طبیعت یا زاستار، به معنای گسترده آن، جهان طبیعی، فیزیکی و مادی یا گیتی میباشد. «طبیعت» میتواند به پدیدههای جهان فیزیکی و بهطور کلی به زندگی اشاره کند. مطالعه طبیعت، بخش بزرگی اگر نه تنها قسمتی از علم است. اگر چه انسان بخشی از طبیعت است، اما فعالیت بیشتر به عنوان مقولهای جدا از سایر پدیدههای طبیعی فهمیده میشود.
در دانش فیزیک، فیزیک تجربی (یا فیزیک آزمایشگاهی) مجموعهای از رشتهها و زمینه هاست که موضوع آنها مشاهده پدیدههای فیزیکی برای جمعآوری داده در مورد جهان است. روشها از زمینهای به زمینهٔ دیگر متفاوت هستند و شامل مشاهدههای سادهای مانند آزمایش کاوندیش تا آزمایشهای پیچیدهتر و بزرگتری مانند برخورددهنده هادرونی بزرگ میشوند.
شیمی (در فارسی افغانستان و فارسی تاجیکستان: کیمیا) (به فرانسوی: Chimie) شاخهای از علم است که به بررسی عناصر، ترکیبهای ساخته شده از اتمها، مولکولها و یونها، ساختار شیمیایی، خواص و رفتار مواد و تأثیر مواد برهمدیگر و همچنین تغییراتی که یک ماده در حین انجام یک واکنش با مواد دیگر از خود نشان میدهد، میپردازد.
علوم طبیعی (به انگلیسی: Natural science)، شاخهای از علوم است که با توصیف، پیشبینی و درک پدیدههای طبیعیِ مبتنی بر شواهد تجربی ناشی از مشاهده و آزمایش، سر و کار دارد و در آن، سازوکارهایی مانند داوری همتا و تکرارپذیری یافتهها برای اطمینان از اعتبار اکتشافات علمی استفاده میشوند.
ارتعاش مولکولی (به انگلیسی: Molecular vibrations) هنگامی رخ میدهد که اتمها در یک مولکول در حرکت دورهای باشند. در حالی که بهطور کلی مولکولها دارای حرکت ثابت و حرکت چرخشی هستند. فرکانس حرکت دورهای به عنوان فرکانس ارتعاش شناخته میشود. فرکانسهای معمولی از لرزشهای مولکولی از 10 تا 10 Hz متفاوت است که مربوط به طول موج حدود ۳۰۰ تا ۳۰۰۰ سانتیمتر است.بهطور کلی یک مولکول با N اتم دارای 3N-۶ حالت طبیعی ارتعاش است، اما یک مولکول خطی دارای 3N-۵ حالت ارتعاش است. (زیرا چرخش در محور مولکولی آن مشاهده نمیشود) یک مولکول دو اتمی دارای یک حالت عادی ارتعاش است.ارتعاشات مولکولی هنگامی رخ میدهد که پیوندهای درون یک مولکول و اتمها آن شروع به ارتعاش کنند و این اتفاقات با جذب انرژی توسط مولکول انجام میشود.ارتعاشات مولکولهای قطبی و ناقطبی متفاوت است. حالتهای عادی ارتعاش مولکولهای قطبی مستقل از یک دیگر هستند، اما هر حالت عادی شامل ارتعاشات همزمان از قسمتهای مختلف مولکول (مانند پیوندهای شیمیایی مختلف) است.انرژی جذب شده به صورت کوانتومی میباشد، در نتیجه هنگامی که مولکول یک کوانتومانرژی (E) را جذب کند، ارتعاش مولکولی رخ میدهد.E باتوجه به فرکانس لرزش،v، و رابطه پلانک E=hv (در اینجا h،ثابت پلانک) محاسبه میشود.یک ارتعاش به هنگام جذب انرژی توسط مولکول درحالت پایه اتفاق میافتد. (به حالت پاییه توجه شود). وقتی پیوند دو کوانتوم انرژی جذب میکند، صوت اول پیوند تحریک میشود و به همین ترتیب صوتهای بالاتری تحریک میشوند. تقریباً، حرکت ارتعاشی عادی را میتوان به صورت حرکت نوسانگر هماهنگ ساده در نظر گرفت.در این تقریب، معادله انرژی ارتعاشی به صورت یک تابع درجه دوم است.اما در واقعیت این حرکت مانند حرکت نوسانگر هماهنگ ساده نیست و صوت اول این حرکت، فرکانسش کمی کمتر از دو برابر فرکانس اساسی است.
زمینشناسی یا ژئولوژی (به فرانسوی: Géologie) علم مطالعه زمین، مواد سازنده آن، ساختار مواد آن و فرایندهایی را که بر روی آن عمل میکنند است. زمینشناسی یکی از شش علوم پایه اصلی (بقیه شامل ریاضیات، فیزیک، شیمی، زیستشناسی و نجوم) میباشد. بخش مهمی از زمینشناسی مطالعه چگونگی تغییر مواد، ساختارها، فرایندها و ارگانیسمهای زمین با گذشت زمان است.
اَختَرشناسی، سِتارهشناسی، نُجوم یا آسترونومی (به انگلیسی: Astronomy) به دانش بررسی موقعیت، تغییرات، حرکت و ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی «اشیای آسمانی» از جمله ستارهها، سیارهها، دنبالهدارها، کهکشانها و رویدادهای آسمانی مانند شفق قطبی و تابش زمینهٔ کیهانی گفته میشود که خاستگاه آنها بیرون از جو زمین است. اخترشناسی با رشتههایی همچون کیهانشناسی، فیزیک، شیمی و فیزیکِ حرکت ارتباط تنگاتنگ دارد. اگر فقط ستارهها مطالعه شوند به آن اخترشناسیِ ستارهای گفته میشود.
زیستشناسی یا بیولوژی بخشی از علوم هفتگانه است که گونه و شیوهٔ زندگی جانداران را بررسی میکند. این دانش به بررسی ویژگیها و رفتار جانداران، چگونگی پیدایش گونهها و افراد (افزایش گرایی)، و نیز به بررسی تعامل جانداران با یکدیگر و محیط پیرامونشان میپردازد. (زیستشناسی سامانهها) زیستشناسی، شامل موضوعات و تقسیمبندیهای گستردهای از بسیاری مباحث و رشتههای مختلف میباشد؛ از جمله مهمترین این مشخصات، چهار ویژگی به هم وابسته شامل موارد زیر است که میتوان آنها را اساس زیستشناسی کهن نامید:
ژنتیک (به فرانسوی: Génétique) (از ریشهٔ یونانی: γενετική؛ خاستگاه، زایش، نژاد، گونه) یا ژنشناسی بخشی از دانش زیستشناسی است که به وراثت و تفاوتهای جانداران میپردازد. با استفاده از قوانین و مفاهیم موجود در این دانش میتوانیم به همانندی یا ناهمانندی دو جاندار نسبت به یکدیگر پی ببریم و بدانیم که چگونه و چرا چنین همانندی یا ناهمانندی در داخل یک جامعه گیاهی یا جانوری به وجود آمدهاست. دانش ژنشناسی، انتقال دادههای زیستی از یک سلول به سلولی دیگر یا از پدر و مادر به نوزاد و نسلهای آینده تعریف میشود. ژنشناسی با چگونگی این جابهجاییها که باعث نشانگانها، دگرگونیها و همانندیها در جانداران است ربط دارد. دانش ژنشناسی به سرشت فیزیکی و شیمیایی و در کل پیکری این دادهها نیز میپردازد.