里的世界很丰富。等待我们去探索。探索需要好奇心。需要耐心。需要诚实。面对自然。我们要谦虚。我们知道得越多。就发现不知道的也越多。这是一个没有尽头的旅程。这个旅程很有意义。它让我们更了解我们生活的世界。