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除了物理学和化学，基础自然科学还包括生物学、地球与空间科学（含地质学、气象学、海洋学、天文学等）、以及作为自然科学重要工具和基础的数学（尽管其性质更抽象，常被单列为形式科学）。以下是主要分类及概要：
核心目标： 研究生命现象、生物体结构、功能、演化及与环境互动。
理论体系分支：
应用关联： 医药研发、农业育种、生物技术、环境保护、食品安全。
核心目标： 研究地球系统（岩石圈、水圈、大气圈、生物圈）及宇宙天体的结构、演化和动力学。
主要分支：
| 学科 | 研究对象 | 核心内容 |
|---|---|---|
| 地质学 | 地球固体部分 | 岩石矿物、板块构造、地震火山、地质历史、矿产资源。 |
| 气象学 | 大气层 | 天气预测、气候变化、大气环流、极端气象。 |
| 海洋学 | 海洋系统 | 洋流、海洋化学、海底地质、海洋生态。 |
| 天文学 | 宇宙天体 | 恒星演化、星系结构、宇宙学（暗物质/暗能量）。 |
| 地球物理学 | 地球物理场 | 重力、地磁、地热、地震波探测。 |
| 空间科学 | 近地空间及行星 | 行星探测、太阳活动、空间天气。 |
应用关联： 资源勘探（石油、矿产）、灾害预警（地震、台风）、气候变化研究、太空探索（卫星、载人航天）。
核心目标： 通过逻辑与抽象模型描述数量、结构、空间及变化规律。
理论体系分支：
核心作用： 为所有自然科学提供建模、推演与验证工具（如物理中的偏微分方程、生物中的种群模型）。
基础学科间的融合催生新领域：
| 分类维度 | 典型划分方式 | 示例 |
|---|---|---|
| 研究对象尺度 | 微观→宏观→宇观 | 粒子物理→生物学→天文学 |
| 运动速度 | 低速（经典物理）→ 高速（相对论） | 牛顿力学 vs 狭义相对论 |
| 物质状态 | 固态/液态/气态/等离子体 | 凝聚态物理 vs 等离子体物理 |
| 生命属性 | 非生命系统 vs 生命系统 | 物理学 vs 生物学 |
| 时间尺度 | 瞬时反应→地质演化 | 化学反应 vs 板块运动 |
所有基础自然科学均通过以下路径推动技术与产业：
| 学科 | 核心问题 | 关键理论 | 应用枢纽领域 |
|---|---|---|---|
| 物理学 | 物质、能量、时空相互作用 | 相对论/量子力学/热力学 | 能源、材料、信息技术、航天 |
| 化学 | 物质组成与转化规律 | 化学键/反应动力学/分析化学 | 化工、制药、材料、环境 |
| 生物学 | 生命结构与功能 | 进化论/遗传学/细胞理论 | 医药、农业、生物技术、生态保护 |
| 地球与空间科学 | 地球系统与宇宙演化 | 板块构造/气候模型/恒星演化 | 资源勘探、灾害防御、太空探索 |
| 数学 | 抽象结构与逻辑关系 | 分析/代数/几何/统计 | 所有科学与工程的底层工具 |
提示：现代前沿科学（如量子计算、合成生物学、深空探测）往往依赖多学科协同，基础学科的界限日益模糊，但核心理论体系仍是创新的源头。