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科学方法探讨 科学的定义及学科分类 新韦伯斯特词典对科学的定义是：Knowledge or a system of knowledge covering general truths or the operation of general laws especially as obtained and tested through scientific method 或者such knowledge or such a system of knowledge concerned with the physical world and its phenomena，现代汉语词典则将其定义为“反映自然、社会、思维等的客观规律的分科的知识体系”。 汉语“科学”一词初由近代日本学界使用，对应英文中的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”、“学问”，在近代侧重关于自然的学问，而自明代时中国则称之为格致，即格物致知，以表示研究自然之物所得的学问。近代出版的许多科学书籍多冠以“格致”或“格物”之名。《大学》里说，“致知在格物，物格而后知至。”朱子注为，“推极吾之知识，欲其所知无不尽”，“穷至事物之理，欲其极处无不到也”。 科学按研究对象的不同可分为自然科学、社会科学、形式科学。形式科学是指主要研究对象为抽象形态的科学，如逻辑、数学、计算理论、信息论、统计学等，形式科学是其他学科重要的研究工具。哥白尼在《天体运行论》开篇就说，“不懂几何者禁止入内。”广义的社会科学，是人文学科和社会科学的统称，是以科学的方法，研究人类社会的种种现象，主要包括政治学、经济学、管理学、法学、社会学、心理学、教育学、伦理学、文学、美学、艺术学、逻辑学、语言学、史学、军事学、人类学、考古学、民俗学、新闻学、传播学等。自然科学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事物和现象的科学，主要包括天文学、物理学、化学、地球科学、生物学等。而工程学则是一门应用学科，是运用科学和技术的原理来解决人类问题。工程师利用科学家发现的知识，制造对人类有用的物体或工具。 随着现代科学的迅速发展，科学的学科分类越来越细，新的学科也不断产生。另一方面，两个或多个学科相互合作，在同一个目标下进行学术活动，产生了很多新的交叉学科。例如，量子信息处理综合了量子物理及计算机科学，而生物信息学则把分子生物学引入了计算机科学领域。现代人类社会所面临的不少棘手问题如艾滋病、全球变暖以及生物多样性的遗失等，只有通过发展多个学科的交叉协作才能更好地解决。 科学方法 科学方法是进行科学研究，描述科学调查，根据证据获得新知识的模式。它包含这样一个循环往复的过程（如图所示）：观察自然现象并提出问题，做出科学假说，设计实验及预测实验结果，进行实验验证，收集实验数据，分析及解释数据，确认假设进而形成科学理论或者推翻、修正假设，重新实验。科学方法具备两个不可或缺的特征：严密的逻辑原则和严格的实验原则。爱因斯坦说过，西方近代科学的发展是以两个伟大成就为基础的：一是以欧几里得几何学为代表的希腊哲学家发明的形式逻辑体系，二是文艺复兴时期证实的通过系统的实验有可能找出因果关系的重要结论。 科学方法不仅被广泛应用于各个科学领域的研究中，而且在我们解决日常生活的细小问题中也得到体现。例如，当你晚上看电视，家里的灯突然熄灭了。为了解决这个问题，你必须找出原因。故你提出一个假设：因短路而跳闸。但当你检查电闸的时候，发现并没有跳闸，于是你推翻了这个假设。 然后提出新的假设：这个地区的供电系统发生故障。如果这个假设成立，就会推出邻近的住宅也没有电这个结论。为了印证这个假设，你就去查看一下。如果邻近的住宅和街道都漆黑一片，就支持了上述的假设；反之，如果邻近的住宅和街道灯光如常，就推翻了上述的假设。 科学方法似乎毫无趣味、很难理解，但是它比科学上的发现要重要得多。国际科普理论学者认为，科学方法是科学素养中最重要的内容，公众理解科学，最重要的就是要理解科学方法并应用这些科学方法解决自己生活和工作中的各种问题，在现实生活中，一些人的盲从与偏执行为，也与缺乏科学方法有关。特别是在我们缺乏理性基础的国度更应该强调科学方法。 归纳与演绎 科学方法中的逻辑推理包括两种方式：归纳推理与演绎推理。演绎法是从普遍性结论或一般性事理推导出个别性结论的论证方法。演绎推理的主要形式是三段论，即大前提、小前提和结论。大前提是一般事理；小前提是论证的个别事物；结论就是论点。比如，金属都遇热膨胀，铜是一种金属，所以铜会遇热膨胀。在科学的研究中演绎法多用于Hypothetical deduction，即在提出假设之后，再由该假设演绎其结果，然后由试验来证实或否决之。