科学分支
| 科学 系列条目 |
|---|
 |
|
科学的分支、分类，也称科学领域，通常分为三大类：
- 形式科学：对形式系统的研究，如逻辑和数学分支下的学科。它们依据先验知识，而非建立在实证基础上。
- 自然科学：对自然现象的研究（包括宇宙内的宇宙学、地质学、物理学、化学和生物学影响）。自然科学可分为两个主要分支：物理科学和生命科学（或生物科学）。
- 社会科学：在社会和文化角度研究人类行为的科学。[1]
科学知识必须建立在可观察的现象之上，并且能够在相同条件下被其他研究者验证。[2]自然科学、社会科学和形式科学构成基础科学，它们也是跨学科和应用科学（如工程学和医学）的基础。[3]
形式科学
形式科学是研究形式系统的科学分支，包括逻辑、数学、理论计算机科学、信息论、系统理论、决策论和统计学。与其他科学分支不同，形式科学不关注基于现实世界观察的理论的有效性，而是关注基于定义和推理规则的形式系统的性质。因此，关于形式科学是否构成真正的科学存在争议。然而，形式科学的方法对于处理可观察现实的科学模型的构建和测试至关重要。[2]
逻辑
逻辑（古希臘語：λογική，直译：「推理的、理智的、辩证的、论证的」）是对有效推理规则的系统研究，更广泛地说，是对论证的分析和评价。传统上，逻辑学包括对论证的分类、逻辑形式的系统阐述、演绎推理的有效性和可靠性、归纳推理的强度等。逻辑在哲学（自古希腊时期）和数学（自19世纪中期）中均有研究。[4]
数学
在最广泛的意义上，数学是形式科学的同义词；但传统上，数学更具体地指四个领域的结合：算术、几何、代数和分析。
统计学
统计学是对数据的收集、组织和解释的研究，涵盖数据收集规划（调查设计和实验设计）的所有方面。[5]
系统理论
系统理论是对一般系统的跨学科研究，旨在阐明适用于所有研究领域中的所有类型系统的原理。该术语源自路德维希·冯·贝塔朗菲的一般系统理论，并用于后来其他领域的研究中。
理论计算机科学
理论计算机科学是计算机科学和数学的一个子集，侧重于计算的数学主题，包括算法、数据结构、计算复杂性理论、自动机理论、信息论、密码学等。
自然科学
自然科学是基于观察和实验的经验证据来描述、预测和理解自然现象的科学分支。自然科学可分为两个主要分支：生命科学和物理科学。
物理科学
物理学
物理学（古希臘語：φύσις，羅馬化：nature）是研究物质及其在时空中的运动，以及能量和力等相关概念的自然科学。[6]物理学是历史最悠久的学术学科之一，其分支包括经典力学、热力学、电磁学、相对论和量子力学等。
化学
化学是研究物质的组成、结构、性质和变化的科学。化学是物理科学的一个分支，研究各种化学物质、原子和分子。其子学科包括生物化学、物理化学、分析化学和有机化学等。
地球科学
地球科学是研究与地球相关的科学的统称，包括地质学（研究固体地球及其变化）、海洋学（研究海洋）和气象学（研究大气）等分支。地球科学家使用物理学、化学、生物学和数学工具来定量理解地球系统的运作方式。
天文学
天文学是研究地球大气层以外一切事物的科学，包括行星、恒星、星系和宇宙学。现代天文学可分为观测天文学和理论天体物理学。
生命科学
生物学
生物学（生命科学）是研究生命的自然科学，涵盖微生物、植物和动物（包括人类）的物理结构、化学过程、分子相互作用、生理机制、发育和进化。[7]
生物化学
生物化学是研究生物体内化学过程的科学，是生物学和化学的交叉学科。
微生物学
微生物学是研究微生物的科学，包括病毒学、细菌学、真菌学、免疫学和寄生虫学等子学科。
植物学
植物学是研究植物生命的科学。传统上也包括真菌和藻类的研究。据估计，现存约41万种陆生植物。
动物学
动物学是研究动物王国的生物学分支，包括动物的结构、胚胎学、进化、分类、行为和分布。
生态学
生态学是研究生物与其生物物理环境之间相互作用的生物学分支，包括生物多样性、分布、生物量和种群动态等。
社会科学
社会科学是研究社会及其内部个体之间社会关系的科学分支。除社会学外，社会科学还包括人类学、传播学、经济学、教育学、地理学、历史学、法学、语言学、政治学和心理学等广泛学科。实证主义社会科学家使用类似自然科学的方法来理解社会；反实证主义社会科学家则使用社会批判或象征性解释而非构建可证伪的理论。
应用科学
应用科学是利用现有科学知识实现实际目标，如技术或发明。在自然科学中，基础科学发展基本信息来解释和预测自然现象；应用科学则使用科学过程作为实现实际结果的手段。这包括工程学和医学等广泛的应用科学领域。
各分支的关系
各科学分支之间的关系可通过下表概括：[8]
| 科学 | |||
|---|---|---|---|
| 形式科学 | 经验科学 | ||
| 自然科学 | 社会科学 | ||
| 基础 | |||
| 应用 | |||
参考文献
- ^ social science | History, Disciplines, & Facts. Encyclopedia Britannica. [2020-08-18]. （原始内容存档于2022-02-02） （英语）.
- ^ 2.0 2.1 Popper, Karl R. The Logic of Scientific Discovery. Routledge. 2002 [1959]. ISBN 0-415-27844-9.
- ^ Scientific Method: Relationships among Scientific Paradigms. Seed Magazine. [2007-09-12]. （原始内容存档于2007-03-10）.
- ^ Gensler, Harry J. Introduction to Logic 3rd. Routledge. 2017: 1. ISBN 978-1-138-91059-1.
- ^ Dodge, Y. The Oxford Dictionary of Statistical Terms. Oxford University Press. 2003. ISBN 0-19-920613-9.
- ^ J.C. Maxwell. Matter and Motion. D. Van Nostrand. 1878: 9. ISBN 0-486-66895-9.
- ^ Based on definition from: Aquarena Wetlands Project glossary of terms. Texas State University. （原始内容存档于2004-06-08）.
- ^ Cohen, Eliel. The boundary lens. The University and its Boundaries. Routledge. 2021. ISBN 978-0-367-56298-4.