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第2章 自然科学（第1页）

自然科学（naturalscience）是一门以观察和实验的经验证据为基础，对自然现象进行描述、理解和预测的科学分支。同行评审和研究结果的可重复性等机制被用来确保科学进步的有效性。自然科学可以分为两个主要分支：物理科学（physicalscience）和生命科学（lifescience）。生命科学也称为生物学，而物理科学又细分为多个分支：物理学、化学、地球科学和天文学。自然科学的这些分支可以进一步划分为更专业的分支（也称为领域）。作为经验科学，自然科学使用形式科学中的工具，例如数学和逻辑学，将有关自然的信息转换为测量值，这些测量值可以解释为“自然法则”的明确陈述。现代自然科学接替了更经典的自然哲学方法，通常可追溯到亚洲的道家传统和西方的古希腊。伽利略、笛卡尔、培根和牛顿讨论了以有条理的方式使用更数学化和更具实验性的方法的好处。尽管如此，经常被忽视的哲学观点、猜想和预设在自然科学中仍然是必要的。包括发现科学在内的系统数据收集成功自然历史，出现于16世纪，通过对植物、动物、矿物等进行描述和分类。“自然历史”建议针对大众观众进行观察性描述。

基本信息：

中文名：自然科学

外文名称：NaturalScience

研究领域：物理学、化学、生物学、地球科学、天文学

认识对象：整个自然界

目的：发现自然现象背后的规律

研究方法：科学实验法、数学方法、系统科学法

相关刊物：自然科学

简介：

自然科学是研究自然界的物质形态、结构、性质和运动规律的科学。它包括物理学、化学、生物学、天文学、地球科学基础科学和医学、农学、气象学、材料学等应用科学，它是人类改造自然的实践经验即生产斗争经验的总结。它的发展取决于生产的发展。

原始社会中，人类对自然界的斗争，因生产工漏埋才签具简单、粗笨，还受到原始宗教及其他意识的影响，自然科学的发展是缓慢的。不过，人类取得的每一个科技进步，都推动了生产的发展，同时又促进自然科学知识的不断积累，预示着科技的新突破。因此，尽管当时的人们尚处于蒙昧与野蛮状态，他们在与自然界的斗争的过程中，以辛勤的劳动与聪明智慧，不断地推动着科学技术的发展。

西班牙塔拉戈纳市附近莫利·德·赛特（MolídelSalt）古人类遗址，西班牙罗维拉·维尔吉利大学（UniversitatRoviraiVirgili）和加泰罗尼亚人类古生态学与社会进化研究所（theCatalanInstituteofHumanPaleoecologyandSocialEvolution）共同合作的一项考古研究表明，旧石器时代晚期的人类已开始循环使用石器类生活用品。该研究结论发表在最新一期美国《考古学期刊》（JournalofArchaeologicalScience）上。

研究人员是在对西班牙塔拉戈纳市附近莫利·德·赛特（MolídelSalt）古人类遗址出土的燃烧过的石器制品进行研究后得出上述结论的。他们认为，这些燃烧过的石器制品可以用来判断循环利用前后石器的不同形态。研究结果表明，循环利用生活用品的现象在旧石器时代晚期已十分普遍。这种循环利用的行为主要是为了应急。研究表明，旧石器时代晚期，人们在日常生活中遇到紧急情况时，为了避免因四处寻找制作工具的材料而浪费时间，开始选择使用此前在当地居住的部落遗弃的工具进行加工。这也成为当时的人们选择居住地所要考虑的因素之一。

方位的确定对人们的生产、生活有着重要的意义，古人们很早就掌握了方位的辨别知识。他们从日出、日落格轿迎及日落后北阀只洪主斗等星体出现的规律中探索出东南西北的不同方位。他们在营造房舍骗燥艰、埋葬死者时，都注意到朝向。例如住房的朝向大多选择南向;同一个墓地，甚至同一个考古学文化的不同墓地中，绝大多数死者的头都朝着同一个方向。虽然其中有些朝向与正方向（正南、正北等）略有偏差，基本方向都是不变的（少数不同只迎方向的墓葬，应与死因有关）。如西安半坡墓地中墓葬的排列十分整齐，它们的方向基本一致，略有偏差者也与正西方向相差不超过20°。在年代更早的新郑裴李岗墓地清理的114座墓葬，均为长方形竖穴墓，排列密集，很有规律，所有头向均朝南或稍偏西拔永境。这些事例说明，距今8000年前的人们就已基本掌握了定向的方法。

一般认为，古希腊人泰勒斯、亚里士多德是自然科学的创始人，伽利颂脚谅略·伽利雷是将实验引入自然科学的首倡人。18世纪以前欧洲自然科学与哲学几乎不可分开，勒内·笛卡尔、戈特弗里德·威廉·莱布尼茨、约翰·洛克等等著名的哲学家同时也是自然科学家。在自然科学发展的早期，对自然物体或者分类的系统研究称之为自然历史（英文:naturalhistory，拉丁文:historianaturalis）。

研究领域：

物理学

物理学（physics）是研究自然界最一般的运动规律、相互作用，以及物质的基本存在状态与结构层次的科学，是一门以实验为基础的自然科学。其理论结构充分地运用数学作为自己的工作语言，以实验作为检验理论正确性的标准，因此它是最精密的一门自然科学。

物理学的一个永恒主题是寻找各种序、对称性和对称破缺、守恒律或不变性。一切自然现象都不会与物理学的定律相违背，因此，物理学是其他自然科学及一切现代科技的基础。

实际的物理现象和物理规律一般比较复杂，涉及到许多因素。舍弃次要因素，抓住主要因素，从而突出客观事物的本质特征，这就叫构建物理模型。物理学的精髓是为研究对象建立物理模型，通过数学工具研究模型，再对研究对象做出解释和预测。

物理模型、物理定律、物理公式方程、物理图像共同构成了物理理论的基本表现形式，它们都是物理语言的重要组成部分。

物理学的核心内容值得所有人普及，现行课本应加强近代物理学的普及，因为它所涉及的现象直观上一般不能察觉，实际上客观存在，而且许多传说中一些离奇的自然现象都可以借助近现代物理学（即相对论、量子力学、非线性物理学等）一一解释。可见，物理学在人类“科学地认识自然、破除迷信“当中的地位何等重要。

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