科学

宇宙，以随时间变动的一系列圆盘状“切片”表示，时间轴从左到右。

科学（英语：science，词源为拉丁语：scientia，意为“知识”），是一种系统性的知识体系，它积累和组织并可检验有关于万物的解释和预测。科学强调预测结果的具体性和可证伪性。科学也不等同于寻求绝对无误的真理，而是在现有基础上，摸索式地不断接近真理。故科学的发展史就是一部人类对宇宙的认识偏差的纠正史。

科学至今还没有一个为世人公认的定义。一般地说，科学是人类认识客观世界的知识，但并不是任何关于客观世界的知识都是科学。19世纪以来,人们习惯于把科学定义为系统化的实证知识。在哲学上，科学被定义为以范畴、定理、定律形式反映现实世界各种现象的本质和运动规律的知识体系。或者说是关于自然、社会和思维领域的各种具体规律性知识的理论体系。而英国科学家、科学学创始人之一贝尔纳认为，科学“不能用定义来诠释”，“必须用广泛的阐明性的叙述来作为唯一的表达方法”（《历史上的科学》第6页，科学出版社1981年版）。甚至有人认为，给科学下定义是无益的，也是不可能的。

科学的源头最早可追溯到约公元前3500年至前3000年的古埃及和两河流域。这两个文明在数学、天文、医学方面的成就传入并塑造了古典时代的希腊自然哲学，后者正式尝试以自然原因来解释物质世界中的事件。西罗马帝国倾覆后，在中世纪的头几个世纪（约公元400年至1000年）中，有关古希腊人的世界观念的知识在西欧渐渐被遗忘，但却在伊斯兰黄金时代的穆斯林世界中得以保存下来。10世纪到13世纪，西欧找回了古希腊的著作并吸收了伊斯兰学者的研究，自然哲学就此复活，并且接下来在始于16世纪的科学革命中转型，其间的新观念和新发现脱离了古希腊观念和传统之窠臼。科学方法迅速在获取知识方面起到更大作用，不过科学的制度化和职业化还是要等到19世纪才开始成型。

科学原仅指对自然现象之规律的探索与总结，但人文学科也越来越多地被冠以“科学”之名。现代科学一般说来可划分为三大分支：形式科学（如逻辑、数学、理论计算机科学），研究抽象概念；自然科学（如生物学、化学、物理学、天文学），在最宽泛的意义上研究自然；以及社会科学（如经济学、心理学、社会学、地理学），研究个体与社会。不过，对于形式科学能否确实算作一类科学存在不同意见，因为其并不依赖经验证据。而运用既有科学知识以达成实用目的的学科，如工程学和医学，则被归为应用科学。

科学以研究为基础，而研究通常是在学术和研究机构、以及政府机构和公司中进行。科学研究的实际影响使得科学政策（Science policy）被制订出来，以求施影响于科学界，促使商业产品、武器、医疗卫生以及环境保护获得优先发展。

含义

“科学”不好以简短文字加以准确定义。一般说来，科学涵盖三方面含义：

观察：致力于揭示自然真相，而对自然作用由充分的观察或研究（包括思想实验），通常指可通过必要的方法进行的，或能通过科学方法——一套用以评价经验知识的程序而进行的。
假设：通过这样的过程假定组织体系知识的系统性。
检证：借此验证研究目标的信度与效度。

科学包括基础科学与应用科学。基础科学仅以通过试验探究自然原理为目的，其成果一般不容易在短期内得到应用，如物理、化学、生物和地质学；应用科学则兼有探究原理与关注应用这两个方面的动机，如医学、药学、应用光学、气象学、科技考古学和博弈论。按理来说，科学不同于纯技术类学科，后者只涉及运用已有的知识与原理进行发明创造，而只带来技术变革，不在原理层次挖掘出的新规律，如工程学、法医学、农学和林学。应用科学与纯技术有时候很难界定。因科学与技术经常一起被提及，重要的技术发展有时也会被大众视为是科学成就。大众关于爱迪生算不算科学家的争论也与之类似。一些学科是侧重基础研究还是侧重应用研究可能会随时间发展而变动。如天文学的前身占星学是用于占卜的，属于应用类学科（当时还不算是科学）；天文学目前是以基础研究为主的科学，但也有发射宇宙卫星等少数可带来实质性服务（如电台广播与手机信号）的技术应用；天文学在实现星际移民与太空资源开发的未来可能又会变成以应用为主的学科。

语源

据说文解字，科，会意字：“从禾从斗，斗者量也”；故“科”学一词乃取“测量”之学问之义为名。从唐朝到近代以前，“科学”作为“科举之学”的略语，“科学”一词虽在汉语典籍中偶有出现，但古中文中“科学”一词所指涉的概念与近代中文“科学”不同，大多指“科举之学”。

最早使用“科学”一词之人似可溯及到唐末的罗衮。宋陈亮《送叔祖主筠州高要簿序》：“自科学之兴，世之为士者往往困于一日之程文，甚至于老死而或不遇。”。

“科学”一词由近代日本学界初用于对译英文中的“Science”及其它欧洲语言中的相应词汇，欧洲语言中该词来源于拉丁文“Scientia”，意为“知识”与“学问”，在近代侧重关于自然的学问。在日本幕府末期到明治时期，“科学”是专门的“个别学问”，有的在以“分科的学问”的意义被使用着。明治元年，福泽谕吉执笔的日本最初的科学入门书《穷理图解》出版。同时，明治时代“science”这个语言进入了的时候，启蒙思想家西周使用“科学”作为译词。

甲午海战以后，中国掀起了学习近代西方科技的高潮，清末主要通过近代化之路上走在前面的日本学习近代科学技术。樊洪业、吴凤鸣等认为，中国最早使用“科学”一词的学者大概是康有为。他出版的《日本书目志》中就列举了《科学入门》、《科学之原理》等书目。

辛亥革命时期，中国人使用“科学”一词的频率逐渐增多，出现了“科学”与“格致”两词并存的局面。在民国时期，通过中国科学社的科学传播活动，“科学”一词才取代“格致”。严复首先用“西学格致”翻译science，后来又借用了science的日语译名“科学”。而著名思想家、政论家章太炎则明确要求为“科学”正名。他在1903年8月发表《论承用“维新”二字之荒谬》一文，大力批驳责用“格物”之名翻译“物理学”（physics）很不适当。

中国社会科学院语言研究所1978年出版的《现代汉语词典》则认为科学是：

反映自然、社会、思维等的客观规律的分科的知识体系；
合乎科学（精神、方法等）的。

不过社会类学科的研究并不容易做到客观分析。一方面是难以控制变量，另一方面是难以给出准确的适用范围和严格的预测结果。英文中“Science（科学）”一词的含义有狭义与广义之分，前者只指自然基础科学（即数学及自然科学；合称“理科”），这与医学、药学及大地测量学等带有应用目的的探索性学科相区别；后者泛指各种研究自然机理的应用性科学，但又与纯粹研究技术应用、不探究机理的工程学、技术学和计算机信息学相区别。不过目前越来越多的人文学科和计算机学科甚至是文献学也喜欢加上“科学”的头衔。

中国古代的称呼

中国传统上将所有的知识统称“学问”，古代将关于自然物道理的学问称为“物理”（“物理”一词何时开始使用有待考证，古代科学家也有一些以物理命名的自然科学著作，如三国时期的杨泉著有《物理论》，明朝时期的方以智著有《物理小识》）。因此古代的物理即是自然科学，数学学科独立于“物理”。

历史

广义上的科学在近世之前就已经存在于历史上众多文明之中。现代科学有其特定的方法，并取得成功的结果，因此在当前，科学这个词的涵义被最严格的限定于现代科学。然而，科学一词的原初涵义为某种类型的知识，而并非用以指代对于这类知识的探求过程的一个专用语。具体说来，它的原意是指人们可以交流及共享的那类知识。例如，在有记录的历史之前很久，人们就已经在积累关于自然事物之运作的知识，而从中逐渐发展出复杂的抽象思维能力。诸如制订复杂的历法，让有毒植物变得可食的技术，以及国家规模的公共工程如扬子江畔洪泛平原上的水库、水坝、河堤等水利设施，还有金字塔这样的建筑物，皆为此种能力的体现。这一类知识，其真确性不随社区的不同而改变。但是，当时并没有将其与另一类与社区相关的知识，诸如神话和法律体系等等，作一致而自觉的区分。金属冶炼在史前即已出现，而已知最早制备出青铜类合金的是温查文明。炼金术据推测是从早期的把物料加热和混合的实验渐渐发展而来。

早期文明

在古代近东的概念图景中并无“自然”或“科学”的位置。两河流域的古代居民利用他们所掌握的关于各种天然化学物性质的知识来制造陶器、釉陶（faience）、玻璃、肥皂、金属、石灰泥（lime plaster），以及防水材料。出于占卜的需要，他们亦研究了动物的生理学、解剖学和行为学，并且为了研究占星术而对天体的运行作了大规模的观测。两河流域居民对医学有强烈兴趣，最早的处方即出现在乌尔第三王朝(约 2112 BCE – 约 2004 BCE)，以苏美尔语写成。不过，这些古代居民看起来对于纯是为了搜集大自然的信息而搜集信息没什么兴趣，而他们所研究的科学门类也主要限于具有明显的实际应用或与他们的宗教体系直接相关的那些。

古典时代

安提基特拉机械的碎片，其为最早的模拟计算机。

在古典时代的世界中并无真正对应于现代科学家的角色。一些受到过良好教育、通常属于上流阶层、而且几乎全为男性的人，会对自然界进行各式各样的探究，只要他们能抽出时间的话。在前苏格拉底哲学家们发明或发现“自然”(古希腊语 φύσις，Physis)这个概念之前，人们对于描述一种植物生长的自然“方式”时所用的词，与比如说描述一个部落对某个特定的神祇的崇拜“方式”时所用的词，会不加区分。正因如此，前苏格拉底哲学家被视作第一批严格意义上的哲学家，也是第一批清楚的将“自然”与“习俗”区分开的人。自然哲学，即自然科学的前身，也就因此而被定义为有关自然的知识，其真确性放在每一个社区都能成立。而对这样的知识的专门化的寻求则被称为哲学，是为最早的哲学-物理学家的领域。他们多为沉思者或理论家，对天文学特别有兴趣。与之相反，试图用关于自然的知识去模拟自然（这称为技巧或技术，希腊语为τέχνη）则被古典时代的科学家们视为更适合较低阶层的工匠们的旨趣。

古希腊哲学早期的米利都学派由泰勒斯创立，并有阿那克西曼德和阿那克西美尼等后继者。这个学派首次尝试在解释自然现象（List of natural phenomena）的时候不诉诸超自然力量。毕达哥拉斯学派创立了一种复杂的数字哲学，并对数学的发展作出重要贡献。古希腊哲学家留基伯和他的学生德谟克利特创立原子论。古希腊医生希波克拉底建立了系统的医药科学的传统，后世尊其为“医学之父”。

早期的哲学式科学历史上的一个转折点是苏格拉底的范例，将哲学应用于研究人文事物，包括人性、政治实体的属性、以及人类知识本身。苏格拉底的诘问法见于柏拉图的《对话录》，是一种去伪存真的辩证方法：通过扎实的确证及消除那些导致矛盾的假说，便可找到较优的假说。此法为针对智者学派之强调巧言的一种反动。苏格拉底诘问法寻求一般的、被普遍承认的、能形塑信仰的真理，对信仰做严格审视以判断其与别种信仰有无一致性。苏格拉底批评旧有的物理学研究形式，认为其过于偏重纯空想，缺乏自我批判。据苏格拉底《自白书》所言，他后来被指控腐蚀雅典的青年人，理由是他“不相信国家所信仰的神，而相信其它新的灵性存在物”。苏格拉底驳斥了这些声言，却仍被判处死刑。

亚里士多德，公元前384–前322年，科学方法发展史上的早期人物之一。

亚里士多德后来创立了一个体系完整的目的论哲学纲领：运动和变化被刻画为事物所内禀的潜能之实现，在这里潜能随事物之类型而定。在他的物理学中，太阳绕着地球转，而许多事物的本性中都包含着为人类服务的目的。每一样东西都有一个形式因，一个目的因，且在一个存在第一推动者的宇宙中扮演着自己的角色。苏格拉底学派还强调哲学应考虑有关一个人的最佳生活方式的实际问题（亚里士多德将这门学问划分为伦理学和政治哲学两部分）。亚里士多德主张，当一个人“拥有一项以某种确定方式达成的信念，而该信念所赖以建立的那些基本原理对他来说也确切的知晓”的时候，就算他科学的知晓了一样事物。

古希腊天文学家阿里斯塔克斯(公元前310–前230年)首次提出宇宙的日心说模型，将太阳置于中心，行星皆围绕太阳运行。阿里斯塔克斯的模型人们大都不接受，认为其违反了物理学定律。发明家和数学家阿基米德为微积分学之发端作出了主要贡献，因此有时会被视作微积分的发明者，虽然他的原始微积分学缺少若干关键特征。古罗马的老普林尼是一位作家和博学通才，撰写了一部开创性的百科全书《自然史》，讲述了历史、地理、医药、天文、地学、植物学以及动物学。古典时代的其他科学家或者说原科学家还包括泰奥弗拉斯托斯，欧几里得，希罗菲卢斯，喜帕恰斯，托勒密，以及盖伦。

中世纪

西罗马帝国因蛮族入侵而覆灭，导致欧洲西部的知识界在5世纪时出现了衰退。与此相反，东罗马帝国(又称作拜占庭帝国)抵挡住了蛮族的进攻，保存且改进了古典时代的学问。6世纪的拜占庭学者约翰·菲约波诺斯是质疑亚里士多德在物理学方面的说教并注意到了其缺陷的学者。约翰·菲约波诺斯对亚里士多德物理学原理的批评成为中世纪学者的灵感来源，并启发了一千年后科学革命时代的伽利略，后者在其著作中举例说明亚里士多德物理学的缺陷时广泛援引了菲约波诺斯。

古典时代晚期及中世纪早期，人们考察自然现象时沿用亚里士多德的方法。亚里士多德的四因说指定了四个“为什么”，作为对一样事物给出科学的解释时需要回答的问题。在西罗马帝国的衰亡及周期性的政治斗争过程中，一些古代的学问散佚掉了，或是在某些情形下被秘藏。科学（那时称为“自然哲学”）的一般领域以及古代世界的许多基本知识在早期的拉丁语百科全书编写者如圣依西多禄的著作中还是保存了下来，但亚里士多德的著述原文在西欧终于散佚，而《蒂迈欧篇》则成了当时唯一广为人知的柏拉图著作，是中世纪早期的拉丁文读者能见到的为数不多的古典自然哲学原著中唯一的柏拉图对话录。另一部在这一时期获得影响力的原著是托勒密的《天文学大成》，其中包含对太阳系的一个地心说描述。

古典时代晚期，许多希腊语古典文献在拜占庭帝国保存了下来。诸如聂斯脱里派教徒及基督一性论者等团体做了许多叙利亚语翻译工作，并在希腊语古典文献转译至阿拉伯语的过程中发挥作用。于是许多门类的古典学问又在哈里发国家保存下来，其中某些还得到改进。此外，相邻的萨珊帝国建立了贡德沙布尔学院（Academy of Gondishapur），在此希腊的、叙利亚的以及波斯的医师们建立了公元6世纪到7世纪古代世界最重要的医学中心。

伊拉克巴格达在阿拔斯王朝时代建有“智慧之家”，伊斯兰世界对亚里士多德主义的研修在此兴盛起来。肯迪（801–873）是第一位穆斯林逍遥学派哲学家，以其在将古希腊及希腊化时代的哲学（Hellenistic philosophy）介绍到阿拉伯世界方面的努力而闻名。伊斯兰黄金时代从此时进入繁荣，直到13世纪蒙古西征为止。海什木及其前辈伊本·沙尔（Ibn Sahl）熟习托勒密的《光学》，并以实验为手段来获取知识。此外，医生和炼金术士如波斯人阿维森纳和拉齐等人还大大发展了医学科学，前者撰有《医典（The Canon of Medicine）》，这是一部医学百科全书，一直用到18世纪；后者发现了包括酒精在内的多种化合物。阿维森纳的《医典》被认为是医学史上最重要的著作之一，而且这两人都对实验医学的实践有重大贡献，以临床试验和实验来支撑他们的主张。

古典时代希腊和罗马的禁忌使得人体解剖在那时通常是不允许的；然而到了中世纪，情况开始改变：博洛尼亚的医学教师和学生开始把人类的尸体也打开来看，而蒙迪诺·德·卢齐（Mondino de Luzzi，约1275–1326）编写了已知第一本基于人体解剖的解剖学教科书。

《梦溪笔谈》采用百科全书形式，集文数百篇，作者沈括（1031−1095 年）是宋代科学家、政治家、艺术家及博学之士。所涉领域甚为广泛，内容包括天文、物理、数学、地质、地理、生物医学及当时的政经军事、艺文掌故等，还总结了北宋（960−1127 年）时期的许多科技成就，对于研究北宋社会政治、科技、经济诸方面有重要参考价值，是中国科技史非常重要的文献。其中，所记载的毕升（990−1051 年）发明的泥活字印刷术，是世界上最早的关于活字印刷的可靠史料。

至十一世纪，欧洲大部分地区已皈依基督教；较为强力的君主制政权出现；国界恢复；技术发展与农业方面的革新增加了食物供给和人口。此外，古典希腊文献开始从希腊语和阿拉伯语翻译为拉丁语，而让西欧能有较高水平的科学研讨。

至1088年，欧洲第一所大学（博洛尼亚大学）已成立，起初主要是培养书记人员。对拉丁语翻译的需求增多起来（例如这时出现了托莱多翻译院）；西欧人开始收集各种文献，不但收集以拉丁文写成的，还收集从希腊语、阿拉伯语、希伯来语翻译成拉丁文的。海什木《光学之书（Book of Optics）》的手抄副本至迟到1240年以前也已经传遍欧洲，这从威特罗的《透视（Perspectiva）》一书将其整合在内即可看出。阿维森纳的《医典》也被译成拉丁语。尤其重要的是，罗马天主教学者开始觅求保存于智慧之家及拜占庭帝国的亚里士多德、托勒密以及欧几里得等人的著作。古典文献的传入引起了12世纪的文艺复兴，以及作为天主教与亚里士多德主义的一种综合体的经院哲学在西欧的兴盛，西欧自此成为科学的一个新的地理中心。在这一时期，实验被理解为一个细致的过程，其中包含观察、描述和分类。罗吉尔·培根是这个时代的著名科学家之一。经院哲学强烈专注于启示和辩证推理，在接下来的几百年中渐渐变得不受欢迎；而与此同时，炼金术对于包含了直接观察和一丝不苟的记录的实验之专注正慢慢变得越来越重要。

文艺复兴与近世科学

在望远镜发明之前，第谷·布拉赫自行设计科学仪器来测量两个天体之间的角距离，使天文学变得更加精确。开普勒定律即基于布拉赫的观测。

伽利略·伽利莱，被视为近代科学之父。

海什木否证了托勒密的视觉理论，但却没有对亚里士多德的形而上学作任何相应修改。与科学革命同步的一个过程是亚里士多德形而上学中的要素如伦理、目的论以及形式因果论等渐渐失去市场。学者们渐渐意识到宇宙本身很可能既无目的也无伦理需求。从一种注入了目标、伦理以及精神的物理学，发展为这些要素在其中无足轻重的另一种物理学，这个进程历经数个世纪。而天主教会出台的旨在取缔亚里士多德著作的巴黎大学1277年禁单则促进了该进程。禁单一出，理论上便有可能讨论真空及真空中的运动，而这直接导致了动力学的出现。

光学上的新发展从两个方面对于开启文艺复兴时代起到一定的作用，一是挑战了被长期信奉的形而上学观念，另一方面是贡献了诸如暗箱和望远镜等技术上的改良和发展。在如今所称的文艺复兴开始以前，罗吉尔·培根、威特罗和若望·伯克汉姆（John Peckham）以一个始于感觉和知觉，最后达于对亚里士多德所说的殊相与共相之统觉（Apperception）的因果链为基础，各自建构起一种经院式本体论。文艺复兴时期的艺术家们运用并研究了一种后来称为透视主义的视觉模型。这种理论只用到亚里士多德四因中的三个：形式因、质料因和目的因。

《大明嘉靖三年大统历》（黄历或编算天文年历）) 依据的是元代（1279-1368 年）天文学家郭守敬所创的天文历法系统。 1384 年，明朝钦天监对该历法进行了调整。该书详细说明了月相，还包括对何时会出现日食和月食进行了预测。郑和远航中使用了郭守敬的方法来确定经度和纬度。

《本草纲目》刊印于万历年间，是一部百科全书式的大作，此书作者李时珍（约 1518-1593 年）是中国历史上最伟大的医学家、药理学家和自然学家之一。1552-1578 年间，李时珍精心研究数百种资源，收集了大量资料。他远涉深山旷野，搜集第一手的草药和民间药方，并查阅了当时的各类医药书籍，最终完成了这部极具科学、医学和历史意义的巨著。《本草纲目》一共记载了约 1800 种药材，包含很多前人未知的品种，还附有插图和大约 11000 则处方。

十六世纪，哥白尼阐述了太阳系的日心说模型，与托勒密《天文学大成》里的地心说模型相异。这项工作的出发点是一条定理，那就是行星离中心天体越远，其轨道周期就该越长，而托勒密的模型与此不符。

开普勒及其他一些人挑战知觉是眼睛唯一功能的观念，将光学研究的中心课题从眼睛转向光的传播。开普勒以一个灌满水的玻璃球来模拟眼球，玻璃球前方开孔，模拟瞳孔。他发现，从景观当中的某一点发出的所有光线都会成像到玻璃球后壁的一个点。光的传播链条终止于眼球后壁的视网膜。不过开普勒最广为人知的工作是发现行星运动三定律，从而改进了哥白尼日心说模型。开普勒并不拒斥亚里士多德的形而上学，而是将自己的工作描述为追寻宇宙和谐（Musica universalis）。

伽利略·伽利莱创新的运用了实验和数学。他在写作有关哥白尼学说的著作之初曾获教宗乌尔班八世赐福，写完了以后却遭到迫害。伽利略在《两个主要世界体系的对话》一书中使用了教宗的论点，不过，是借书中一位傻瓜之口说出。这可是对乌尔班八世的大不敬。

《几何原本》为古希腊数学家欧几里得（约公元前365年－公元前300年）所着。此书最早的中文译本由利玛窦（1552年－1610年）和徐光启（1562年－1633年）合译。他们依据克拉维乌斯（1538年－1612年）校订增补的十五卷拉丁文本, 但只译出前六卷。该译本第一次把欧几里德几何学及其严密的逻辑体系和推理方法引入中国。几何的中文名称，以及几何学中点、线、平行线、三角形和四边形等术语的中文翻译，都是由此译本定名，沿用至今，并传播到日、韩等国。此书为明清时期中国士人研习西学的重要书籍。《西洋新法历书》此书原名为《崇祯历书》本书较有系统地介绍欧洲天文学知识，主要讨论历法，以及作为历法基础的天文学理论与计算方法等议题，其中采用丹麦天文学家第谷的宇宙体系，且介绍哥白尼、伽利略与克卜勒等人的天文数据与科学成果。

李之藻（1564－1630年）协助利玛窦修订《坤舆万国全图》。除《浑盖通宪图说》外，另撰述有《同文算指》、《圜容较义》、《寰有诠》、《名理探》等。

印刷机这一新技术在欧洲北部被广泛用来发表新论述，其中某些与同时代对自然的一般看法大相径庭。勒内·笛卡儿和弗朗西斯·培根发表论述，从哲学上倡导一种新型的非亚里士多德科学。笛卡儿强调个体思考，并主张在研究自然的时候应使用数学而不是几何学。培根强调实验比思辨更重要。培根并进一步质疑亚里士多德的形式因和目的因等概念，而提倡这样的想法，那就是科学应当研究“简单”的性质比如热的规律，而不是假设林林总总的各类物体中都存在各自特殊的本性，或者说“形式因”。这种新型科学开始自视为“自然法”之描述。这种当时最新的自然研究方法论被视作机械唯物论。培根还主张，科学应首先着眼于提供能够改善所有人生活的实用发明。

启蒙时代

艾萨克·牛顿（此为1689年画像），在经典力学、引力理论和光学等领域作出奠基性贡献。牛顿与莱布尼茨同为微积分的创立者。

作为启蒙时代的先导，艾萨克·牛顿和戈特弗里德·莱布尼茨成功建立了一种如今称为经典力学的新型物理学，这门学问可以被实验验证，可以用数学解释。莱布尼茨亦从亚里士多德物理学借用了一些术语，然而是在新的、非目的论的意义上使用，如“能量”和“势能”。这体现出对客体的观念之转变：曾被亚里士多德指出具备特定的、可以实现的内禀目标的客体，如今被认为没有什么内禀目标。以弗朗西斯·培根的方式，莱布尼茨假定，所有不同类型的事物皆遵照相同的自然法则运行，而并不拥有个个不同的形式因或目的因。也正是在这个时期，“科学”这个词被越来越经常的用以指代对某种类型的知识的某种类型的探求，特别是对自然知识的探求，这就与古老的“自然哲学”这个词的涵义逐渐趋近了。

在这一时期，科学所被宣示的目的转变为产生财富和发明，以从物质主义（Economic materialism）的取向上来改善人类的生活，也就是拥有更多吃的、穿的、以及其它用品。用培根的话来说，“科学真正的、合法的目标，是馈赠给人类生活以新的发明和财富”。他不鼓励科学家追求无形的哲学或精神理念，认为这些除了带来“如一缕轻烟般的或庄严或愉悦的沉思”之外，对人的幸福没什么助益。

1671年，法王路易十四访问法国科学院。版画（巴黎，1671 年）

在启蒙时代，科学学会及学院（Academy）支配着科学，在很大程度上取代大学成为科学研究和发展的中心。学会和学院亦是科研职业走向成熟的中枢场所。另一重要发展是科学在不断增加的有文化人口中的普及。启蒙思想家们向公众介绍了许多科学理论，其中最知名的是通过《百科全书》以及伏尔泰和沙特莱侯爵夫人（牛顿所着《原理》的法语译者）对牛顿主义（Newtonianism）的推介。

一些历史学家觉得在科学史上18世纪是一个乏味的时期，然而，18世纪见证了医学实践、数学、物理学的重要进步；生物分类学的创立；对于磁和电的重新理解；以及化学作为一门学科的成熟，为现代化学打下根基。

启蒙时代的哲学家们在将自然及自然法这样的简单概念应用于到那时为止的每一个物理科学及社会科学领域时，选取了较为晚近的科学先驱——主要包括伽利略、波义耳和牛顿——作为这样做法的导师和保证人。如此一来，历史的教训以及架构在其上的社会制度在他们看来便都不足法了。

19世纪

1854年的查尔斯·达尔文，当时正在准备出版《物种起源》。

十九世纪是科学史上一个特别重要的时期，在这个时代，当代科学的许多标志性特征开始凸显，如：物理科学与生命科学的改造，精密仪器的频繁使用，诸如“生物学家”、“物理学家”、“科学家”等名词开始浮现；随着“自然哲学”、“自然史”等古老的标签渐趋过时，研究自然的人员专业性增强，业余博物学者减少；科学家在社会生活的多个方面取得文化上的权威，许多国家的经济扩张及工业化，科普写作的繁荣，以及科学期刊的出现。

19世纪初，约翰·道尔顿提出了现代原子理论，该理论源自德谟克利特的称为“原子”的不可分粒子的观念。

迈克尔·法拉第研究了燃烧和化学反应，并于1848年在王家研究所（Royal Institution）以一系列演讲报告了此项研究：《一支蜡烛的化学史（The Chemical History of a Candle）》，1861年。

约翰·赫歇尔及威廉·惠威尔将方法论系统化：后者第一次使用“科学家”这个词。

查尔斯·达尔文发表《物种起源》，使进化论成为生物复杂性的流行解释。他的自然选择理论对物种如何起源给出了一个自然的解释，不过这个理论获得广泛接受还要等到一个世纪之后。

能量守恒、动量守恒和质量守恒这三大定律似乎表明宇宙高度稳定，资源不太会减损。然而，随着蒸汽机的出现和工业革命，人们越来越清楚的认识到物理学所定义的那些能量形式并非同样有用：它们的能源品质（energy quality）不同。由这一认识而引出热力学定律的发现，表明宇宙总的能源品质在持续下降：宇宙的熵随着时间的推移而增加。

电磁学亦于19世纪创立，而这一理论又提出了在牛顿力学框架内不易回答的新问题。19世纪的最后十年见证了解构原子的现象的发现：X射线的发现启发了放射性的发现。而翌年便发现了第一种亚原子粒子——电子。

20世纪

爱因斯坦的相对论，以及量子力学的创立，使得经典力学为一种新物理学所取代，其中包含分别用以描述自然界中不同类型事物的两部分理论。

20世纪上半叶，抗细菌药及人造肥料的发展使得全球人口增长成为可能。同一时期，原子结构及原子核被发现，而引至“原子能”（核能）之释放。此外，20世纪的战争刺激了技术革新，其大规模应用引发了运输（汽车与航空器）革命，以及洲际弹道导弹的研发、太空竞赛、核军备竞赛。

DNA 双螺旋是一种将控制生物生长和机能的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。

DNA的分子结构于1953年确定。1964年发现宇宙微波背景辐射，这使得稳恒态理论被摒弃，而由乔治·勒梅特所创立的大爆炸宇宙学成为主流理论。

20世纪下半叶发展起来的航天技术让人们第一次能够在太空其它物体上或其附近作天文观测，其中包括载人登月。通过空间望远镜，人们取得无数天文学及宇宙学发现。

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。

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。

关于科学的分类

关于科学的分类，在不同的学者中间存在不同的观点。有不少学者，把科学分成研究自然界运动规律的自然科学、研究社会运动规律的社会科学和研究人类思维活动规律的思维科学；并且除了自然科学、社会科学和思维科学这三大领域之外，还包括研究这三大领域最一般规律的哲学，以及研究这三大领域共同具有的“数量”关系的数学。这就是说，在这里把现代科学概括成自然科学、社会科学、思维科学、哲学和数学，总共五大领域，或者说五大门类。

著名科学家钱学森教授把现代科学分为自然科学、社会科学、数学科学、系统科学、思维科学、人体科学、军事科学、文艺理论及行为科学，共计九个门类。

分类原则

关于科学的分类，恩格斯提出了两个基本的原则：(见《自然辩证法》第227—228页，人民出版社1971年版)

一是客观性原则。恩格斯指出：“每一门科学都是分析某一个别的运动形式或一系列互相关联和互相转化的运动形式的，因此，科学分类就是这些运动形式本身依据其内部所固有的次序的分类和排列。”这就是说，在进行科学分类时，必须把客观物质世界的各种特殊运动形式加以区别，而这也正是科学分类的最基本的根据。

二是发展性原则。恩格斯认为：“正如一个运动形式是从另一个运动形式中发展出来一样，这些形式的反映，即各种不同的科学，也必然是一个从另一个中产生出来。”这就是说，物质世界中各种运动形式是相互关联的，而不是彼此孤立的，是不断地从一种运动形式向着另一种运动形式发展和转化的：

恩格斯所阐明的关于科学分类的这两个基本原则，把各门科学在空间上的排列分布和在时间上的发展变化统一起来了，这样就从科学的整体上把握住了它的本质及其相互关联，坚持了辩证唯物主义，反对了机械唯物论。

各种观点

从古代一直延续到今天。在叙述科学分类的历史沿革时，人们大都按照历史纪年的大框架——古代、中世纪、近代、现代来划分。也有按分类特征来划分历史阶段的：第一阶段是圆心式的神学之知识分类(亚里士多德、圣维克托隐修院的于格)。第二阶段是树枝式的哲学之知识分类(培根、笛卡儿、沃尔夫)。第三阶段是阶梯式的科学之知识分类(柯尔律治、边沁、惠威尔、孔德、斯宾塞、皮尔逊、汤姆森、克罗伯)。第四阶段是文化学之，知识分类(冯特、文德尔班、李凯尔特、克罗齐)。当然，也有以有代表性人物的科学分类思想和图式来铺陈的。

早在古希腊时代，柏拉图的认识论就表明有三种知识，即感官知觉、意见和真正的知识或广义的科学。感官知觉不能揭示事物的真相，只能显露现象。意见有真伪，仅仅是意见，毫无价值。它不是知识，而是建立在信念和感情之上的。它不知道自己是真是假，找不出为自己辩解的理由。真正的知识以理性为基础，这种知识知道自己是知识，即能确证自己为真的知识。我们必须从感官知觉和意见前进，达到真正的知识。柏拉图创造了一个包罗万象的哲学体系。虽然他没有明显地把哲学分成逻辑学、形而上学(物理学)和伦理学(实用哲学，包括政治学)，但是在著作中运用了这种划分法。

亚里士多德认为，真正的知识不在于仅仅熟悉事实，而且在于认识它们的理由、原因或根据，认识它们必然如此的情况。哲学或广义的科学，包括一切经过理性思考的知识，其申有数学和各专门科学。研究事物根本的或初始的原因的科学或哲学，他称之为第一哲学，我们叫形而上学。形而上学研究本然的存在，各种科学研究存在的某些部分或方面。例如物理学研究存在中的物质和运动。其他部分的科学和哲学取名为第二哲学。他还进而区分理论科学(数学、物理学和形而上学)、应用科学(伦理学和政治学)以及创制的科学或技艺(有关机械生产和艺术创作的知识)。他又把这些科学分成物理学(物理学、天文学和生物学等)、形而上学和应用哲学，如果加上逻辑学，那就是柏拉图的一般分类：逻辑学、形而上学和伦理学。

自亚里士多德之后，特别是在中世纪的千余年间，宗教一统天下，其间科学分类标准基本上没有什么变化。中世纪的经院哲学家把知识分为自然知识和启示知识两种，哲学属于自然知识，神学属于启示知识，与亚里士多德没有什么两样。在1141年，法国圣维克托隐修，院的于格(Hugo ofSt.Victor)的分类才在原有的基础上有诸多细节的增加。例如在应用的一项之下列举了工艺和逻辑：工艺包括纺织、缝纫、建造、航运、农业、渔猎、医药、游艺等，逻辑包括演说、文法、方言、修辞。不过，于格仍然摆脱不了亚里士多德的主张，依旧以神学为归宿。罗吉尔·培根虽然没有系统地发表过科学分类的见解，但是他在《大著作》中列举了五种重要的学问：语言学、数学、透视学或光学、实验科学、道德哲学。哒位身处中世纪后期的思想先行者所列举的学问，已经超出当时的学术范围了。

弗兰西斯·培根在《论学术的尊严和进展》、《智力球描述》中，对科学进行了分类。按照培根的观点，人的学术起源于理解力的三种官能——记忆、想像和理性。他以此为基础开始了他对知识的分析和分类。记忆对应历史，而历史包括公民史和自然史，二者之下进而各有细分。想像对应诗，诗分为叙事的或史诗的，戏剧的，比喻的。理性对应哲学或科学，其下一分为二：自然哲学和神性(启示)。在自然哲学名目之下有人、自然和上帝三项。第一项人之下又细分为公民哲学(权利的标准)、人性哲学(人类学)。第二项自然之下又细分为思辨的自然和操作的自然，前者包括物理学(质料和第二因)和形而上学(形式和第一因)，后者包括力学和纯化的魔法。第三项上帝包括自然神学、天使和精灵的本性。培根的分类没有在知识的素材和知识本身之间，实在的东西和观念的东西之间，或在现象的世界和非实在的形而上学思维的产物之间划出明确的区分，而且学科用语中有中世纪神学的残迹和经院哲学的弊病，因而从近代科学的立场来看是有缺陷的。但是，培根指出：“知识的划分不像以一个角度相交的几条线，而更像在一个树干上交叉的树枝。”这个观念对培根和斯宾塞来说是共同的，即科学源于一个根，它与孔德的观点针锋相对，孔德是按系列或阶梯排列科学的。

在17世纪近代科学革命以及18世纪的法国启蒙运动时期，牛顿力学已经牢固确立，并衍生出刚体力学，流体力学、解析力学、天体力学等力学分支，热、电、磁、光等现象的研究也初露端倪，动物学、植物学、生理学的发展方兴未艾。在这种情势下，一些科学分类的方案陆续出台：神学君临一切学科的格局已被打破，神学色彩逐渐淡出人们的视野，哲学包容全部学科的传统观念也日渐式微乃至悄悄退隐，经验性的和应用性的学科纷纷出现在科学分类表中。例如，笛卡儿把一切精密的知识都包括在他的哲学体系之中。在他看来，哲学有三大部门：一是无形世界的形而上学；二是有形世界的物理学；三是知识应用的应用学。伽桑狄把科学分为逻辑学、物理学和伦理学。霍布斯试图把主观原理和客观原理结合起来进行分类。他认为数学方法是普遍应用的方法，把几何学摆在演绎科学的首位，把物理学摆在归纳科学的首位。他拟订了科学的配置原理：从抽象到具体，从事物的量的确定性到它的质的确定性，又引向量的确定性。洛克把科学分为物理学、实践和逻辑学。拉美特利做了形而上学的划分，他把自然界分为三界(矿物界、植物界、动物界)，并有与之对应的科学。法国百科全书派(狄德罗、达朗伯)接受了弗兰西斯·培根的记忆、想像和理性三分原则，但是在细节上有所丰富。比如，理性部分冠以哲学，哲学之下分为一肢形而上学(本体论)、神的知识、人的知识、自然的知识四个门类。其中，自然的知识下辖物体的形而上学、数学和物理学(自然哲学)。数学下辖纯粹数学、应用数学和物理数学。纯粹数学下辖算术学、几何学；应用数学下辖力学、几何天文学；物邶数学下辖光学、声学、气体力学。物理学下辖广义物理学和狭义物理学，其下又各有所辖。沃尔夫将知识分为历史的(经验科学)、哲学的(理性科学)和数学的(形式的)三种：历史叙述正确的事实，哲学研究事物的原因，数学规定事物的数量关系。其_中，哲学又细分为狭义哲学(自然神学、心理学、物理学)，规范科学(伦理学、心理应用哲学、物理应用哲学)、本体论(决定各物共同性质的科学)。

在19世纪这个科学世纪，超越经典力学的热学、电磁学、光学等经典物理学分支已经成熟，并目，出现了数学化和形式化的热力学、统计物理学和电动力学，化学、生物学、地质学、心理学等学科也取得了长足的发展，弗兰西斯·培根等人的分类越来越不适应科学的现状，于是新的真正的科学分类纷纷登台亮相。英国诗人和思想家柯尔律治把科学分为纯粹科学、混合科学、应用科学、复杂科学四大部门。纯粹科学属于形式的有文法学、逻辑学、修辞学、数学，属于实在的有形而上学、伦理学、神学；混合科学包括机械学、水力学、气压学、天文学；应用科学包括实验哲学、热学、电磁学、光学、化学、音乐学、气象学、测量学、美术学；复杂科学包括历史、地理、辞典学等。这个分类虽然忽视了科学的客观标准，显得有些杂乱无章，但是它却给后来的分类开辟了一条门径。

英国哲学家边沁和法国科学家安培把科学分为物质科学和精神科学两大类。在他们的物质科学里，列入了天文学、地质学、物理学、化学、生物学等；在精神科学里，列入了历史学、语言学、法律学、经济学等。这种分类法，有两个值得注意之点：一是把科学研究的对象作为分类的标准，二是把科学的范围推广到历史、语言等学问上去了。惠威尔汲取了培根的心理官能标准和笛卡儿的数学乃科学之基础的思想营养，将科学分为七种，从前一种进至后一种，必须在前者再加上物质的或心理的能力，才能成为新的科学。例如，数学是研究时间和空间数量的，数学加上势力、运动则有机械学，机械学加上化合力则有化学，化学加上生命则有生物学，生物学加上感情、意志则有心理学，心理学加上历史的原因则有历史学，历史学加上时间、空间则有神学。这种分类的特点是，注意到各学科之间的相互关系，富有独创性，尽管条理还不甚明晰。

孔德认为，一切科学的基础是经验，所有的神学和形而上学假设对科学毫无贡献，必须予以抛弃，而通向真理的惟一道路是科学。在他看来，有6种基础科学，即数学、天文学、物理学、化学、生物学、社会学，在第7种或最后的道德科学中达到顶点。在这个科学“等级制度”或阶梯中，后一门科学依次从属于前一门。这些科学实际存在相互依赖性，以致要清楚地理解一门科学，就必然需要{先前的其他几门科学的研究。孔德的等级制度分类明显地和他的实证主义的政治体系相符，仅有纯粹空洞的图式。

斯宾塞拒绝实证论的等级制度的阶梯排列，而重返培根从共同的根展开的树枝状的科学概念。他把知识分为两个主枝：处理现象在其下为我们所知的形式的科学和处理现象的题材的科学，即抽象科学和具体科学。抽象科学囊括逻辑和数学，或处理我们知觉事物的模式的科学。具体科学处理我们在这些模式下知觉的感觉印象群和存储的感官印记。他进而把处理现象本身的具体科学又细分为抽象具体科学和具体科学：前者“在其要素上”处理现象，后者“在其全体上”处理现象。这导致他把天文学与生物学和社会学结合起来，而不是与它的亲族力学和物理学相关联。这样的分类可能适合形式逻辑的词语区分，但是并不适合于指导读者阅读或使专家受到启发。他的第三群具体科学再次按照所谓的“力的重新分配”原理加以细分。可是，这个原理在物理学中没有真实的基础，因此不能形成对具体科学分类的起点。对于斯宾塞的分类，皮尔逊的总评价是：“该结果充其量将是有启发性的，但是作为一个完备的和一致的体系，它必定或多或少是一个失败。但是，从斯宾塞的分类中可以学到许多东西，因为他把培根的“树”系统与孔德从知识领域排除神学和形而上学的做法结合起来。尤其是在抽象科学和具体科学的原始划分中，它给我们提供了出色的起点。”

德国生理学家和心理学家冯特把科学分为形式科学和实在科学，数学属于前者，其他科学属于后者。根据研究对象的不同，实在科学又被分为自然科学和精神科学。自然科学是把经验现象的内容从认识主体中分离出来，作为间接性现象来研究的科学；精神科学则把认识主体的经验作为直接的研究对象。这两大类科学又根据各自学问的性质分为现象性、发生性、系统性。所谓现象性是研究并说明自然以及精神现象的作用，所谓系统性是将全部显现的自然现象和人为诸现象加以系统性记载整理，所谓发生性介于现象和系统之间，是研究自然以及精神性成果的发展。自然科学的现象性中包括物理学、化学、生物学，发生性中包括地质学、生物发生学，系统性中包括记录天文学、地理学、矿物学、系统动物学。精神科学的现象性中包括心理学、社会学，发生性中包括历史学，系统性中包括法律学、经济学。李凯尔特不同意精神科学的提法，而用文化科学取而代之：“根据文化对象的特殊意义把科学划分为自然科学和文化科学，这可以使专门研究者由此分为两个集团的那种兴趣的对立得以最明显地标示出来。因此，在我看来，自然科学和文化科学的区分适合于代替通常的自然科学和精神科学的划分。”

皮尔逊对科学分类素有思考和研究，并在其经典科学哲学名著《科学的规范》最后一章“科学的分类”中专门做了论述。他考察了历史上三位著名哲学家弗兰西斯·培根、孔德和斯宾塞的分类并附带加以评论，同时阐述了自己的分类图式。皮尔逊汲取了培根的树枝状图式、孔德的科学相互依存的长处，采纳了斯宾塞的抽象科学和具体科学的区分，在前人的基础上提出了自己的科学分类体系。在皮尔逊看来，科学不仅仅是事实的范畴，而且是用来简洁概述我们对于那些事实的经验的概念模式。因此，要求进入实际分类的科学分支，实际上仅仅是处于形成中的科学，他们与其说符合完备的概念模型，还不如说符合分类范畴。于是，它们的终极范畴不能是绝对固定的。在或多或少还原为完备的概念模型的那些物理科学和依然处在分类范畴状态的那些物理科学之间的区分，可用所谓的精密科学(前者)和描述科学(后者)来表达。由此可见，无论何时我们开始细分科学的主要分支，边界仅仅是实际的而非逻辑的。在细分中被分类的细目与这些边界交叉和再交叉，虽然在下面的分类中大多数科学仅进入一个位置，但是它们往往同时属于两个或更多的部门。所有分类图式都具有经验的和尝试的特征，因为科学是连续成长的。

皮尔逊这位以感觉印象为基石的感觉论者，按照知觉(感觉印象)在科学中区分了两个群。前一个群处理知觉官能在其下辨别客体的模式的概念等价物，这是抽象科学。后一个群处理我们用来描述知觉内容的概念，这是具体科学。具体科学依据处理无机现象还是有机现象，又分为物理科学和生物科学。于是，他把整个科学划分为三大块：研究知觉模式的抽象科学，研究无机现象的知觉内容的物理科学，研究有机现象的知觉内容的生物科学。

在抽象科学中，皮尔逊又按照分辨的一般关系与空间和时间独有的关系一分为二。分辨的一般关系有定性的和定量的关系之分：定性的关系包括逻辑学、拼字学(orthology即发明术语)，定量的关系包括分立的量即算术、代数、测量、误差、概率、统计理论等和量的变化即函数理论、微分学、积分学等。空间和时间独有的关系又分为空间用定域分辨和时间用序列分辨：前者又包括定性的(位置)即描述几何学，定量的(大小)即度量几何学、三角学、测量法等；后者亦包括定性的即观察和描述理论(与逻辑无关)，定量的即胁变理论(大小和形状的变化)和运动学(位置的变化)。不难看出：

抽象科学囊括了通常归类为逻辑和纯粹数学的一切。在这些分支中，我们处理分辨的概念模式，由于所形成的概念一般而言是严格定义的，并且摆脱了知觉内容的无限复杂性，因此我们能够以极大的精确性推理，以致这些科学的结果对于所有落在它们的定义和公理之下的东西都是绝对有效的。为此缘故，抽象科学的分支往往被说成是精密科学。

物理科学二分为已还原为理想运动的精密的物理科学和还未还原为理想运动的概要的物理科学。精密的物理科学下列四大部门：团块物理学包括力学、行星理论、月球理论等；分子物理学，包括弹性、塑性、内聚性、声音、晶体学、地球外形、流体力学、空气动力学、潮汐理论、气体运动论等；原子物理学，包括理论化学、光谱分析、太阳物理学和恒星物理学等；以太物理学，包括与分子无关的辐射理论(光、热、电磁波)和与分子有关的光、热、电磁(与分子结构有关)——例如弥散、吸收、传输、传导等。概要的物理科学有星云理论、行星体系演化、地球的无机演化、地质学、地理学(有时称物理地理学)、气象学、矿物学、化学等。

生物科学是概要的而非精密的，它按照空间(定域)和时间(成长或变化)一分为二。在空间方面，有生命形式的地理分布(生物分布学)、习性与地点和气候的关系(生态学)、自然史(在古老的意义上)。在时间方面，亦一分为二：非再发生状态的历史学；发生状态的生物学，有植物的生物学即植物学和动物的生物学即动物学。在历史学中，再分为一般的物种进化和特殊的物种进化。前者包括生命起源(种系发生、古生物学等)，物种起源，自然选择和性选择理论等；后者包括体格(头盖学、人类学等)，心理官能(语言史、语言学、哲学史、科学史、文学史、艺术史等)，社会建制(考古学、民俗学、习惯史、婚姻史、所有权史、宗教史、国家史、法律史等)。在生物学中，一有描述各类生命的形式和结构的形态学、组织构造学、解剖学等；二有专门处理成长和繁殖的胚胎学、性理论、遗传理论等；三有涉及生命的功能和行为的学科：从物理学的角度处理功能和行为的生理学；从心理的角度处理功能和行为的心理学(广义心理学包括本能理论、意识的起源等，狭义的心理学包括属于个体的心灵研究、思维心理学等)，属于群体的社会学即道德、政治、政治经济学、法理学等。

皮尔逊还指出，他的科学三大块分类并非彼此互不沟通。正如应用数学把抽象科学与具体科学联系起来一样，生物物理学——处理无机现象的定律或物理学对于有机形式发展的应用——也把物理科学和生物科学联系起来。谈到自己的分类图式，皮尔逊“自称没有逻辑的精密性，而仅仅是尝试表明各种科学分支如何与基本的科学概念关联起来的粗略轮廓”，并表明他“在培根、孔德和斯宾塞失败的地方必然不可能成功”。然而，由于皮尔逊是位学识渊博的百科全书式的哲人科学家，最有能力从事科学分类工作，因此他的工作在当时科学发展的状况下还是有现实意义的，至今仍有恒久的学术价值和一定的启发意义。

皮尔逊的科学分类是于1891年在伦敦格雷欣学院所做的讲演中和盘托出的，次年在《科学的规范》一书中发表。这是19世纪末的事。进入20世纪不久，汤姆森和奥斯特瓦尔德也就科学分类提出了自己的方案。汤姆森的科学分类大体沿用了皮尔逊的分类思想，但是却凸显了各学科的地位和关系。他的抽象科学包括形而上学、逻辑学、统计学、数学。他的具体科学则包括普通科学、特殊科学、联合科学和应用科学。在普通科学中，又细分为社会学、心理学、生物学、物理学和化学。在特殊科学中，对应于社会学的有人类学、各种社会组织之研究等；对应于心理学的有美学、语言学、心理一物理学等；对应于生物学的有动物学、植物学、原生学等；对应于物理学的有天文学、测地学、气象学等；对应于化学的有光谱学、立体化学、矿物学等。在联合科学中，有人类的历史、人种学、生物通史、地球通史、地质学、地理学、海洋学、太阳系通史等。在应用科学中，对应于社会学的有政治学、公民学、经济学等；对应于心理学的有逻辑学、教育学等；对应于生物学的有优生学、医学、林学等；对应于物理学的有航海学、工程学、建筑学等；对应于化学的有农学、冶金学、采矿学等。奥斯特瓦尔德汲取了孔德的等级制度的分类思想，以最普遍的概念创建科学的分类体系——形式科学、物理科学、生物科学。形式科学论及属于所有经验的特征，它的主要概念是序，它包括逻辑或流形的科学、数学或量的科学、几何学或空间的科学、运动学或运动的科学。物理科学的主要概念是能(energy)，它包括力学、物理学、化学。生物科学的主要概念是生命，它包括生理学、心理学、社会学。这里的生理学应该理解为处理非心理现象的整个科学，涵盖植物学、动物学以及植物、动物和人的生理学；心理学是心理现象的科学，它不限于人，尽管有许多理由要求它的占优势的部分针对人。奥斯特瓦尔德表明，在他的分类中是就纯粹科学而言的，没有把应用科学计算在内。

在其后的整个20世纪，科学分类一直受到各国学者的关注和研究。苏联的凯德洛夫等人依据自然界的客体层次无机界一有机界一人，认为其对应的科学学科是物理学、化学及其他；生物学，心理学；人的社会和思维对应的是社会科学和哲学科学。数学是单列的。数学和自然科学的各个学科都各有自己对应的技术应用科学或技术科学。中国的于光远把现代科学分为两大类，即分别研究自然界和社会的运动规律的自然科学和社会科学，二者之间还有边缘学科领域。数学是研究整个世界的量的关系的科学，哲学则是自然科学和社会科学的概括和总结。钱学森认为，客观世界除了自然、社会之外，还有第三个领域即思维领域，因此他把现代科学分为自然科学、社会科学和思维科学。同时，从这三个领域向上，通过自然辩证法、历史唯物论和辩证认识论的桥梁，和马克思主义哲学相联系；向下则与技术科学、工程科学相联系。数学则贯穿各个学科部门。日本的纲岛定治提出，自然科学可以按照研究对象分为物质科学、生物科学、心理科学。这三者又可以细分为三个范畴：个性记述为主的阶段、一般性的升级阶段、适用第二阶段的发生理论。比如，实验物理学(力学、声学、热力学、光学、电磁学)，理论物理学，分子、原子、电子理论这三者分别与之对应。其他学科也是如此划分的。美国的科恩按照一般约定，指出自然科学包括物理科学和生物科学、化学、地球科学、气象学，有时还有数学。社会科学一般地被理解为包括人类学、考古学、经济学、历史、政治科学、心理学和社会学。传统上存在第三群人文学科，它包括像哲学、文学研究、语言研究，有时还有历史这样的学科。科学或自然科学的范畴常常被推广到包括一些常规认为是社会科学或人文学科一部分的某些学科，除(体质)人类学和(实验)心理学以外，还可以包括像语言学、考古学和经济学这样可以变化的领域。有时，地理学被认为是社会科学，有时被认为是自然科学。最近，一些(并非一切)传统的社会科学被放在“行为”科学的大伞之下。

在现代，科学的指数式发展引起知识的极度膨胀，造成学科的极度分化，同时也催生了一大批交叉学科或边缘学科的诞生。据说，在德国大学的科研目录中列有4000多个研究领域。中国教育部学科分类(国标－92)也列举了文、理、工、农、医、军事六大部类的57个一级学科和3000多个专业的分类目录。1989年出版的一本《英汉学科词典》，收集的社会科学、自然科学和技术科学的学科名称更多达30000有余。学科的这种通过分化和交叉而增生的趋势方兴未艾。在这种情势下，学者竞相推出自己的分类方案，从二元分类到五元分类一应俱全——当然也有超过五元分类的。

二元分类

邦格持二元分类的观点。他说，在各种科学之间，第一个最显著的差异是形式科学和事实科学之间的差异，即处理观念的科学和事实的科学。逻辑和数学是形式科学：它们不涉及实在的事物，因此不能用来使我们处理实在(即经验)，为的是使我们的公式确凿有效。物理学和心理学处于事实科学之中：它们涉及设想在世界中发生的事实，因此必须诉诸经验，以便检验它们的公式。自然科学包括物理学、化学、生物学、个人心理学等。此外，还有文化科学，其中有社会心理学、社会学、经济学、政治科学、物质史、思想史等。

三元分类

三元分类也许是比较多的一种分类法。例如凯伯格坚持，从学术上可以区分出形式学科、经验学科和诠释学科。数学是形式学科，生物学和心理学是经验学科，文学是诠释学科。显而易见，每一个实际的学科都体现出所有三个类型的方面：数学中的许多东西最终与关于世界的事实有联系；生物学偶尔涉及形式结构，心理学包含诠释；文学批评处理诗的形式结构和有关产生它的社会事实。在这个框架中，哲学本质上是像数学一样的形式学科，诠释的进路更多地属于历史。我们原来涉及的科学像生物学和物理学一样，主要是经验学科。我们的形式关注与科学知识和科学理论的结构有关。我们也能够注意到科学和哲学的诠释方面，科学理论是在某些环境中并针对某种哲学思想背景出现的。理解科学史中的一个惟一事件，与分析在新近出现的理论和被说成用以支持它的实验资料之间得到的形式关系，是截然不同的事情。

四元分类

四元分类除了前面介绍过的柯尔律治等人的区分以外，也有把科学分为形式的一运算的科学、自然科学、人类科学一文化科学。

五元分类

N.麦克斯韦的五元分类(或六元分类)是这样的：数学、统计学和逻辑关注改善形式的、先验的或分析的知识；物理科学关注关于物理宇宙各个方面的知识；生物科学关注改善关于生命的知识；社会科学和人文学科关注改善，关于人的生活的各种社会方面和文化方面的知识；技术科学关注改善关于为实现各种有价值的、实际的社会目标所需要的知识。按照知识哲学的普遍一致的意见，经验科学能够被安排为粗糙的等级制类型。在底部，在一切的最基本的层次上，我们有理论物耻学，与之密切相关的是宇宙学。向上，我们有理论上不很基本的物理学部分，例如固体物理学和物理化学；再高一点，我们有无机化学的整体，并排的有化学天文学、天体物理学和地球科学(物理学和化学的特殊化的应用)。再向上，我们有生物科学以及有机化学、分子生物学、生物物理学和生物化学做基底，中间有诸如动物学、植物学、解剖学、神经病学、遗传学这样的科学，顶端是生态学和动物行为研究。更高一些，我们有社会科学、人类学、社会学、心理学、语言学、经济学、政治科学和历史学。按照一种观点即还原论，我们应该把所有这些科学还原——至少在原则上——为理论物理学。按照竞争的观点即反还原论，这或者是不可能实现的目标，或者是不需要的目标。但是，二者都同意，经验科学能够依照等级制组织。更一般地，某种类似的等级制能够在逻辑和数学的学科中察觉到。在基础是逻辑，稍向上有集合论。其余的几乎整个数学分支都能够被诠释为或多或少特殊的集合论的应用。

从以上的形形色色的科学分类不难看出，学者进行分类的依据或基准各有千秋。有人认为，科学分类所依据的原则有客观原则(物质运动形式的客观区别)、发展原则(物质运动形式从简单到复杂，从低级到高级的发展序列)、层次原则(从一般到特殊的科学知识层次结构序列)、实践原则(新方法和新工具的出现会造成新学科的诞生)。有人指出，科学分类研究进入到结构分析和动态分析的阶段。学者设计了各种模式模拟科学体系的结构，如塔模式、树模式、网模式等。同时，科学分类的动力学研究也方兴未艾，学者用液体沉淀模型、气体流动模型、球体膨胀模型来模拟科学体系的运动和变化。其实，马赫早就强调，在科学研究中，不同的透视都是可能的。从这些不同的观点得到的结果能够产生不同的学科，它们具有相对的自主性。不过，一般而言，科学分类的基准不外乎三种：客观的基准、主观的基准、综合的基准。客观的基准包括研究的对象、种类和范围，事物的本质，物质的层次，自然的秩序，探索的方法等；主观的基准包括心智官能、精神能力、哲学理念、描述语言、抽象的形式等；综合的基准在奥斯特瓦尔德的以序、能、生命的概念作为分类的依据中最具有代表性。

交叉科学

现代科学技术的迅猛发展，有效地加速了人类认识客观世界和改造客观世界的进程。自从20世纪中叶以来，各门科学之间的横向联系在逐渐加强，出现了相互“交叉”的趋向，并且迅速地形成了包括各种边缘学科、横断学科、综合学科和比较学科在内的新兴科学群落——交叉科学。

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

一只类人类机械手

形式科学是指主要以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

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·培根和牛顿皆曾讨论过系统性的使用更为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

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

测量

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, 坎德拉, 秒, 安培, 开尔文和摩尔。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。

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

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）。

数学的作用

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。

科学哲学

“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。”

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)

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。由指以培根和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：

理性客观：从事科学研究不以“孔子儒家”“神”、“鬼”、“上帝”为前提（一些科学家会信仰宗教，但是“科学”本身是理性思维的结果），一切以客观事实的观察为基础，通常科学家会设计实验并控制各种变因来保证实验的准确性，以及解释理论的能力。科学理论不排斥“神”或“鬼”存在的可能性，只是反对故意装神弄鬼的不诚实行为，避开缺乏可靠证据的神学空谈。拉普拉斯认为科学是不借助神怪假设而单凭理性解释世界的学问。
可否证性：这是来自卡尔·波普尔的观点，人类其实无法知道一门学问里的理论是否一定正确，但若这门学问有部份有错误时，人们可以严谨明确的证明这部分的错误，的确是错的，那这门学问就算是合乎科学的学问。
存在一个适用范围：也就是说可以不是放之四海皆准的绝对真理。例如：牛顿力学在微观世界失效。不过科学家们仍然努力寻找与探索是否有某种理论可以囊括所有自然现象（至少在物理界，将相对论与量子力学合并是一至少延续数十年的野心）。
普遍必然性：科学理论来自于实践，也必须回到实践，它必须能够解释其适用范围内的已知的所有事实。如果其适用范围内有任何无法解释的反例存在，那么整个理论就都是错的。
研究过程需严格控制变量。对于相互作用不易分离的多个重要变量，可设法利用统计学方法（如方差分析）对来自不同变量的影响加以分离。

科学还可以分为从理论和应用等多个层次。其中理论物理学除遵循上述原则外，还推崇还原论，追求用最简略的假设描述广泛而深刻的原理。苏联物理学家朗道指出“我们已知的大量物理定律可以由为数不多的最一般规律推演出来。”而应用科学则与社会发展有直接关系。在与社会进步的相互作用中，应用科学对实践的指导作用得到不断加强，科学体系本身也不断壮大，它对人类历史的重大影响日趋显着。

科学文献

在论述非原创观点或引用他人成果时，需要注明资料来源，以方便考证与查阅。现代学术服务机构普遍使用计算机数据库储存与检索文献。1665年1月，世界上第一个人文类学术期刊《学者周刊》（Journal des Sçavans）创刊。同年3月，第一个理工类研究杂志《自然科学会报》创刊。此后，学术类期刊数量逐步增多。1981年时，曾有人估计当时的全球的学术期刊总数已达11500份。仅与生命科学有关的学术杂志，在美国国家医学图书馆中就已列举出5千份。虽涵盖39种语言，但其中九成是英文杂志。一般人文学科在需要引用文献时，一般需多列几项参考资料。对于理工学科而言，《华盛顿邮报》文章称，“鉴于中国国内学术抄袭与造假的现象较多。在引用国内文献时，一般也需多列几项参考资料”。少数行业精英有时在发表刊物或专着时，因几乎均为原创内容，即使不写参考资料也能顺利发表，例如费曼等。目前的学术期刊广泛采用同行评审的方式来履行学术质量把关。但同行评审机制不能完全防止学术造假的发生。

在知名杂志发表论文时，同行评审会更加严格。不过同行评审非常严格的《科学》和《自然》等杂志也有可能出现论文造假事件，21世纪初比较知名的学术造假案例有韩国科学家黄禹锡造假事件与日本科学家小保方晴子造假事件。评价学术期刊影响力的常见参考标准之一是看其影响指数(IF)的大小。影响指数高的期刊会更引人关注。过于强调影响指数的作用则是一种迷信的行为。另外，影响指数评价的是期刊在一段时期内所有论文的平均影响力，而有些人误把影响指数当作了判断特定论文及其投稿人的水平标准。在知名期刊发表论文的研究者更易获得更多的科研经费。由于知名期刊的关注度更高，所以时间有限的人会优先阅览知名期刊，长此以往，在知名期刊投稿的作者的被引用几率会越来越大，而在不知名期刊投稿的作者的被引用几率会越来越小，造成评价标准越来越不公平的恶性循环。影响指数的提出者尤金·嘎菲德（Eugene Garfield）也指出同一期刊中不同文章的水平是不一样的，不能一概而论，更不该作为评价个人能力的标准。一种变通的应对方法是在发表论文时先尝试给比自己预期稍好一些的杂志投稿。2005年，物理学家乔治·希尔施（Jorge E. Hirsch）提出了用于评价物理学家个人研究能力的H指数。

科学共同体

科学界，或称为科学共同体，指所有能够互相交流的科学家，以及他们各自所在的学会及研究所。一般其会被按不同工作的领域分成子社群。其中也有很多跨学科，跨机构的活动。

科学家

德国出生的科学家阿尔伯特·爱因斯坦(1879–1955)创立了相对论。他并以其在理论物理方面的工作获1921年诺贝尔物理学奖。

科学家是从事科学研究以在某个感兴趣的领域增进知识的个人。“科学家”(scientist)这个词系由威廉·惠威尔于1833年第一次使用。在现代，许多职业科学家会在一所学术机构（Academy）中接受训练，训练完成后获得一个学位，最高学位为博士，如哲学博士(PhD)、医学士(MD)、工程学博士(DEng)。许多科学家在各个国民经济部门中继续其职业生涯，如学术界、产业界、行政机构、非营利组织。

科学家显示出对现实的强烈好奇，部分科学家还谋求运用科学知识以增益于健康、国家、环境、实业；从事科学的其它动机还包括取得同侪承认，以及名望。诺贝尔奖即为一种公认名望很高的奖项，每年一次颁授给在医学、物理学、化学、经济学方面取得科学进展的人。

自古至今，就基础科学（不同于应用科学）而言，有一个特点变化不大，即相对宽裕的家境对于专职从事基础科学研究来说是一个显着优势。而应用科学因相对来说较易出成果，且易转化为可创造财富的生产力，故对专职研究者的家境不会有限制。

科学领域中的女性

玛丽·居里是首个两度获诺贝尔奖的人：1903年的物理学奖及1911年化学奖。

一份中世纪的《几何原本》译本开头插画(约1310年)，图中的妇女在教授几何学。

历史上，科学曾是一个几乎由男人垄断的领域，其间只有少数瞩目的例外，科学领域中的女性包括：

Hypatia(约公元350–415年)，工作于亚历山大图书馆。
Trotula of Salerno, 公元1060年前后的一名医生。
卡罗琳·赫歇尔，18世纪到19世纪的首批职业天文学家之一。
Christine Ladd, 为 C.S. Peirce 指导的博士生，在其博士论文中发表了维特根斯坦的命题5.101, 这比维特根斯坦的《逻辑哲学论》出版早了40年。
Henrietta Leavitt, 职业的人工计算员兼天文学家，率先发表造父变星的光度与它们到地球的距离之间的重要关系。此项成果使得哈勃能够发现宇宙膨胀，继而从中导出大爆炸理论。
Emmy Noether, 于1915年证明了能量守恒及其它运动守恒量。
玛丽·居里，与其丈夫共同作出与放射性有关的发现；锔以其命名。
Rosalind Franklin, 工作于 X-射线衍射领域，在 DNA 双螺旋结构的发现过程中有重要贡献。
Jocelyn Bell, 起初在所就读的预备学校里没有获准学科学，但是坚持要学，后来成为第一个观测到射电脉冲星并对之作了精确分析的人。因此项工作，其导师于1974年被授予诺贝尔物理学奖。（她后来于2018年获物理学突破奖；她将该奖的奖金捐出，以资助妇女、少数族群及难民学生，鼓励其从事物理研究。）
2018年 Donna Strickland 因其在激光啁啾脉冲放大技术方面的工作而成为第三名获得诺贝尔物理学奖的妇女（第二位是 Maria Goeppert-Mayer, 1962年) 。Frances H. Arnold 因在酶的人工定向演化（Directed evolution）方面的工作而成为第五位获诺贝尔化学奖的女性。

妇女在科学界曾遭到相当的歧视；在男性主导的社会中，这一点与其它领域的情况很相似。比如妇女在寻找工作机会时经常被忽略过去，而她们的工作成果也常被拒绝承认。举例来说，Christine Ladd-Franklin(1847–1930) 为了能够入学博士培养计划曾使用“C. Ladd”的名义；Christine “Kitty” Ladd 1882年即已达到博士要求，却延宕至1926年才被授予学位，在此期间其学术成就已兼及逻辑代数、色彩视觉以及心理学等领域。她的工作领先诸如路德维希·维特根斯坦和查尔斯·桑德斯·皮尔士等著名学者。妇女在科学上的成就一向被归功于她们不屈就于家庭圈子中的劳力这一传统上认为其应当扮演的社会角色。

20世纪后期，积极的招募妇女并消除成建制的性别歧视使得女科学家的人数大为增加，但是在某些领域中性别比例依然很不平衡；21世纪初期，过半的新晋生物学家为女性，然而有80%的物理学博士学位授予了男性。在21世纪早期，美国的科学与工程领域有50.3%的学士学位、45.6%的硕士学位及40.7%的博士学位授给了女生。她们拿到了过半的心理学学位（约70%）、社会科学学位（约50%）、以及生物学学位（约50-60%），但在物理科学、地球科学、数学以及计算机科学领域拿到的学位少于半数。生活方式的选择亦为妇女从事科学的主要影响因素之一；有年幼后代的妇女取得终身职位的机会会因工作与生活的平衡问题而下降28%，是故女研究生选择研究职业的意愿会在研究生院就读期间急剧下降，而同期其男性同事的意愿则保持不变。

学会

旨在交流和促进科学思想与实验的学会自文艺复兴时代起便已存在。许多科学家都加入了某个旨在助益各自的科学学科、专业或相关学科集群的学会。会员资格可以是向所有人开放的，也可能要求拥有某些科学资格证明，抑或是作为一项通过选举来颁授的荣誉。大多数科学学会为非营利组织，很多为专业协会。其活动一般包括定期召开学术会议以宣读和讨论新的研究结果，以及发行或主办本学科的学术期刊。一些学会亦会行使专业团体的职能，从公共利益或本团体的集体利益出发来管理其成员的活动。科学社会学学者模板:Who认为学会具有关键的重要性，组建学会有助于新学科或新专业的出现和发展。

科学从19世纪开始职业化，其推动力部分源自一系列国家中权威的科学院之创立，如意大利猞猁之眼国家科学院始创于1603年，英国皇家学会1660年，法国科学院1666年，美国国家科学院1863年，德国威廉皇帝研究所1911年，以及中国中央研究院1928年。自各国科学院创立以来，国际科学组织如国际科学理事会 (ICSU)等也开始形成，以促进不同国家的科学共同体之间的合作。

科学与社会

科学与其他领域的关系

科学与宗教

科学虽然与宗教有过大冲突，但它与宗教和神秘主义并没有严格的对立关系。尤其是近代社会变革以来，一些宗教也发生了适应社会进步的改革，与科学的矛盾趋于缓和。有布道者也开始用可支持自己宗教观点的科学原理举例，虽然解读得很走样。历史有许多著名科学家都有宗教信仰，如欧拉和柯西，宗教信仰并未使他们的科学视野有所局限。而知名物理学家恩里科·费米则是一个不可知论者，他对原子弹的研发和量子物理的发展有重要贡献。费曼认为（在20世纪50年代）有超过半数的科学家无宗教信仰，而且科学不能论证上帝不存在（原文为“I do not believe that science can disprove the existence of God; I think that is impossible. And if it is impossible, is not a belief in science and in a God – an ordinary God of religion — a consistent possibility? Yes, it is consistent. Despite the fact that I said that more than half of the scientists don't believe in God, many scientists do believe in both science and God, in a perfectly consistent way. But this consistency, although possible, is not easy to attain…”摘自费曼《科学与宗教的关系》）(在这里, “不能”的具体含义是, 科学理论必须具备可证伪性, 而“上帝存在”这一命题并不具备可证伪性, 因此在科学范畴内无意义)。与科学对立的事物主要是顽固守旧的原教旨主义、排斥理性的反智主义以及违反实证精神与客观原则却以“科学”自我标榜的伪科学。

“如果一个人以所有人都能明白的口气谈论问题，那不难得知这肯定是某种深奥的哲学（意即“反正不是科学”）。但是，我打算讲得更明确一些，我想让大家以一种更诚实而非模棱两可的方式理解我的意思。”

A person talks in such generalities that everyone can understand him and it's considered to be some deep philosophy. However, I would like to be very rather more special and I would like to be understood in an honest way, rather than in a vague way.

——理查·费曼《物理定律的本性》(The Character of Physical Law)}}

科学与哲学

除科学比哲学更脚踏实地关注具体问题外，哲学与科学的区别也在于哲学没有被广泛认可的主流理论。而且哲学有很大一类分支，与科学的客观态度相违背，即唯心主义。哲学虽无数次推动过科学进步，但现在与科学的联系越来越疏远。科学的知识越来越多，越来越细，越来越难，专职的哲学家已很难明白基础科学的前沿问题。相反，科学新概念的快速发展倒是对传统哲学冲击很大，如不可分空间、不可定向流形、蝴蝶效应、量子化假设、平行宇宙、对称性破缺和单电子宇宙。由于科学与哲学（尤其是自然哲学）的渊源，科学的最高学位头衔直到今天仍被叫作“Ph.D.”，即“自然哲学博士”。

参见

科学

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含义

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