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來源:財經刊物   發佈於 2013-07-01 09:52

*科學

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目錄
1 「科學」名詞演變及含義
1.1 如今的「科學」在中國古代的稱呼
2 歷史與哲學
2.1 歷史
2.1.1 自然的哲學研究
2.1.2 中世紀科學
2.1.3 文藝復興時期與早期現代科學
2.1.4 啟蒙時代
2.1.5 19 世紀
2.1.6 20 世紀
2.2 科學哲學
3 科學實踐
3.1 測量
3.1.1 國際單位制(SI)
3.2 科學的方法
4 科學界
4.1 分支與領域
4.2 機構
4.3 文獻
5 科學與社會
5.1 科學領域中的女性
6 科學技術
7 參看
8 注釋
9 參考文獻
10 擴展閱讀
科學
是一門研究自然現象的學問,對於自然現象可供重複驗證的解釋與預測。科學家進行研究時,必須符合科學的方法,建立收集可觀察、可經驗、可量度的證據,合乎明確的邏輯推理原則。科學是可信賴、合乎邏輯與理性的知識。
科學就與哲學密切連結。近代時期,科學與哲學這兩個術語有時可以交換使用。直到17世紀,自然哲學與哲學才開始加以區別。為了更加區分兩者之間的不同,又將自然哲學改稱為自然科學。這種詮釋強調,自然科學專注於研究自然現象與相關的自然定律,這包括物理、化學、生物、醫學、數學、天文學等等領域。
將科學所倚賴的理論與精神延伸至其它領域,現代學者開展了探討人類社會的社會科學。現今科學這術語可以被用來廣義地指稱關於某論題的可信賴知識,例如,經濟學、政治學、法律學、語言學等等...
科學包含自然、社會、思維等領域,如物理學、生物學和社會學。它涵蓋兩方面含義:
1.觀察:致力於揭示自然真象,而對自然作理由充分的觀察或研究(包括思想實驗),通常指可通過必要的方法進行的,或能通過科學方法套用以評價經驗知識的程序而進行的。
2.假設:通過這樣的過程假定組織體系知識的系統性。
3.檢證:藉此驗證研究目標的信度與效度。
科學知識指覆蓋一般真理或普遍規律的運作的知識或知識體系,尤其指通過科學方法獲得或驗證過的。科學知識極度依賴邏輯推理。
科學的方法
任何研究方法要被視為科學方法,則必須是客觀(科學家們不能對於科學方法下產生的單一結果有不同的解釋或不能去改變結果的發生)。另一項基本期待,則是必須有完整的資料文件以供佐證,以及研究方法必須由第三者小心檢視,並且確認該方法能重製。
一般理解,科學是對自然規律的追求。科學定律,有一個重要的標準,就是不能有反例。任何一個客觀存在的,能夠重複的現象,如果於已有的科學定律矛盾,即宣布此科學定律的終結。
科學方法使用可再現的方法解釋自然現象。從預測當中提出思想實驗或假設。預測是在確認實驗或觀察前提出的,用於證明其中沒有受到干預。而對預測的反證則是進步的證明。科學研究者提出假說來解釋自然現象,然後設計實驗來檢驗這些假說,這種實驗需要在可控條件下模擬自然現象(在觀測科學,如天文學或地質學,可預測的觀察結果可以替代核對實驗)。整體而言,科學方法可以解決極度創新的問題而又不受主觀偏見的影響(又稱確認偏誤)。
科學研究的要素
科學方法包括以下步驟的重複(迭代Iteration)和循環(遞歸Recursion):
1.觀察 - 用感應器官去注意自然現象或實驗中的種種轉變,並記錄下來。涉及的活動包括:眼看、鼻嗅、耳聞和手的觸摸。
2.解說 - 將從觀察得的事實,加以解釋。
3.預測 - 根據假說引申出可能的現象
4.確認 - 透過進一步的觀察和實驗去證實預測的結果
5.評估 - 根據經驗和結果主觀地評比或下結論。
6.發表 - 公佈成果。發表有很多形式,像是投稿或是發表會。
實踐的類型包括:理想實驗、控制變量、分析歸納。
科學技術
方法學
(又稱為方法論;希臘語:μεθοδολογία) 的定義是
一門學問採用的方法、規則與公理。
一種特定的做法或一套做法。
在某種知識的領域上,對探索知識的原則或做法而作之分析(梅里厄姆-韋伯斯特詞典)。
方法學意味著的通用概念就是:在某一門學問或所要探索的知識領域上,對所使用之個別方法加以整合、比較探討與批判。
整體論
(holism)的主張,是一個系統(宇宙、人體等)中各部分為一有機之整,而不能割裂或分開來理解。根據此一觀點,分析整體時若將其視作部分的總和,或將整體化約為分離的元素,將難免疏漏。
許多原始文明也有整全觀的概念,例如北美或澳洲的原住民相信他們跟土地、神靈、動植物的聯繫,並體現在宗教儀式之中。中國古代儒道思想有「天人合一」,中醫學說明了整全觀如何應用在實用性的學科——它將人體各部份視為一有機整體,而不單是器官的整合。要醫治病人須保持整個人陰陽調和,而非單一器官的問題。中醫也是現代整全醫療中的代表之一。
還原論常常被視為對立於整全觀。科學上的還原論的主張為:在一個複雜系統裏,組成部分的行為可以解釋整體系統的表現。18至20世紀流行於科學家之間的哲學邏輯實證論,其中一個信念就是科學研究是階層式的:物理→化學→生物學→心理學→社會科學,化學的法則可以用物理學解釋,生物學的法則可以用化學去解釋。
在學術研究上,對複雜系統的研究,令偏向抽象事物的研究者明白「還原」不足以解釋一個複雜系統內部交叉產生的現象;在現實問題裏,例如處理疾病、貧窮、經濟、城市規劃、慣性收視等問題時,經常需要跨學科的合作;在社會上,20世紀中人們開始重視生態圈、環境保護,國家政府過於追求國內生產總值(GDP)以致忽略國民的生活質素,有人提出國民幸福總值以取代GDP。這些事件,都可以說體現人們更重視整全觀。
系統科學
是由相互聯繫、相互作用的要素(或部分)組成的具有一定結構和功能的有機整體;準確來說,要素+結構=系統。從系統的角度觀察研究客觀世界的學科,就是系統科學。它研究的領域橫跨自然科學,社會科學,卻除去其中較為狹窄的物理,生物,心理,經濟意義,而把研究重心放在探究各個系統的本質規律上。系統科學主要研究系統的要素(或元素),結構,和系統的行為(性質)。
《談談方法》(Discours de la méthode)(全名《談談正確引導理性在各門科學上尋找真理的方法》,英語:Discourse on the Method of Rightly Conducting One's Reason and of Seeking Truth in the Sciences,法語:Discours de la méthode pour bien conduire sa raison, et chercher la vérité dans les sciences)),是笛卡兒在1637年出版的著名哲學論著,對西方人的思維方式,思想觀念和科學研究方法有極大的影響,有人<誰?>曾說:歐洲人在某種意義上都是笛卡兒主義者,就是指的受方法論的影響,而不是指笛卡兒的二元論哲學。
笛卡兒在《談談方法》中指出,研究問題的方法分四個步驟:
1.永遠不接受任何我自己不清楚的真理,就是說要盡量避免魯莽和偏見,只能是根據自己的判斷非常清楚和確定,沒有任何值得懷疑的地方的真理。就是說只要沒有經過自己切身體會的問題,不管有什麼權威的結論,都可以懷疑。這就是著名的「懷疑一切」理論。例如亞里士多德曾下結論說,女人比男人少兩顆牙齒。但事實並非如此。
2.可以將要研究的複雜問題,盡量分解為多個比較簡單的小問題,一個一個地分開解決。
3.將這些小問題從簡單到複雜排列,先從容易解決的問題著手。
4.將所有問題解決後,再綜合起來檢驗,看是否完全,是否將問題徹底解決了。
在1960年代以前,西方科學研究的方法,從機械到人體解剖的研究,基本是按照笛卡兒的《談談方法》進行的,對西方近代科學的飛速發展,起了相當大的促進作用。但也有其一定的缺陷,如人體功能,只是各部位機械的綜合,而對其互相之間的作用則研究不透。直到阿波羅1號登月工程的出現,科學家才發現,有的複雜問題無法分解,必須以複雜的方法來對待,因此導致系統工程的出現,方法論的方法才第一次被綜合性的方法所取代。系統工程的出現對許多大規模的西方傳統科學起了相當大的促進作用,如環境科學,氣象學,生物學,人工智慧等等。
笛卡兒在《談談方法》中還第一次提出「我想,所以我是」(法語:Je pense, donc je suis舊譯我思故我在)的名言,第一次引入笛卡兒坐標系,對牛頓和萊布尼茨發明微積分理論有很大的作用。
科學系列
形式科學
是指主要研究對象為抽象形態的科學。
數學
數理邏輯
數理統計學
計算機科
自然科學
是研究大自然中有機或無機的事物和現象的科學。
物理學
經典物理學 · 現代物理學 應用物理學 · 計算物理學
原子物理學 · 核物理學
粒子物理學 · 實驗物理學 理論物理學
凝聚態物理學
力學 · 經典力學
量子力學 (入門)
連續介質力學 · 流變學
固體力學 · 流體力學
電漿體 · 熱力學
相對論(狹義 · 廣義)
弦論 · M理論
化學
酸鹼理論 · 鍊金術
分析化學 · 宇宙化學
生物化學 · 晶體學
環境化學 · 食品化學
地球化學 · 綠色化學
無機化學 · 材料科學
分子物理學 · 核化學
有機化學 · 光化學
物理化學 · 放射化學
固體化學 · 立體化學
超分子化學
表面科學 · 理論化學
天文學
天體物理學 · 宇宙學
銀河系天文學 · 行星地質學
行星科學 · 恆星天文學
地球科學
大氣科學 · 生態學
環境科學 · 大地測量學
地質學 · 地貌學
地球物理學 · 冰川學 · 水文學
湖沼學 · 礦物學 · 海洋學
古氣候學 · 孢粉學
自然地理學 · 土壤學
空間科學
生物學
解剖學 · 天體生物學 · 生物化學
生物地理學 · 生物工程學 · 生物物理學
生物心理學 · 生物技術
植物學 · 細胞生物學 · 保育生物學 · 低溫生物學
發育生物學
生態學 · 人種生物學
進化生物學 (進化論)
遺傳學 (入門)
老人學 · 免疫學 · 湖沼學
海洋生物學 · 微生物學
分子生物學 · 神經科學
古生物學 · 寄生蟲學 · 生理學
放射生物學 · 土壤生物學
系統分類學 · 生物數學
毒理學 · 動物學
社會科學
是用科學的方法,研究人類社會的種種現象。
人類學 · 考古學
犯罪學 · 人口學
經濟學 · 教育
人文地理學 · 歷史
國際關係 · 法律
語言學 · 政治學
心理學 · 社會
應用科學
是將自然科學的知識應用到實際問題上的科學,其多來源於實踐本身,存在一定的非科學內容,和工程和科技有密切的關係。
工程學
農業 · 航空太空 · 生物醫學
化學 · 土木 · 計算機
電機 · 消防 · 基因
工業工程 · 機械 · 軍事
礦業 · 核工程 · 運籌學
機器人學 · 軟體
醫療衛生科學
生物工程學 · 牙醫學
流行病學 · 醫療衛生 · 醫學
護理學 · 藥學 · 社會工作
獸醫學
科際整合
又稱跨領域研究,指的是兩個或多個學科相互合作,在同一個目標下進行的學術活動。
應用物理學 · 人工智慧
生物倫理學 · 生物信息學 ·
生物醫學工程 · 生物統計學
認知科學 · 計算語言學
文化研究 · 控制論
環境科學 · 環境社會科學
種族研究 · 演化心理學
健康 · 林業
圖書館信息學 · 邏輯
生物數學 · 物理數學
科學建模 · 神經工程
神經科學 · STS
符號學 · 社會生物學
參看
理工
科學普及
偽科學
迷信
科學學
科學哲學
自然辯證法
科學知識社會學(英語:Sociology of scientific knowledge)
科學史
科學主義
科學文藝
科學實驗
科學革命
科學歸納法
科學演繹法
科學理論
科學預見
科學模型
科學共同體
科學觀察
科學分類
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