自然科學(xué)

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自然科學(xué)含括了許多領(lǐng)域的研究,自然科學(xué)通常試著解釋世界是依照自然程序而運作,而非經(jīng)由神性的方式。自然科學(xué)一詞也是用來定位“科學(xué)”,是遵守科學(xué)方法的一個學(xué)科。自然科學(xué) (natural science )是研究無機自然界和包括人的生物屬性在內(nèi)的有機自然界的各門科學(xué)的總稱。認識的對象是整個自然界,即自然界物質(zhì)的各種類型、狀態(tài)、屬性及運動形式。認識的任務(wù)在于揭示自然界發(fā)生的現(xiàn)象以及自然現(xiàn)象發(fā)生過程的實質(zhì),進而把握這些現(xiàn)象和過程的規(guī)律性,以便解讀它們,并預(yù)見新的現(xiàn)象和過程,為在社會實踐中合理而有目的地利用自然界的規(guī)律開辟各種可能的途徑。自然科學(xué)的根本目的在于尋找自然現(xiàn)象的來因。自然科學(xué)認為超自然的、隨意的和自相矛盾的實驗是不存在的。自然科學(xué)的最重要的兩個支柱是觀察和邏輯推理。由對自然的觀察和邏輯推理自然科學(xué)可以引導(dǎo)出大自然中的規(guī)律。假如觀察的現(xiàn)象與規(guī)律的預(yù)言不同,那么要么是因為觀察中有錯誤,要么是因為至此為止被認為是正確的規(guī)律是錯誤的。一個超自然因素是不存在的。順著傳統(tǒng)用法,近來“自然科學(xué)”一詞有時被以更貼近它日常的意思方式來使用。在這個意義下,自然科學(xué)可被理解為生物科學(xué)(涉及生物學(xué)程序),并以區(qū)辨物理科學(xué)(涉及宇宙的物理及化學(xué)法則)及化學(xué)科學(xué)。  

目錄

自然科學(xué)各領(lǐng)域介紹

數(shù)學(xué)

數(shù)學(xué)是研究數(shù)量、結(jié)構(gòu)、變化以及空間模型等概念的一門學(xué)科。透過抽象化和邏輯推理的使用,由計數(shù)、計算、量度和對物體形狀及運動的觀察中產(chǎn)生。數(shù)學(xué)家們拓展這些概念,為了公式化新的猜想以及從合適選定的公理及定義中建立起嚴謹推導(dǎo)出的真理。  

物理學(xué)

物理是研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)、物質(zhì)相互作用和運動規(guī)律的自然科學(xué)。是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué),物理學(xué)的一個永恒主題是尋找各種序(orders)、對稱性(symmetry)和對稱破缺(symmetry-breaking)、守恒律(conservation laws)或不變性(invariance)?! ?/p>

化學(xué)

化學(xué)(chemistry)是研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、以及變化規(guī)律的科學(xué)。世界是由物質(zhì)組成的,化學(xué)則是人類用以認識和改造物質(zhì)世界的主要方法和手段之一,它是一門歷史悠久而又富有活力的學(xué)科,它的成就是社會文明的重要標(biāo)志?! ?/p>

天文學(xué)

天文學(xué)(Astronomy)是研究宇宙空間天體、宇宙的結(jié)構(gòu)和發(fā)展的學(xué)科。內(nèi)容包括天體的構(gòu)造、性質(zhì)和運行規(guī)律等。主要通過觀測天體發(fā)射到地球的輻射,發(fā)現(xiàn)并測量它們的位置、探索它們的運動規(guī)律、研究它們的物理性質(zhì)、化學(xué)組成、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、能量來源及其演化規(guī)律?! ?/p>

地球科學(xué)

地球科學(xué)是以地球系統(tǒng)(包括大氣圈、水圈、巖石圈、生物圈和日地空間)的過程與變化及其相互作用為研究對象的基礎(chǔ)學(xué)科。主要包括地理學(xué)(含土壤學(xué)與遙感)、地質(zhì)學(xué)、地球物理學(xué)、地球化學(xué)、大氣科學(xué)、海洋科學(xué)和空間物理學(xué)j以及新的交叉學(xué)科(地球系統(tǒng)科學(xué)、地球信息科學(xué))等分支學(xué)科?! ?/p>

生命科學(xué)

生命科學(xué)是研究生命現(xiàn)象、生命活動的本質(zhì)、特征和發(fā)生、發(fā)展規(guī)律,以及各種生物之間和生物與環(huán)境之間相互關(guān)系的科學(xué)。用于有效地控制生命活動,能動地改造生物界,造福人類生命科學(xué)與人類生存、人民健康、經(jīng)濟建設(shè)和社會發(fā)展有著密切關(guān)系,是當(dāng)今在全球范圍內(nèi)最受關(guān)注的基礎(chǔ)自然科學(xué)?! ?/p>

自然科學(xué)研究方法

一、科學(xué)實驗法

科學(xué)實驗、生產(chǎn)實踐和社會實踐并稱為人類的三大實踐活動。實踐不僅是理論的源泉,而且也是檢驗理論正確與否的惟一標(biāo)準(zhǔn),科學(xué)實驗就是自然科學(xué)理論的源泉和檢驗標(biāo)準(zhǔn)。特別是現(xiàn)代自然科學(xué)研究中,任何新的發(fā)現(xiàn)、新的發(fā)明、新的理論的提出都必須以能夠重現(xiàn)的實驗結(jié)果為依據(jù),否則就不能被他人所接受,甚至連發(fā)表學(xué)術(shù)論文的可能性都會被取締。即便是一個純粹的理論研究者,他也必須對他所關(guān)注的實驗結(jié)果,甚至實驗過程有相當(dāng)深入的了解才行。因此,可以說,科學(xué)實驗是自然科學(xué)發(fā)展中極為重要的活動和研究方法?! ?/p>

二、數(shù)學(xué)方法

數(shù)學(xué)方法有兩個不同的概念,在方法論全書中的數(shù)學(xué)方法指研究和發(fā)展數(shù)學(xué)時的思想方法,而這里所要闡述的數(shù)學(xué)方法則是在自然科學(xué)研究中經(jīng)常采用的一種思想方法,其內(nèi)涵是;它是科學(xué)抽象的一種思維方法,其根本特點在于撇開研究對象的其他一切特性,只抽取出各種量、量的變化及各量之間的關(guān)系,也就是在符合客觀的前提下,使科學(xué)概念或原理符號化、公式化,利用數(shù)學(xué)語言(即數(shù)學(xué)工具)對符合進行邏輯推導(dǎo)、運算、演算和量的分析,以形成對研究對象的數(shù)學(xué)解釋和預(yù)測,從而從量的方面揭示研究對象的規(guī)律性。這種特殊的抽象方法,稱為數(shù)學(xué)方法?! ?/p>

三、系統(tǒng)科學(xué)方法

系統(tǒng)科學(xué)是關(guān)于系統(tǒng)及其演化規(guī)律的科學(xué)。盡管這門學(xué)科自20世紀(jì)上半葉才產(chǎn)生,但由于其具有廣泛的應(yīng)用價值,發(fā)展十分迅速,現(xiàn)已成為一個包括眾多分支的科學(xué)領(lǐng)域。它包括有:一般系統(tǒng)論、控制論、信息論、系統(tǒng)工程、大系統(tǒng)理論、系統(tǒng)動力學(xué)、運籌學(xué)、博弈論、耗散結(jié)構(gòu)理論、協(xié)同學(xué)、超循環(huán)理論、一般生命系統(tǒng)論、社會系統(tǒng)論、泛系分析、灰色系統(tǒng)理論等分支。這些分支,各自研究不同的系統(tǒng)。自然界本身就是一個無限大、無限復(fù)雜的系統(tǒng),在自然界中包括著許許多多不同的系統(tǒng),系統(tǒng)是一種普遍存在。一切事物和過程都可以看作組織性程度不同的系統(tǒng),從而使系統(tǒng)科學(xué)的原理具有一般性和較高的普遍性。利用系統(tǒng)科學(xué)的原理,研究各種系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能及其進化的規(guī)律,稱為系統(tǒng)科學(xué)方法,它已得到各研究領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,目前尤其在生物學(xué)領(lǐng)域(生態(tài)系統(tǒng))和經(jīng)濟領(lǐng)域(經(jīng)濟管理系統(tǒng))中的應(yīng)用最為引人注目。系統(tǒng)科學(xué)研究有兩個基本特點:其一是它與工程技術(shù)、經(jīng)濟建設(shè)、企業(yè)管理、環(huán)境科學(xué)等聯(lián)系密切,具有很強的應(yīng)用性;其二是它的理論基礎(chǔ)不僅是系統(tǒng)論,而且還依賴于各有關(guān)的專門學(xué)科,與現(xiàn)代一些數(shù)學(xué)分支學(xué)科有密切關(guān)系。正因為如此,人們認為系統(tǒng)科學(xué)方法一般指研究系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型及系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和設(shè)計方法。因此,我們下面將僅就上述意義上系統(tǒng)科學(xué)方法作簡要論述。  

自然科學(xué)與社會科學(xué)的關(guān)系

區(qū)別

自然科學(xué)通常是客觀的,而社會科學(xué)是有不同立場的。自然科學(xué)含括了許多領(lǐng)域的研究,自然科學(xué)通常試著解釋世界是依照自然程序而運作,而非經(jīng)由神性的方式。自然科學(xué)一詞也是用來定位“科學(xué)”是遵守科學(xué)方法的一個學(xué)科。自然科學(xué) (natural science )研究無機自然界和包括人的生物屬性在內(nèi)的有機自然界的各門科學(xué)的總稱。認識的對象是整個自然界,即自然界物質(zhì)的各種類型、狀態(tài)、屬性及運動形式。認識的任務(wù)在于揭示自然界發(fā)生的現(xiàn)象和過程的實質(zhì),進而把握這些現(xiàn)象和過程的規(guī)律性,以便控制它們,并預(yù)見新的現(xiàn)象和過程,為在社會實踐中合理而有目的地利用自然界的規(guī)律開辟各種可能的途徑。  

聯(lián)系

在現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展進程中,新科技革命為社會科學(xué)的研究提供了新的方法手段,社會科學(xué)與自然科學(xué)相互滲透,相互聯(lián)系的趨勢日益加強  

補充:數(shù)學(xué)與自然科學(xué)

有不少人認為數(shù)學(xué)的研究領(lǐng)域不在自然界,故不應(yīng)列入自然科學(xué)。毫無疑問,數(shù)學(xué)是其他自然科學(xué)的基礎(chǔ)。

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