删除10,895字节、
2022年8月4日 (四) 17:22 以下行是添加（+）和删除（-）的内容：
[[File:94652.gif|thumb|right|[[DNA]][[双螺旋]]是一种将控制生物生长和机能的[[遗传学|遗传]]指令编码于其中的[[分子]]，用于已知所有[[细胞生物]]及许多种类的[[病毒]]。]][[File:94652.gif|thumb|left|[[DNA]][[双螺旋]]是一种将控制生物生长和机能的[[遗传学|遗传]]指令编码于其中的[[分子]]，用于已知所有[[细胞生物]]及许多种类的[[病毒]]。]]20世纪的最后25年中，[[集成电路]]的广泛应用，结合[[通讯卫星]]，引发了[[信息技术]]革命，以及全球[[互联网]]和[[移动计算]]（包括[[智能手机]]）的兴起。出于对漫长而又错综复杂的因果链和巨量数据作大规模系统化处理的需要，诸如[[系统论]]以及计算机辅助[[科学建模]]等学科开始兴起，而它们又部分的基于亚里士多德的范式<ref>{{cite journal |doi=10.2307/255139|jstor=255139|title=The History and Status of General Systems Theory|url=https://archive.org/details/sim_academy-of-management-journal_1972-12_15_4/page/407|journal=The Academy of Management Journal|volume=15|issue=4|pages=407–26|last1=von Bertalanffy|first1=Ludwig|year=1972}}</ref>。20世纪的最后25年中，[[集成电路]]的广泛应用，结合[[通讯卫星]]，引发了[[信息技术]]革命，以及全球[[互联网]]和[[移动计算]]（包括[[智能手机]]）的兴起。出于对漫长而又错综复杂的因果链和巨量数据作大规模系统化处理的需要，诸如[[系统论]]以及计算机辅助[[科学建模]]等学科开始兴起，而它们又部分的基于亚里士多德的范式。 在这个时期，[[环境问题|环境危害问题]]，如[[臭氧层空洞]]、环境的酸化（包括[[土壤酸化]]、淡水酸化及[[海洋酸化]]）、水体[[富营养化]]以及[[气候变化]]等等，开始引起公众关注，[[环境科学]]与[[环境科技|技术]]自此发端。 ==== 21世纪 ==== [[人类基因组计划]]于2003年完成，测定了组成人类DNA的核苷酸碱基对的顺序，并确认了人类基因组中的所有基因，绘制了其图谱。[[诱导性多能干细胞]]于2006年取得突破，这项技术能让成年体细胞转化为干细胞，后者可以再转化为人体内任意其它类型的细胞。这对于[[再生医学]]有巨大的潜在重要性。 [[File:大型强子对撞机(LHC)紧凑μ子线圈(CMS)探测器中的一个模拟事件，展示希格斯玻色子出现的可能迹象.jpg|thumb|300px|[[大型强子对撞机]](LHC)[[紧凑μ子线圈]](CMS)探测器中的一个模拟事件，展示[[希格斯玻色子]]出现的可能迹象。]] 随着[[希格斯玻色子]]于2012年被发现，粒子物理[[标准模型]]所预言的最后一种基本粒子也找到了。2015年，由[[广义相对论]]在一个世纪前所预言的[[引力波]]被[[GW150914|首次直接观测到]]。 2015年诺贝尔生理学或医学奖获得者[[屠呦呦]]，因其在寄生虫疾病方面的研究获奖。她发现的全新抗疟疾药物[[青蒿素]]，[[世界卫生组织]]推荐将基于青蒿素的复合疗法作为一线抗疟治疗方案。 === 科学分支 === [[现代科学]]通常可划分为三大分支，即[[形式科学]]、[[自然科学]]、[[社会科学]]。每一个分支都包括各种专门化而又相互重叠的科学[[学科]]，它们常拥有各自的命名法（Nomenclature）及专业技能。自然科学与社会科学皆为[[经验科学]]，即它们的知识建立在[[经验证据]]的基础上，能够由其他研究者在相同条件下检验其有效性。还有一些密切相关的学科是运用科学知识以达到实用目的，如[[工程学]]和[[医学]]等，这些学科也被称作[[应用科学]]。 ==== 形式科学 ==== [[File:一只类人类机械手.jpg|thumb|220px|一只[[类人类]]机械手]] '''形式科学'''是指主要以[[抽象化|抽象形态]]的[[形式系统]]为研究对象的科学。它包括[[数学]]、[[系统论]]、[[理论计算机科学]]以及[[人工智能]]。形式科学与自然科学、社会科学的共同点是它们都仰赖于对某个知识领域的客观、细致、系统的研究；形式科学与经验科学的不同点则在于前者仅关心基于定义和规则之上的形式性质，手段为演绎推理，而并不关心理论在现实世界的观察中的有效性，无需[[经验证据]]来证实其抽象概念。所以说形式科学是[[先验与后验|先验]]的学科，也因此，关于它们能否真正算作一类科学存在不同意见。但不管怎样，形式科学的方法手段却可以应用于构造和测试用来实践现实观测的科学模型，从而在经验科学中扮演了重要角色。比如，[[微积分]]最初就是为了理解物理学中的[[运动 (物理学)|运动]]而发明的。自然科学与社会科学中，强烈倚赖数学之应用的分支包括[[数学物理]]、数理化学（Mathematical chemistry）、[[数理生物学]]、[[数理金融学]]、[[数理经济学]]等。 ==== 自然科学 ==== [[Image:展示全球海洋及陆地光合自养生物丰度的伪彩色合成图像.jpg|thumb|300px|展示全球海洋及陆地光合自养生物丰度的[[伪彩色]]合成图像，SeaWiFS传感器拍摄，[[美国宇航局]]/[[戈达德航天中心]]及[[GeoEye卫星公司]]提供。]] '''自然科学'''致力于通过[[观察]]和[[实验]]取得[[经验证据]]，以此来描述、预测和理解[[现象|自然现象]]。它可划分为两个主要分支：[[物理科学]]及[[生命科学]]（或生物科学）。物理科学又被划分为一些子分支，其中包括[[物理学]]、[[化学]]、[[天文学]]和[[地球科学]]。两个主要分支还可进一步划分为更加专门化的学科。现代自然科学的前身是始自[[古希腊]]的[[自然哲学]]。[[伽利略]]、[[笛卡儿]]、[[弗朗西斯·培根]]和[[艾萨克·牛顿|牛顿]]皆曾讨论过系统性的使用更为[[数学物理|数学化]]且更加倚重实验的研究方法的益处。至今，哲学式的观点(perspective)、[[猜想]](conjecture)和[[前设]](presupposition)在自然科学中仍具必要性，虽然常被忽视。出现于16世纪的旨在对植物、动物和矿物等等进行描述和归类的[[自然史]]，在现代为系统性的资料采集所接替，其中包括基于发现的科学（discovery science）。当今，“自然史”这个词更多时候意味着向普罗大众所作的观察性描述。 ==== 社会科学 ==== [[File:供给和需求模型.png|thumb|260px|在[[经济学]]中，[[供给和需求]]模型描述了价格如何作为产品供应水平和需求之间平衡的结果而变动。]]在这个时期，[[环境问题|环境危害问题]]，如[[臭氧层空洞]]、环境的{{link-en|酸化 (环境)|Acidification|酸化}}（包括[[土壤酸化]]、{{link-en|淡水酸化|Freshwater acidification}}及[[海洋酸化]]）、水体[[富营养化]]以及[[气候变化]]等等，开始引起公众关注，[[环境科学]]与[[环境科技|技术]]自此发端。'''社会科学'''关切的是[[社会]]，以及一个社会中的[[个体]]之间的[[社会关系|关系]]。它有许多分支学科，包括但不限于[[人类学]]、[[考古学]]、[[传播学]]、[[经济学]]、[[历史]]学、[[人文地理]]、[[法学]]、[[语言学]]、[[政治科学]]、[[心理学]]、[[公共卫生]]、[[社会学]]。社会科学家在研究个体及社会时，所采取的哲学立场（philosophical theory）有可能各不相同。举例来说，[[实证主义]]社会科学家使用与[[自然科学]]中相似的方法作为理解社会的手段，从而将科学的定义较为严格的限于[[现代科学]]。与之相反，解释主义（Interpretivism）社会科学家会更倾向使用社会批判或象征性解释，而非凭实证来构建[[可证伪性|可证伪]]理论，于是科学在这里的意义更为宽泛。在当今的学术实践中，研究者往往采取[[折衷主义]]而运用多种[[方法论]]（比如说将[[定量研究]]与[[定性研究]]结合来做）。“[[社会研究]]”这个术语亦变得具备一定程度的自治性，其目标和方法对不同学科背景的研究者来说是相似的。=== 21世纪 ======科学研究===[[人类基因组计划]]于2003年完成，测定了组成人类DNA的核苷酸碱基对的顺序，并确认了人类基因组中的所有基因，绘制了其图谱<ref>{{Cite journal|last=Naidoo|first=Nasheen|last2=Pawitan|first2=Yudi|last3=Soong|first3=Richie|last4=Cooper|first4=David N.|last5=Ku|first5=Chee-Seng|date=October 2011|title=Human genetics and genomics a decade after the release of the draft sequence of the human genome|journal=Human Genomics|volume=5|issue=6|pages=577–622|doi=10.1186/1479-7364-5-6-577|pmc=3525251|pmid=22155605}}</ref>。[[诱导性多能干细胞]]于2006年取得突破，这项技术能让成年体细胞转化为干细胞，后者可以再转化为人体内任意其它类型的细胞。这对于[[再生医学]]有巨大的潜在重要性<ref>{{Cite journal|last=Rashid|first=S. Tamir|last2=Alexander|first2=Graeme J.M.|date=March 2013|title=Induced pluripotent stem cells: from Nobel Prizes to clinical applications|journal=Journal of Hepatology|volume=58|issue=3|pages=625–629|doi=10.1016/j.jhep.2012.10.026|issn=1600-0641|pmid=23131523}}</ref>。[[File:CMS Higgs-event.jpg|thumb|upright=0.80|[[大型强子对撞机]](LHC)[[紧凑μ子线圈]](CMS)探测器中的一个模拟事件，展示[[希格斯玻色子]]出现的可能迹象。]]====测量====随着[[希格斯玻色子]]于2012年被发现，粒子物理[[标准模型]]所预言的最后一种基本粒子也找到了。2015年，由[[广义相对论]]在一个世纪前所预言的[[引力波]]被[[GW150914|首次直接观测到]]<ref name=iop2017oct16>{{Cite journal |doi = 10.3847/2041-8213/aa91c9|title = Multi-messenger Observations of a Binary Neutron Star Merger|journal = The Astrophysical Journal|volume = 848|issue = 2|page = L12|year = 2017|last1 = Abbott|first1 = B.P.|last2 = Abbott|first2 = R.|last3 = Abbott|first3 = T.D.|last4 = Acernese|first4 = F.|last5 = Ackley|first5 = K.|last6 = Adams|first6 = C.|last7 = Adams|first7 = T.|last8 = Addesso|first8 = P.|last9 = Adhikari|first9 = R.X.|last10 = Adya|first10 = V.B.|last11 = Affeldt|first11 = C.|last12 = Afrough|first12 = M.|last13 = Agarwal|first13 = B.|last14 = Agathos|first14 = M.|last15 = Agatsuma|first15 = K.|last16 = Aggarwal|first16 = N.|last17 = Aguiar|first17 = O.D.|last18 = Aiello|first18 = L.|last19 = Ain|first19 = A.|last20 = Ajith|first20 = P.|last21 = Allen|first21 = B.|last22 = Allen|first22 = G.|last23 = Allocca|first23 = A.|last24 = Altin|first24 = P.A.|last25 = Amato|first25 = A.|last26 = Ananyeva|first26 = A.|last27 = Anderson|first27 = S.B.|last28 = Anderson|first28 = W.G.|last29 = Angelova|first29 = S.V.|last30 = Antier|first30 = S.|displayauthors = 29}}</ref><ref>{{cite journal |doi=10.1126/science.aar2149|title=Merging neutron stars generate gravitational waves and a celestial light show|journal=Science|year=2017|last1=Cho|first1=Adrian}}</ref>。2015年诺贝尔生理学或医学奖获得者[[屠呦呦]]，因其在寄生虫疾病方面的研究获奖。她发现的全新抗疟疾药物[[青蒿素]]，[[世界卫生组织]]推荐将基于青蒿素的复合疗法作为一线抗疟治疗方案。<ref>{{Cite web|title=屠呦呦获联合国教科文组织国际生命科学研究奖|url=http://www.xinhuanet.com/2019-10/22/c_1125138616.htm|accessdate=|author=|date=|format=|publisher=|language=|archive-date=2019-10-23|archive-url=https://web.archive.org/web/20191023065804/http://www.xinhuanet.com/2019-10/22/c_1125138616.htm|dead-url=no}}</ref>科学中常常使用测量来作出对比并减少分歧。即便是有明显的区别，也会通过测量提高精度，以便提高可重复性。例如不同的颜色可以通过[[光]]的[[波长]]来区分，而不使用“绿”或“蓝”等“模糊”的概念。测量常使用[[国际单位制]](SI)，其中包括基本单位：[[千克]], [[米 (单位)|米]], [[坎德拉]], [[秒]], [[安培]], [[开尔文]]和[[摩尔 (单位)|摩尔]]。第一个提出专门用于实验的国际基本单位的是[[查尔斯·桑德斯·皮尔士]] (1839–1914)，他提出用[[米 (单位)|米]]来定义[[谱线]]的波长。这直接影响到[[迈克耳孙－莫雷实验]]，迈克耳孙和莫雷参考他的方法并进行了改进。== 科学分支 ==[[File:七个SI系统的基本单位以及它们的定义之间的依存关系.png|thumb|right|260px|七个SI系统的基本单位以及它们的定义之间的依存关系：箭头终点的单位依靠起点的单位定义。]]{{Main|科学分支}}[[现代科学]]通常可划分为三大分支，即[[形式科学]]、[[自然科学]]、[[社会科学]]。每一个分支都包括各种专门化而又相互重叠的科学[[学科]]，它们常拥有各自的{{link-en|命名法|Nomenclature}}及专业技能<ref>{{cite web|url=http://seedmagazine.com/content/article/scientific_method_relationships_among_scientific_paradigms/|title=Scientific Method: Relationships Among Scientific Paradigms|last=|first=|date=March 7, 2007|website=|publisher=Seed Magazine|access-date=November 4, 2016|deadurl=yes|archiveurl=https://web.archive.org/web/20161101001155/http://seedmagazine.com/content/article/scientific_method_relationships_among_scientific_paradigms/|archivedate=2016-11-01}}</ref>。自然科学与社会科学皆为[[经验科学]]<ref name="Bunge1998">{{cite book| title = Philosophy of Science: From Problem to Theory | url = https://archive.org/details/philosophyofscie0001bung | last = Bunge | first = Mario Augusto | year = 1998 | publisher = Transaction Publishers | isbn = 978-0-7658-0413-6 | page = [https://archive.org/details/philosophyofscie0001bung/page/24 24]}}</ref>，即它们的知识建立在[[经验证据]]的基础上，能够由其他研究者在相同条件下检验其有效性。<ref name = "popper2002a"> {{cite book | last=Popper | first=Karl R. | year=2002a | chapter = A survey of some fundamental problems | title=The Logic of Scientific Discovery | url=https://archive.org/details/logicscientificd00popp_859 | origyear=1959 | edition= | pages = [https://archive.org/details/logicscientificd00popp_859/page/n147 3]-26 | publisher=Routledge Classics | location=New York, New York | isbn=978-0-415-27844-7 | oclc=59377149 }}</ref>还有一些密切相关的学科是运用科学知识以达到实用目的，如[[工程学]]和[[医学]]等，这些学科也被称作[[应用科学]]。形式科学、自然科学、社会科学、应用科学等四大领域，其分类关系如下表所示。{|class="wikitable"|-|rowspan=3|!colspan=3|科学!colspan=1|非科学|-!rowspan=2|[[形式科学]]!colspan=2|[[经验科学]]!rowspan=2||-![[自然科学]]![[社会科学]]|-![[基础科学|基础]]|[[逻辑学]]、[[数学]]、[[统计学]]|[[物理学]]、[[化学]]、[[生物学]]、[[地球科学]]、[[空间科学|太空科学]]、[[环境科学]]、[[天文学]]|[[经济学]]、[[政治学]]、[[社会学]]、[[心理学]]、[[历史学]]、[[人类学]]|[[儒学]]、[[儒家]]、[[哲学]]、[[宗教]]、[[神学]]、[[佛学]]、[[神秘学]]、[[玄学]]、[[超自然现象|超自然研究]]、[[超心理学]]、[[阴阳五行]]|-![[应用科学|应用]]|[[计算机科学|电脑科学]]|[[工学]]、[[农学]]、[[医学]]、[[药学]]|[[工商管理]]、[[法学]]、[[教育学]]、[[会计学]]、[[金融学]]、[[管理学]]、[[市场学]]|[[中医]]、[[替代医学]]、[[风水学]]、[[前世回溯]]、[[信仰治疗]]、[[占星术]]、[[占卜]]、[[算命]]、[[通灵]]、[[巫术]]|-|}=== 形式科学 =======科学的方法===={{Main|形式科学|科学大纲#形式科学|理科}}[[File:Shadow Hand Bulb large.jpg|thumb|left|一只[[类人类]]机械手（见 {{le|Shadow Hand}} 系统）。]]'''形式科学'''是指主要以[[抽象化|抽象形态]]的[[形式系统]]为研究对象的科学。它包括[[数学]]<ref>{{cite book |author=Tomalin, Marcus |year=2006 |title=Linguistics and the Formal Sciences |doi=10.2277/0521854814}}</ref><ref>{{Cite journal|title=The Formal Sciences: Their Scope, Their Foundations, and Their Unity|journal=Synthese|volume=133 |pages=5–11| doi=10.1023/a:1020887832028|year=2002|last1=Löwe|first1=Benedikt}}</ref>、[[系统论]]、[[理论计算机科学]]以及[[人工智能]]<ref>{{le|James Franklin|James Franklin (philosopher)}}, 1994, ''[http://www.maths.unsw.edu.au/~jim/philosophersstone.pdf The formal sciences discover the philosophers’stone]'', in: ''Studies in History and Philosophy of Science'', Volume 25, No. 4, 513–533, Elsevier Science Ltd.</ref><ref>{{cite web |title=Department of Computer Science - research theme: Artificial Intelligence and Machine Learning |url=http://www.cs.ox.ac.uk/research/ai_ml/ |website=www.cs.ox.ac.uk |accessdate=14 May 2019 |archive-date=2020-11-23 |archive-url=https://web.archive.org/web/20201123225044/http://www.cs.ox.ac.uk/research/ai_ml/ |dead-url=no }}</ref><ref>[[数学学科分类标准]] {{cite web |title=MSC2010 database |url=https://mathscinet.ams.org/mathscinet/msc/msc2010.html |website=mathscinet.ams.org |publisher=[[美国数学学会]] |accessdate=2019-05-17 |archive-date=2017-10-17 |archive-url=https://web.archive.org/web/20171017051428/http://www.ams.org/mathscinet/msc/msc2010.html |dead-url=no }}</ref>。形式科学与自然科学、社会科学的共同点是它们都仰赖于对某个知识领域的客观、细致、系统的研究；形式科学与经验科学的不同点则在于前者仅关心基于定义和规则之上的形式性质，手段为演绎推理，而并不关心理论在现实世界的观察中的有效性，无需[[经验证据]]来证实其抽象概念<ref name="Fetzer2013"/><ref name="Bill2007">{{Citation |first=Thompson | last = Bill |title=The Nature of Statistical Evidence |chapter=2.4 Formal Science and Applied Mathematics |publisher=Springer |series=Lecture Notes in Statistics |volume=189 |edition=1st |year=2007 |page=15}}</ref>{{sfn|Popper|2002|pp=10–11}}。所以说形式科学是[[先验与后验|先验]]的学科，也因此，关于它们能否真正算作一类科学存在不同意见<ref name="Bishop1991"/><ref name="Bunge 1998"/>。但不管怎样，形式科学的方法手段却可以应用于构造和测试用来实践现实观测的科学模型，从而在经验科学中扮演了重要角色。比如，[[微积分]]最初就是为了理解物理学中的[[运动 (物理学)|运动]]而发明的<ref name="MujumdarandTejinder2016">{{Cite book | last1 = Mujumdar | first1 = Anshu Gupta | last2 = Singh | first2 = Tejinder | year = 2016 | chapter = Cognitive science and the connection between physics and mathematics | title = Trick or Truth?: The Mysterious Connection Between Physics and Mathematics | editor1 = Anthony Aguirre | editor2 = Brendan Foster | edition = 1st | series = The Frontiers Collection | pages = 201–218 | location = Switzerland | publisher = SpringerNature | isbn = 978-3-319-27494-2}}</ref>。自然科学与社会科学中，强烈倚赖数学之应用的分支包括[[数学物理]]、{{link-en|数理化学|Mathematical chemistry}}、[[数理生物学]]、[[数理金融学]]、[[数理经济学]]等。=== 自然科学 ===任何研究方法要被视为科学方法，则''必须是客观的''（科学家们不能对于科学方法下产生的单一结果有不同的解释且研究时不能故意去改变结果的发生）。另一项基本期待，则是必须有完整的资料文件以供佐证，以及研究方法必须由第三者小心检视，并且确认该方法能重制（但在[[量子力学]]中，制备完全一样的复杂量子态是难以实现的；另外[[理论地理学]]也难以进行重复实验，但规律无疑也是确定存在的）。一般理解，科学是对自然规律的追求。科学定律，有一个重要的标准，就是''不能有反例''。任何一个客观存在的，能够重复的现象，如果于已有的科学定律矛盾，即宣布此科学定律的终结。这也是[[反证法]]在理论分析中的应用依据。科学方法使用可再现的方法解释自然现象。从预测当中提出思想实验或假设。预测是在确认实验或观察前提出的，用于证明其中没有受到干预。而对预测的反证则是进步的证明。科学研究者提出假说来解释自然现象，然后设计实验来检验这些假说，这种实验需要在可控条件（''控制变量''）下模拟自然现象（在观测科学，如天文学或地质学，可预测的观察结果可以替代核对实验）。整体而言，科学方法可以解决极度创新的问题而又不受主观偏见的影响（又称[[确认偏误]]）。{{Main|自然科学|理科|科学大纲#自然科学}}[[Image:Seawifs global biosphere.jpg|thumb|250px|展示全球海洋及陆地光合自养生物丰度的[[伪彩色]]合成图像，{{le|SeaWiFS}}传感器拍摄，[[美国宇航局]]/[[戈达德航天中心]]及[[GeoEye卫星公司]]提供。]]'''自然科学'''致力于通过[[观察]]和[[实验]]取得[[经验证据]]，以此来描述、预测和理解[[现象|自然现象]]。它可划分为两个主要分支：[[物理科学]]及[[生命科学]]（或生物科学）。物理科学又被划分为一些子分支，其中包括[[物理学]]、[[化学]]、[[天文学]]和[[地球科学]]。两个主要分支还可进一步划分为更加专门化的学科。现代自然科学的前身是始自[[古希腊]]的[[自然哲学]]。[[伽利略]]、[[笛卡儿]]、[[弗朗西斯·培根]]和[[艾萨克·牛顿|牛顿]]皆曾讨论过系统性的使用更为[[数学物理|数学化]]且更加倚重实验的研究方法的益处。至今，哲学式的观点(perspective)、[[猜想]](conjecture)和[[前设]](presupposition)在自然科学中仍具必要性，虽然常被忽视<ref>Hugh G. Gauch Jr, ''Scientific Method in Practice'' (Cambridge: Cambridge University Press, 2003), [https://books.google.com/books?id=iVkugqNG9dAC&pg=PA71#v=twopage pp. 71–73] {{Wayback|url=https://books.google.com/books?id=iVkugqNG9dAC&pg=PA71#v=twopage |date=20201225200202 }}</ref>。出现于16世纪的旨在对植物、动物和矿物等等进行描述和归类的[[自然史]]，在现代为系统性的资料采集所接替，其中包括{{le|基于发现的科学|discovery science}}<ref name=Oglivie2008>{{cite book | last = Oglivie | first = Brian W. | year = 2008 | chapter = Introduction | title = The Science of Describing: Natural History in Renaissance Europe | pages = 1–24 | edition = Paperback | publisher = University of Chicago Press | location = Chicago, Illinois | isbn = 978-0-226-62088-6}}</ref>。当今，“自然史”这个词更多时候意味着向普罗大众所作的观察性描述<ref name="Wordnet definition">{{cite web|title=Natural History|url=http://wordnetweb.princeton.edu/perl/webwn?s=natural+history|publisher=Princeton University WordNet|accessdate=October 21, 2012|deadurl=no|archiveurl=https://web.archive.org/web/20120303173506/http://wordnetweb.princeton.edu/perl/webwn?s=natural+history|archivedate=2012-03-03|df=}}</ref>。=== 社会科学 ==='''数学的作用'''{{Main|社会科学|科学大纲#社会科学}}[[File:Supply-demand-right-shift-demand_zh-tw.svg|thumb|right|在[[经济学]]中，[[供给和需求]]模型描述了价格如何作为产品供应水平和需求之间平衡的结果而变动。]]'''社会科学'''关切的是[[社会]]，以及一个社会中的[[个体]]之间的[[社会关系|关系]]。它有许多分支学科，包括但不限于[[人类学]]、[[考古学]]、[[传播学]]、[[经济学]]、[[历史]]学、[[人文地理]]、[[法学]]、[[语言学]]、[[政治科学]]、[[心理学]]、[[公共卫生]]、[[社会学]]。社会科学家在研究个体及社会时，所采取的{{link-en|哲学立场|philosophical theory}}有可能各不相同。举例来说，[[实证主义]]社会科学家使用与[[自然科学]]中相似的方法作为理解社会的手段，从而将科学的定义较为严格的限于[[现代科学]]。与之相反，{{link-en|解释主义|Interpretivism}}社会科学家会更倾向使用社会批判或象征性解释，而非凭实证来构建[[可证伪性|可证伪]]理论，于是科学在这里的意义更为宽泛。在当今的学术实践中，研究者往往采取[[折衷主义]]而运用多种[[方法论]]（比如说将[[定量研究]]与[[定性研究]]结合来做）。“[[社会研究]]”这个术语亦变得具备一定程度的自治性，其目标和方法对不同学科背景的研究者来说是相似的。==科学研究==除上述原则外，目前多数科学研究大量依赖于数学方法。在制定实验方案时，会借助优选法（[[试验设计]]）知识优化不必要的多余试验，以达到事半功倍的效果。对于单次试验成本较高的研究来说，减少不必要的试验可以极大地节省经费开销。在处理数据时，会应用[[SPSS]]、[[MatLab]]等软件便捷地分析和处理数据。偏难或偏繁杂的常见计算都可由软件执行。主流的商业软件都会充分考虑用户的难处，所以界面设计大多简洁明了，比较容易上手。而专业一些的软件则需要较多一些的学习时间，如应用广泛的[[R语言]]。许多软件都会允许人们开发专门的软件功能扩展包并发布下载，以方便有不同特定需要的研究人群。当研究者提出一个新的计算模型时，就能马上通过编程在现有软件的基础上实现。对于由测量数据而得出的结论，还需要运用[[数理统计学]]方法检测结果的显着性。研究人员需要根据不同的样本数量大小（是大样本还是小样本）和数据比较类型（是两组数据比较还是多组间比较等）确定合适的统计模型，然后在软件中输入数据并计算结果的显着性数值。如果显着性标准不达标，则论文一般不会有通过评审的希望。这样的行业现状也有弊端，许多有启示性的失败实验得不到机会发表；很多人会把论文数据的达标当成研究的头等大事，而忽略了自己从事研究工作的初衷。尽管目前所有理工学科和多数人文学科都不同程度地应用了数学作为论证工具，但数学在各种具体学科中应用时并不能喧宾夺主。一般来说，分析问题需要有所侧重，优先考虑对问题影响重要的因素，能作近似处理的就先作近似，而非对每个因素都用同样严格的数学方法处理，即提倡“重点论”的思想。在各个细节都努力追求数学严密性而忽略了问题的最主要矛盾是非常错误的做法。如果一个问题的影响因素过多，难以分清主次，则可以尝试利用统计学中[[主成分分析]]的方法加以确定。又如利用数学计算分析一个生物学模型时，比起计算结果是否准确或运算技巧是否高明，生物学家会更关心计算的结果是否能明显地体现出某种生物学意义（如哪些[[自变量]]对因变量影响最大？是正相关还是负相关？是几次方的关系？是否在到达一定数量后会出现[[饱和性|饱和效应]]？）以及能否顺利通过大量实验数据的验证。另外，虽然科学理论分不同层次。但基础层面学科中的原理未必可直接适用于复杂层面的学科研究。这也导致了后来[[系统科学]]理论的出现。比如物理学是化学的基础，很多化学现象归根结底都可分解为一些量子层面的物理原理。虽然理论物理学家推崇[[还原论]]，但也承认量子力学中的微分方程求解方法在一般的化学实际研究中根本派不上用场。化学研究中常遇到的多原子系统在物理学中是属于非常复杂的模型，即使用近似方法计算也是极为繁杂的。所以化学家虽然需要学习和了解基本的物理原理，但会花更多时间掌握仅适用于本学科的特定研究方法。又如[[变分学]]和线性[[泛函分析]]虽然是现代物理学的重要数学基础，但物理系学生一般不会像数学系学生一样系统地学习这两门课程。又如虽然物理系和电子工程系都会开设专门的复变函数论课程，但一般的实际工作和研究中用到的复数知识并不多，多局限于复数的初等性质、复内积的性质、[[积分变换]]和[[共形变换]]。{{seealso|研究}}===测量==={{Main|度量}}科学中常常使用测量来作出对比并减少分歧。即便是有明显的区别，也会通过测量提高精度，以便提高可重复性。例如不同的颜色可以通过[[光]]的[[波长]]来区分，而不使用“绿”或“蓝”等“模糊”的概念。测量常使用[[国际单位制]](SI)，其中包括基本单位：[[千克]], [[米 (单位)|米]], [[坎德拉]], [[秒]], [[安培]], [[开尔文]]和[[摩尔 (单位)|摩尔]]。第一个提出专门用于实验的国际基本单位的是[[查尔斯·桑德斯·皮尔士]] (1839–1914),<ref>{{harvnb|Crease|2011|pp=182–4}}</ref> 他提出用[[米 (单位)|米]]来定义[[谱线]]的波长。<ref>C.S. Peirce (July 1879) "Note on the Progress of Experiments for Comparing a Wave-length with a Metre" ''American Journal of Science'', as referenced by {{harvnb|Crease|2011|p=203 }}</ref> 这直接影响到[[迈克耳孙－莫雷实验]]; 迈克耳孙和莫雷参考他的方法并进行了改进。<ref>{{harvnb|Crease|2011|p=203}}</ref>[[File:Unit relations in the new SI.svg|thumb|right|upright|七个SI系统的基本单位以及它们的定义之间的依存关系：箭头终点的单位依靠起点的单位定义。]]===科学的方法=======科学哲学===={{main|科学方法}}任何研究方法要被视为科学方法，则''必须是客观的''（科学家们不能对于科学方法下产生的单一结果有不同的解释且研究时不能故意去改变结果的发生）。另一项基本期待，则是必须有完整的资料文件以供佐证，以及研究方法必须由第三者小心检视，并且确认该方法能重制（但在[[量子力学]]中，制备完全一样的复杂量子态是难以实现的；另外[[理论地理学]]也难以进行重复实验，但规律无疑也是确定存在的）。一般理解，科学是对自然规律的追求。科学定律，有一个重要的标准，就是''不能有反例''。任何一个客观存在的，能够重复的现象，如果于已有的科学定律矛盾，即宣布此科学定律的终结。这也是[[反证法]]在理论分析中的应用依据。科学方法使用可再现的方法解释自然现象。<ref>{{harvnb|di Francia|1976|p=13}}: "The amazing point is that for the first time since the discovery of mathematics, a method has been introduced, the results of which have an intersubjective value!" ''(Author's punctuation)''</ref>从预测当中提出思想实验或假设。预测是在确认实验或观察前提出的，用于证明其中没有受到干预。而对预测的反证则是进步的证明。<ref>{{harvnb|di Francia|1976|pp=4–5}}: "One learns in a laboratory; one learns how to make experiments only by experimenting, and one learns how to work with his hands only by using them. The first and fundamental form of experimentation in physics is to teach young people to work with their hands. Then they should be taken into a laboratory and and taught to work with measuring instruments — each student carrying out real experiments in physics. This form of teaching is indispensable and cannot be read in a book."</ref><ref>{{harvnb|Fara|2009|p=204}}: "Whatever their discipline, scientists claimed to share a common scientific method that ... distinguished them from non-scientists."</ref>科学研究者提出假说来解释自然现象，然后设计实验来检验这些假说，这种实验需要在可控条件（''控制变量''）下模拟自然现象（在观测科学，如天文学或地质学，可预测的观察结果可以替代核对实验）。整体而言，科学方法可以解决极度创新的问题而又不受主观偏见的影响（又称[[确认偏误]]）。<ref name=backer>{{cite web |last=Backer |first=Patricia Ryaby |date=2004-10-29 |url=http://www.engr.sjsu.edu/pabacker/scientific_method.htm |title=What is the scientific method? |publisher=San Jose State University |accessdate=2008-03-28 |deadurl=yes |archiveurl=https://web.archive.org/web/20080408082917/http://www.engr.sjsu.edu/pabacker/scientific_method.htm |archivedate=2008-04-08 }}</ref>==== 数学的作用 ====:''“这是现代科学的关键，也是理解自然的起点。这种理念，也即观察事物，纪录细节，希望能从中获取信息，以便为另一个可能的新理论提供线索……下一个问题是——是什么让行星们绕着太阳旋转呢？在[[开普勒]]所处的时代，一些人回答说这是因为有天使在行星后面煽动翅膀，从而推动了行星绕着轨道运动。正如你将明白的一样，这个答案其实离真相并不远。唯一的差别只在于天使们是处于不同的方向，并借助翅膀将行星向轨道内侧推挤。”''除上述原则外，目前多数科学研究大量依赖于数学方法。在制定实验方案时，会借助优选法（[[试验设计]]）知识优化不必要的多余试验，以达到事半功倍的效果。对于单次试验成本较高的研究来说，减少不必要的试验可以极大地节省经费开销。在处理数据时，会应用[[SPSS]]、[[MatLab]]等软件便捷地分析和处理数据。偏难或偏繁杂的常见计算都可由软件执行。主流的商业软件都会充分考虑用户的难处，所以界面设计大多简洁明了，比较容易上手。而专业一些的软件则需要较多一些的学习时间，如应用广泛的[[R语言]]。许多软件都会允许人们开发专门的软件功能扩展包并发布下载，以方便有不同特定需要的研究人群。当研究者提出一个新的计算模型时，就能马上通过编程在现有软件的基础上实现。对于由测量数据而得出的结论，还需要运用[[数理统计学]]方法检测结果的显着性。研究人员需要根据不同的样本数量大小（是大样本还是小样本）和数据比较类型（是两组数据比较还是多组间比较等）确定合适的统计模型，然后在软件中输入数据并计算结果的显着性数值。如果显着性标准不达标，则论文一般不会有通过评审的希望。这样的行业现状也有弊端，许多有启示性的失败实验得不到机会发表；很多人会把论文数据的达标当成研究的头等大事，而忽略了自己从事研究工作的初衷。尽管目前所有理工学科和多数人文学科都不同程度地应用了数学作为论证工具，但数学在各种具体学科中应用时并不能喧宾夺主。一般来说，分析问题需要有所侧重，优先考虑对问题影响重要的因素，能作近似处理的就先作近似，而非对每个因素都用同样严格的数学方法处理，即提倡“重点论”的思想。在各个细节都努力追求数学严密性而忽略了问题的最主要矛盾是非常错误的做法。<ref name="Landau"/>如果一个问题的影响因素过多，难以分清主次，则可以尝试利用统计学中[[主成分分析]]的方法加以确定。又如利用数学计算分析一个生物学模型时，比起计算结果是否准确或运算技巧是否高明，生物学家会更关心计算的结果是否能明显地体现出某种生物学意义（如哪些[[自变量]]对因变量影响最大？是正相关还是负相关？是几次方的关系？是否在到达一定数量后会出现[[饱和性|饱和效应]]？）以及能否顺利通过大量实验数据的验证。另外，虽然科学理论分不同层次。但基础层面学科中的原理未必可直接适用于复杂层面的学科研究。这也导致了后来[[系统科学]]理论的出现。比如物理学是化学的基础，很多化学现象归根结底都可分解为一些量子层面的物理原理。虽然理论物理学家推崇[[还原论]]，但也承认量子力学中的微分方程求解方法在一般的化学实际研究中根本派不上用场。<ref>{{cite book |url = |author = [[理查·费曼]] |title = The Feynman Lectures on Physics |trans_title = 费曼物理学讲义 |publisher = [[艾迪生韦斯利]] |series = |year = 1999 |isbn = 978-0201021165 |volume = 卷1 |quote= "And the usual way of dealing with quantum mechanics makes that subject almost unavailable for the great majority of students because they have to take so long to learn it. Yet, in its real applications—especially in its more complex applications, such as in electrical engineering and chemistry—the full machinery of the differential equation approach is not actually used."}}</ref>化学研究中常遇到的多原子系统在物理学中是属于非常复杂的模型，即使用近似方法计算也是极为繁杂的。所以化学家虽然需要学习和了解基本的物理原理，但会花更多时间掌握仅适用于本学科的特定研究方法。又如[[变分学]]和线性[[泛函分析]]虽然是现代物理学的重要数学基础，但物理系学生一般不会像数学系学生一样系统地学习这两门课程。又如虽然物理系和电子工程系都会开设专门的复变函数论课程，但一般的实际工作和研究中用到的复数知识并不多，多局限于复数的初等性质、复内积的性质、[[积分变换]]和[[共形变换]]。:''原文“This is the key of modern science and is the beginning of the true understanding of nature. This idea. That to look at the things, to record the details, and to hope that in the information thus obtained, may lie a clue to one or another of a possible theoretical interpretation...The next question was — what makes planets go around the sun? At the time of Kepler some people answered this problem by saying that there were angels behind them beating their wings and pushing the planets around an orbit. As you will see, the answer is not very far from the truth. The only difference is that the angels sit in a different direction and their wings push inward.”'':''——[[理查·费曼]]《科学的价值》(''The Value of Science'')''===科学哲学===近代的科学，旨在理性、客观的前提下，用知识（[[理论]]）与实验有力地阐明事物运作的明确规律。由指以[[弗兰西斯·培根|培根]]和[[恩斯特·马赫|马赫]]等人倡导的[[实证主义]]（不过培根低估了数学在科学研究中的重要性），[[伽利略]]为实践先驱的[[实验]]方法为基础，以获取关于世界的系统知识的研究。主要是以自然现象为对象的[[自然科学]]。有些人也将以社会现象为[[对象]]的[[社会科学]]纳入其中，但社会学科的知识多只局限于人类社会，而且没有精确度很严密的数学公式或易证伪的命题。而[[艺术]]，[[哲学]]，[[宗教]]，[[文学]]则完全不属于科学。现代科学，有时还包括以人类[[思维]]存在为对象的思维科学。对于科学的核心特征或者说所谓[[科学精神]]，随着人类的进步，有不同的观点，目前一般认为科学具有如下特征：{{main|科学哲学}}{{Quote box|width=25em||align=right|style=padding:8px|quote=“这是现代科学的关键，也是理解自然的起点。这种理念，也即观察事物，纪录细节，希望能从中获取信息，以便为另一个可能的新理论提供线索...下一个问题是——是什么让行星们绕着太阳旋转呢？在[[开普勒]]所处的时代，一些人回答说这是因为有天使在行星后面煽动翅膀，从而推动了行星绕着轨道运动。正如你将明白的一样，这个答案其实离真相并不远。唯一的差别只在于天使们是处于不同的方向，并借助翅膀将行星向轨道内侧推挤。”<ref>原文为“This is the key of modern science and is the beginning of the true understanding of nature. This idea. That to look at the things, to record the details, and to hope that in the information thus obtained, may lie a clue to one or another of a possible theoretical interpretation...The next question was — what makes planets go around the sun? At the time of Kepler some people answered this problem by saying that there were angels behind them beating their wings and pushing the planets around an orbit. As you will see, the answer is not very far from the truth. The only difference is that the angels sit in a different direction and their wings push inward.”具体出处详见其英文[[维基语录]]。</ref>|source = [[理查·费曼]]《科学的价值》<br>(''The Value of Science'')}}近代的科学，旨在理性、客观的前提下，用知识（[[理论]]）与实验有力地阐明事物运作的明确规律。由指以[[弗兰西斯·培根|培根]]和[[恩斯特·马赫|马赫]]等人倡导的[[实证主义]]（不过培根低估了数学在科学研究中的重要性），[[伽利略]]为实践先驱的[[实验]]方法为基础，以获取关于世界的系统知识的研究。主要是以自然现象为对象的[[自然科学]]。有些人也将以社会现象为[[对象]]的[[社会科学]]纳入其中，但社会学科的知识多只局限于人类社会，而且没有精确度很严密的数学公式或易证伪的命题。而[[艺术]]，[[哲学]]，[[宗教]]，[[文学]]则完全不属于科学。现代科学，有时还包括以人类[[思维]]存在为对象的思维科学。对于科学的核心特征或者说所谓[[科学精神]]，随着人类的进步，有不同的观点，目前一般认为科学具有如下特征：