自然科学的结构和分类

什么是科学？科学是人类对客观世界的正确认识，是一个不断发展的关于自然界、社会和思维的客观规律的知识体系。

科学的分类从大的层次上，科学可划分为自然科学社会科学三大分支思维科学自然科学（natural science ）●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各门科学的总称。

●自然科学各领域：数学，力学（属于物理学），物理学，化学，天文学，地球科学以及生命科学等。

●自然科学在理论上的每一次进步，都在逐渐地改变并丰富着人们的自然观，对社会产生巨大的推动力，对人们认识世界和改造世界产生新的飞跃。

这也正体现了科学技术是第一生产力的观点。

社会科学和思维科学社会科学是以社会现象为研究对象的科学，它的任务是研究与阐述各种社会现象及其发展规律。

思维科学是研究意识与大脑、精神与物质、主观与客观之间的关系的综合性科学，是研究思维活动规律和形式的科学宇宙关于宇宙的起源和演化人类认识宇宙的过程●地心说(公元前340年～16世纪)●日心说（16世纪～20世纪20年代前后）●现代宇宙学的诞生1.1917年爱因斯坦的广义相对论建立了现代宇宙学的理论基础2.1929年哈勃发现红移定律，认识到宇宙在膨胀，使现代宇宙学更牢固地建立在观测的基础上。

联合国教科文组织《1998年世界科学报告》指出：大脑的功能、生命的起源和宇宙的起源这些重大问题将是今后几十年甚至几个世纪需要解决的主要难题太阳太阳，是我们银河系2000亿个恒星中的一个。

组成银河系的上千亿颗恒星排成一个扁圆形的球状体，太阳处在银河系靠边缘的地方（离边缘约2.3万光年，离中心约2.7万光年），以每秒300千米的速度，绕银河系的中心转动，转一周需2亿年。

太阳是个气体球团，在它的大气中，按质量估计氢占大约71％，氦占27％（若按原子数计，氢占92.1％，氦7.8％）,其它元素总量不超过2％太阳年龄50多亿年（地球年龄约47亿年）太阳直径1390，000 Km太阳重量 1.989⨯1030 Kg (是地球的33万倍)平均密度 1.4克/cm3 (是地球的1/4)表面温度5800 K日地距离 1.496⨯108 Km（称作一个天文单位）太阳的形成过程稀薄的气体分子和尘埃分子云星核（星胎）原恒星主序星（占恒星生命期的80%左右）太阳表面发出强烈光芒的物质只是厚度为300～500千米的薄薄一层气体，称作光球层，温度大约6000 K光球层之下的气体温度比光球层高，就好像沸腾的水。

基础科学·技术科学·应用科学自然科学是研究自然界不同事物的运动、变化和发展规律的科学。

它同其它科学相比，具有以下三个主要特点：1）自然科学是知识形态的生产力。

这个特点，是自然科学的社会本质。

2）自然科学虽然是一种系统知识和社会意识形态，但它不是上层建筑，本身并没有阶级性。

3）自然科学具有重复验证性。

它所依据的事实和得出的结论，都可以进行重复验证。

一般地说，现代自然科学是由基础科学、技术科学和应用科学三大部分组成的科学总体。

这三大部分各有研究的对象和目的，既是自然科学体系中的不同组成部分，又是三个密切联系的不同层次，互相影响，相互促进。

基础科学以自然界某种特定的物质形态及其运动形式为研究对象，目的在于探索和揭示自然界物质运动形式的基本规律。

它的任务是探索新领域，发现新原理，并为技术科学、应用科学和社会生产提供理论指导和开拓美好的前景。

基础科学是整个自然科学的基石，是现代科学发展的前沿，也是技术发明的“思想发动机”。

技术科学以基础科学的理论为指导，研究同类技术中共同性的理论问题，目的在于提示同类技术的一般规律。

它是直接指导工程技术研究的理论基础。

技术科学的研究都有明确的应用目的，是基础科学转化为直接生产力的桥梁，也是基础科学和应用科学的主要生长点。

因此，技术科学在经济发展中占有重要的地位，是现代科学中最活跃、最富有生命力的研究领域。

如在第二次世界大战后，原子能科学、计算机科学、能源科学、航天科学等一系列新兴技术科学的迅猛发展，已成为世界第三次科技革命的重要标志。

应用科学是综合运用技术科学的理论成果，创造性地解决具体工程、生产中的技术问题，创造新技术、新工艺和新生产模型的科学，如农业工程学、水工程学、生物医药工程学等。

应用科学是自然科学体系中的应用理论和应用方法。

它直接作用于生产，针对性强，讲究经济效益，所包括的学科门类最多，社会对其放的人力、物力、财力也最多。

把自然科学的不同学科，按照它们在自然科学总体中的不同作用和地位，划分为三大门类，并把它们有机地联系起来，建立起的自然科学的体系结构，这种结构称为自然科学的门类结构。

自然科学名词解释
自然科学是研究自然界各种现象和规律的学科，主要包括物理学、化学、生物学和地球科学等领域。

以下是一些常见的自然科学名词解释：
1. 物理学：研究物质和能量以及它们之间的相互关系的学科。

物理学包括力学、热学、光学、电磁学和量子力学等分支。

2. 化学：研究物质的组成、性质、结构、反应和变化的学科。

化学研究包括无机化学、有机化学、分析化学、物理化学和生物化学
等领域。

3. 生物学：研究生命体及其组织结构、功能、发展和演化的科学。

生物学包括分子生物学、细胞生物学、遗传学、生态学和进化生
物学等分支。

4. 地球科学：研究地球内部结构、地壳运动、地表地貌、地球
历史、气候和环境等方面的学科。

地球科学包括地质学、地球物理学、地球化学、气象学和海洋学等分支。

5. 数学：研究数量、结构、空间和变化的学科。

数学分为纯数
学和应用数学两大类，包括代数、几何、概率论、统计学和微积分等
分支。

6. 天文学：研究天体及其运动、物理性质和演化的学科。

天文
学包括天体物理学、宇宙学、行星科学和射电天文学等分支。

7. 生态学：研究生物与环境之间相互作用的科学。

生态学研究
包括生物群落、能量流动、物质循环和生态系统的组织和功能等方面。

8. 医学：研究疾病预防、诊断和治疗的学科。

医学包括内科、
外科、儿科、牙医学和药学等分支。

这些名词代表了自然科学的一些核心领域，通过研究这些领域，
人们可以更好地理解自然界的规律和现象，为人类的生活和社会发展
提供科学依据。

了解自然科学的基础知识自然科学是研究自然界现象和规律的一门学科，它通过观察、实验和推理来揭示自然界的奥秘。

了解自然科学的基础知识对我们认识世界、解决问题至关重要。

本文将介绍自然科学的基础知识，包括自然科学的定义、基本概念和常见的学科分类。

一、自然科学的定义自然科学是研究自然界的组成、结构、变化以及其内在规律的科学。

它涉及物理、化学、生物学、地理学等学科，用科学的方法研究自然界各种现象和规律。

自然科学以实证主义为基础，强调通过观察、实验和推理来获取和验证知识。

二、基本概念1. 物质：构成世界的基本单位，具有质量和占据空间的特性。

物质分为自然界中存在的无生命物质和有机体内含有的生命物质。

2. 能量：物体所具有的做功的能力。

能量存在于宇宙中的各个物质和空间中，通过转化体现着自然界的运行。

3. 规律：自然界普遍存在的、稳定的现象或事件的重复发生和相互关系。

规律是对自然界现象的总结和概括，可由数学表达或定性描述。

4. 实验：通过人为创造特定条件来观察和控制自然现象，以验证或推翻假设，获取科学知识的方法。

三、学科分类1. 物理学：研究物质、能量、力量和运动的基本学科。

物理学包括力学、热学、光学、电磁学、原子物理学等分支学科。

2. 化学：研究物质的性质、组成、变化和相互作用的学科。

化学主要包括无机化学、有机化学、物理化学和分析化学等分支学科。

3. 生物学：研究生物体的结构、组织、功能、演化和分类等学科。

生物学包括植物学、动物学、微生物学、遗传学等分支学科。

4. 地理学：研究地球表面自然环境和人文环境的学科。

地理学分为自然地理学和人文地理学两个大的分支。

5. 天文学：研究宇宙中天体的性质、形成、演化和运行规律的学科。

天文学主要包括观测天文学和理论天文学两个方向。

6. 地球科学：研究地球的结构、地壳运动、地质演化、气候变化等学科。

地球科学包括地质学、地球化学、大气科学、海洋科学等分支学科。

7. 数学：研究空间结构、数量关系、变化规律以及推理和证明方法的学科。

自学考试现代科学技术与当代社会复习资料第一章，科学与技术概论第一节科学与技术的基本概念一、什么是科学（一）科学的含义辞海解释：关于自然、社会和思维的知识体系。

看成是知识、知识发展和知识运用过程的统一。

（二）科学的特征1 它是一种知识形态的理论、概念或原理、学说。

2 它是一种不以人的意志为转移的客观存在，具有重复性、再现性和可比性的特点（检验科学的三性的基本原则，符合三性――真科学、否则假科学）。

3 它具有连续性、深入性和创造性的特点。

4 它的发展变化没有止境。

二、什么是技术（一）技术的含义愿意：是指个人所掌握的技巧、手艺等技能或本领。

表现形式：知识形态和物质形态两个方面。

根本目的：在于对自然界的控制和利用。

价值标准：在于是否实用和带来何种经济效益。

（二）技术的特征1 综合性与集成性2 通用性与适用性3 依存性和连锁性4 先进性与经济性5 技术具有自然和社会双重属性 6 个性化（三）技术的本质为实现预期结果而重复进行的优化操作。

三、科学与技术的关系（一）两者的区别1、职能性质上的区别科学的根本职能是认识世界，揭示客观事物的本质和运动规律，着重回答“是什么”、“为什么”的问题；技术的根本职能是改造世界，实现对客观世界的控制、利用和保护，着重回答“做什么”、“怎么做”的问题。

科学――精神财富，技术――物质财富。

成果表现：科学――新现象、新规律、新法则的发现，技术――新工具、新设备、新方法、新工艺的发明。

2、发生地的区别科学以大学为中心，技术以企业为主体（企业是技术发明与技术开发的主体）（二）两者的联系相辅相成科学中有技术、技术中有科学，在科学转化为生产力的过程中，技术是中间环节，技术是科学原理的物化和应用，技术是科学的延伸，科学是技术的升华。

（三）两者关系发展的新趋势科学的技术化是现代科学发展的重要特点，技术的科学化是现代技术生命力所在。

第二节科学技术系统一现代自然科学的分类与结构（一）科学技术——自然科学－科学研究经历的三个阶段：基础性研究、应用性研究、开发性研究。

名词解释1．结构：所谓结构，泛指事物各个部分的配合组织，而物质的结构则是指组成物质的各要素之间的相互联系和相互作用形式，即物质的空间构成和各组成部分的空间关系。

研究物质结构，也就是研究物质系统内部各要素之间的排列顺序和组合方式等。

如：构成人类社会历史的要素有政治、经济、文化、军事等。

2．规律：也叫法则，是事物内部的本质联系和发展的必然趋势，它决定事物发展的基本过程和基本方向。

规律是客观的，是物质运动本身所固有的。

人们不能创造改变和消灭规律，但是人们可以认识和利用规律。

规律按其内容不同可分为自然规律、社会规律和思维规律；按其所起作用的范围不同可分为一般规律和特殊规律。

规律是看不见摸不着的，只有对十分丰富的现象进行科学的分析研究，经过科学的抽象思维，才能认识规律，利用规律3．科学分类：所谓科学分类，是指研究科学技术各门学科之间关系和确立整个科学技术体系结构，即根据一定的分类原则，把众多具有不同特征、属性或关系的科学技术学科分门别类，排列组合成一个符合科学技术发展实际，反映各门学科之间内在区别和联系的有机整体。

4．分支学科：指从原有学科中分化出来的具有相对独立性的学科。

如生物学中分化出分子生物学，而分子生物学又进一步分化出分子遗传学、分子细胞学、分子药理学、分子神经生物学等一系列分支学科。

从根本上说，分支学科产生于对原有学科对象的某些特征或方面的深入研究，反映了人类认识的深化。

5．边缘学科：指在已建立起来的不同学科相互邻接处产生的一种中间性、过渡性学科。

如物理学与化学邻接，出现了物理化学和化学物理；物理学与生物学相邻接出现了生物物理学，与地理学相邻接出现了地理物理学，与天文学相邻接出现了天体物理学，等等。

不仅两门学科之间产生边缘学科，而且出现了多元交叉的边缘学科，如生物物理化学。

边缘学科消除了传统学科之间的分离界限，加深了各门学科之间的相互联系，反映了现代科学日益紧密地联结成为一个整体。

6．综合学科：综合应用多学科的理论、方法和技术手段研究复杂对象而形成的学科。

科研课题分类科学研究是推动人类文明进步的重要动力，而科研课题则是科学研究的重要组成部分。

科研课题可以根据不同的标准进行分类，下面我们将按照学科领域进行分类。

一、自然科学自然科学是研究自然界物质形态、结构、性质和运动规律的科学。

主要包括以下几个分支学科：1.1 物理学物理学是研究物质的基本性质、结构和相互作用规律的学科，涉及力学、热学、声学、光学、电磁学等领域。

1.2 化学化学是研究物质的组成、结构、性质和变化规律的学科，涉及无机化学、有机化学、分析化学、物理化学等领域。

1.3 生物学生物学是研究生物体的形态、结构、功能、发生和发展规律的学科，涉及动物学、植物学、微生物学、分子生物学等领域。

1.4 地球科学地球科学是研究地球的物理性质、化学性质和生物圈的学科，涉及地质学、气象学、地理学等领域。

1.5 天文学天文学是研究宇宙中天体和现象的学科，涉及天体物理学、星系天文学等领域。

二、工程与技术科学工程与技术科学是研究工程设施和技术的设计、制造和应用规律的学科，主要包括以下几个分支学科：2.1 机械工程机械工程是研究各种机械装备的设计、制造和应用技术的学科。

2.2 电子工程电子工程是研究电子设备和系统的设计、制造和应用技术的学科。

2.3 计算机科学计算机科学是研究计算机系统和应用的学科，涉及计算机体系结构、软件工程、人工智能等领域。

2.4 材料科学材料科学是研究材料的组成、结构、性质和应用的学科，涉及金属材料、无机非金属材料、高分子材料等领域。

2.5 能源科学能源科学是研究能源的产生、转化和应用技术的学科，涉及石油工程、煤炭工程、核能工程等领域。

三、社会科学社会科学是研究人类社会的本质和发展规律的学科，主要包括以下几个分支学科：。

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。

方式的发现，各门自然科学之间的渗透越来越甚，而且两大类自然科学的界限逐渐被突破，产生了越来越多的边缘学科。

由于人类改造自然的实践活动不断发展，自然界（包括人工自这样的横断学科，而且还从基础自然学科中发展出了一系列应用学科。

现代自然科学是一个具有十分复杂的科学分类结构的完整的知识体系。

要，又促进了数学的发展。

自然科学是工业技术和农业技术的理论基础，同时也是医学的理论基础。

现代自然科学与技术的紧密联系、互相渗透，使自然科学越来越变为直接的社会生产力。

现代自然科学与社会科学紧密结合和互相渗透的结果，产生出了一系列新的学科，从而开辟了新的知识领域。

自然科学与哲学从来都是紧密相连的，自然科学的经验材料以及关于这些材料的理论概括是哲学唯物主义和辩证唯物主义自然观的科学基础，而自然科学的理论思维方法又需哲学世界观的指导。

现代自然科学已经发展为一种庞大的社会建制，自然科学研究数学包括：算术、代数与初等函数、逻辑学、平面几何、立体几何、平面解析几何、空间解析几何、微积分、高维空间函数、线性代数、概率论、数理统计、复变函数、积分变换、实变函数与泛函分析，拓扑学，数论。

声学等；原子分子物理学、固体物理学、结晶学、表面物理学、热学、光学、电磁学等；分析化学、合成化学等；文学、紫外天文学、γ射线天文学、粒子天文学、结构天文学、宇宙天文学、天体演化论等；物理学、前生物学、微生物学、植物学、动物学、人类学、遗传学、胚胎学、进化论、时在马克思主义历史上，有关自然科学的问题往往给人们提供一种唯心主义和空想主义的诱人的选择。

好几十年以来，从恩格斯的《反杜林论》中摘录出来并以小册子形式发表的那本《空想社会主义和科学社会主义》。

一直是最流行的马克思主义的读物。

马克思和恩格斯两个人都深刻地体会到科学是表现出19世纪的思维特点的一种进步，而他们的学说的一些最有影响的解释者——伯恩施坦、考茨基和普列汉诺夫，则借重于自然科学的模式和类比来阐发马克思主义的科学性，特别是借重了从达尔文的进化论中引申出来的东西。

第19卷,第1期 科学技术与辩证法Vol.19 No.1 2002年2月 Science,Technology and Dialectics Feb.,2002科学学与科学管理自然科学的学科层次及其相互关系王续琨(大连理工大学人文社会科学学院,辽宁大连116024)摘 要: 自然科学是以天然自然界、人工自然界作为研究对象的所有学科的统称。

自然科学迄今已经建立起来的数千门学科,按照与生产实践相联系的密切程度,至少可区分为基础科学、应用科学、工程科学三个基本学科层次。

目前,在第二、第三个学科层次的称谓上尚有较多分歧。

由于跨层次学科、多边缘学科的存在,在学科层次之间难以划出截然分明的界限,层次的区分具有一定的相对性和模糊性。

关键词: 自然科学;学科层次结构;科学体系学;科学知识体系中图分类号:G304,N031 文献标识码:A 文章编号:1003-5680(2002)01-0058-04自然科学是以自然界作为研究对象的所有学科的统称。

在中国,探讨自然科学的学科结构,既是自然辩证法的基本研究课题,又是理论科学学的重要研究内容。

自然科学是现代科学知识体系中学科数量最多的一个科学部类。

探讨现代自然科学的学科结构,对其数千门学科做出基本的类型区分,对于把握自然科学乃至整个现代科学的发展态势具有极为重要的意义。

一 关于自然科学学科层次的诸家观点一说到自然科学,人们马上会想到力学、物理学、化学、天文学、地学、生物学及其分支学科。

之所以会出现这种情况,根本原因就在于它们是自然科学最早形成和发展起来的学科门类,是自然科学中最重要的学科,也是人们学习自然科学首先要学习的学科。

但是,这些学科尚不是自然科学的全部。

现代自然科学在承继近代自然科学400年遗产的基础上,又经历了一个世纪突飞猛进的发展,至今已成为包含三、四千门分支学科、边缘分支学科的庞大知识体系。

这些学科按照研究对象、性质和功能的差异,可以区分为几个基本层次,目前在学术界尚未形成共识。

什么是自然科学自然界物质形态、结构、性质和运动规律的科学。

是人类生产和自然科学实验的知识概括和总结。

它以自然界、自然现象为研究对象，其目的在于提示自然界各种现象的本质，认识它的运动规律，并遵循自然规律，利用和改造自然，为人类造福。

自然科学来自生产实践，并为生产实践服务，它随着生产的发展而发展，并积极推动生产的发展。

自然科学是知识形态的生产力。

自然科学具有继承性和非阶级性的特点。

现代自然科学一般分基础科学、技术科学和应用科学三大类。

基础科学是研究自然界物质的本质和各种不同运动形式的基本规律的科学，是技术科学与应用科学的理论基础，包括数学、天文学、地学、物理学、化学、生物学等。

技术科学是研究技术理论性质的科学，如电子技术、激光技术、能源技术、空间技术等等。

应用科学是直接应用于生产和生活的技术和工艺性质的科学。

基础科学、技术科学、应用科学互为条件，互相促进，相辅相成。

什么是环境科学环境科学是以“人类与环境”这对矛盾为对象，而研究它们对立统一关系的发生与发展、调节与控制以及利用与改造的科学。

由人类与环境组成的对立统一体，我们称之为“人类—环境”系统，它是以人类为中心的生态系统。

环境科学就是以这个系统为对象，研究其发生和发展、调节和控制以及利用和改造的。

环境科学涉及的学科面广，具有自然科学、社会科学、技术科学交叉渗透的广泛基础，几乎涉及现代科学的各个领域；同时，它的研究范围涉及人类经济活动和社会行为的各个领域，涉及管理部门、经济部门、科技部门、文化教育及军事部门等人类社会的各个方面。

环境系统本身是一个多层次相互交错的网络结构系统，每个子系统都可能自成一个环境分支，不同的学者从不同的角度可提出各种不同的分科方法和多种学科。

什么是人文科学所谓人文科学，是指一些以人的内心活动、精神世界以及作为人的精神世界的客观表达的文化传统及其辩证关系为研究内容、研究对象的学科体系，它是以人的生存价值和生存意义为学术研究主题的学科，它所研究的是一个精神与意义的世界。