自然科学

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自然科学含括了许多领域的研究,自然科学通常试著解释世界是依照自然程序而运作,而非经由神性的方式。自然科学一词也是用来定位“科学”,是遵守科学方法的一个学科。自然科学 (natural science )是研究无机自然界和包括人的生物属性在内的有机自然界的各门科学的总称。认识的对象是整个自然界,即自然界物质的各种类型、状态、属性及运动形式。认识的任务在于揭示自然界发生的现象以及自然现象发生过程的实质,进而把握这些现象和过程的规律性,以便解读它们,并预见新的现象和过程,为在社会实践中合理而有目的地利用自然界的规律开辟各种可能的途径。自然科学的根本目的在于寻找自然现象的来因。自然科学认为超自然的、随意的和自相矛盾的实验是不存在的。自然科学的最重要的两个支柱是观察和逻辑推理。由对自然的观察和逻辑推理自然科学可以引导出大自然中的规律。假如观察的现象与规律的预言不同,那么要么是因为观察中有错误,要么是因为至此为止被认为是正确的规律是错误的。一个超自然因素是不存在的。顺着传统用法,近来“自然科学”一词有时被以更贴近它日常的意思方式来使用。在这个意义下,自然科学可被理解为生物科学(涉及生物学程序),并以区辨物理科学(涉及宇宙的物理及化学法则)及化学科学。  

目录

自然科学各领域介绍

数学

数学是研究数量、结构、变化以及空间模型等概念的一门学科。透过抽象化和逻辑推理的使用,由计数、计算、量度和对物体形状及运动的观察中产生。数学家们拓展这些概念,为了公式化新的猜想以及从合适选定的公理及定义中建立起严谨推导出的真理。  

物理学

物理是研究物质结构、物质相互作用和运动规律的自然科学。是一门以实验为基础的自然科学,物理学的一个永恒主题是寻找各种序(orders)、对称性(symmetry)和对称破缺(symmetry-breaking)、守恒律(conservation laws)或不变性(invariance)。  

化学

化学(chemistry)是研究物质的组成、结构、性质、以及变化规律的科学。世界是由物质组成的,化学则是人类用以认识和改造物质世界的主要方法和手段之一,它是一门历史悠久而又富有活力的学科,它的成就是社会文明的重要标志。  

天文学

天文学(Astronomy)是研究宇宙空间天体、宇宙的结构和发展的学科。内容包括天体的构造、性质和运行规律等。主要通过观测天体发射到地球的辐射,发现并测量它们的位置、探索它们的运动规律、研究它们的物理性质、化学组成、内部结构、能量来源及其演化规律。  

地球科学

地球科学是以地球系统(包括大气圈、水圈、岩石圈、生物圈和日地空间)的过程与变化及其相互作用为研究对象的基础学科。主要包括地理学(含土壤学与遥感)、地质学、地球物理学、地球化学、大气科学、海洋科学和空间物理学j以及新的交叉学科(地球系统科学、地球信息科学)等分支学科。  

生命科学

生命科学是研究生命现象、生命活动的本质、特征和发生、发展规律,以及各种生物之间和生物与环境之间相互关系的科学。用于有效地控制生命活动,能动地改造生物界,造福人类生命科学与人类生存、人民健康、经济建设和社会发展有着密切关系,是当今在全球范围内最受关注的基础自然科学。  

自然科学研究方法

一、科学实验法

科学实验、生产实践和社会实践并称为人类的三大实践活动。实践不仅是理论的源泉,而且也是检验理论正确与否的惟一标准,科学实验就是自然科学理论的源泉和检验标准。特别是现代自然科学研究中,任何新的发现、新的发明、新的理论的提出都必须以能够重现的实验结果为依据,否则就不能被他人所接受,甚至连发表学术论文的可能性都会被取缔。即便是一个纯粹的理论研究者,他也必须对他所关注的实验结果,甚至实验过程有相当深入的了解才行。因此,可以说,科学实验是自然科学发展中极为重要的活动和研究方法。  

二、数学方法

数学方法有两个不同的概念,在方法论全书中的数学方法指研究和发展数学时的思想方法,而这里所要阐述的数学方法则是在自然科学研究中经常采用的一种思想方法,其内涵是;它是科学抽象的一种思维方法,其根本特点在于撇开研究对象的其他一切特性,只抽取出各种量、量的变化及各量之间的关系,也就是在符合客观的前提下,使科学概念或原理符号化、公式化,利用数学语言(即数学工具)对符合进行逻辑推导、运算、演算和量的分析,以形成对研究对象的数学解释和预测,从而从量的方面揭示研究对象的规律性。这种特殊的抽象方法,称为数学方法。  

三、系统科学方法

系统科学是关于系统及其演化规律的科学。尽管这门学科自20世纪上半叶才产生,但由于其具有广泛的应用价值,发展十分迅速,现已成为一个包括众多分支的科学领域。它包括有:一般系统论、控制论、信息论、系统工程、大系统理论、系统动力学、运筹学、博弈论、耗散结构理论、协同学、超循环理论、一般生命系统论、社会系统论、泛系分析、灰色系统理论等分支。这些分支,各自研究不同的系统。自然界本身就是一个无限大、无限复杂的系统,在自然界中包括着许许多多不同的系统,系统是一种普遍存在。一切事物和过程都可以看作组织性程度不同的系统,从而使系统科学的原理具有一般性和较高的普遍性。利用系统科学的原理,研究各种系统的结构、功能及其进化的规律,称为系统科学方法,它已得到各研究领域的广泛应用,目前尤其在生物学领域(生态系统)和经济领域(经济管理系统)中的应用最为引人注目。系统科学研究有两个基本特点:其一是它与工程技术、经济建设、企业管理、环境科学等联系密切,具有很强的应用性;其二是它的理论基础不仅是系统论,而且还依赖于各有关的专门学科,与现代一些数学分支学科有密切关系。正因为如此,人们认为系统科学方法一般指研究系统的数学模型及系统的结构和设计方法。因此,我们下面将仅就上述意义上系统科学方法作简要论述。  

自然科学与社会科学的关系

区别

自然科学通常是客观的,而社会科学是有不同立场的。自然科学含括了许多领域的研究,自然科学通常试著解释世界是依照自然程序而运作,而非经由神性的方式。自然科学一词也是用来定位“科学”是遵守科学方法的一个学科。自然科学 (natural science )研究无机自然界和包括人的生物属性在内的有机自然界的各门科学的总称。认识的对象是整个自然界,即自然界物质的各种类型、状态、属性及运动形式。认识的任务在于揭示自然界发生的现象和过程的实质,进而把握这些现象和过程的规律性,以便控制它们,并预见新的现象和过程,为在社会实践中合理而有目的地利用自然界的规律开辟各种可能的途径。  

联系

在现代科学的发展进程中,新科技革命为社会科学的研究提供了新的方法手段,社会科学与自然科学相互渗透,相互联系的趋势日益加强  

补充:数学与自然科学

有不少人认为数学的研究领域不在自然界,故不应列入自然科学。毫无疑问,数学是其他自然科学的基础。

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