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　本書以人類認(rèn)識自然、改造自然的史實(shí)為基礎(chǔ)，以歷史進(jìn)程為線索，以學(xué)科為主線，側(cè)重介紹產(chǎn)生過重大影響的歷史事件，介紹部分重要學(xué)科領(lǐng)域的歷史與現(xiàn)代發(fā)展?fàn)顩r，以不同社會(huì)發(fā)展階段的自然科學(xué)成就和著名科學(xué)家具有劃時(shí)代意義的發(fā)現(xiàn)、發(fā)明及學(xué)說為主要內(nèi)容，概括地分析和闡明自然科學(xué)及其學(xué)科的對象、特點(diǎn)、發(fā)展規(guī)律與歷史作用，粗略地介紹自然科學(xué)的知識體系。本書共10章，內(nèi)容包括緒論及物理學(xué)、化學(xué)、生命科學(xué)、天文學(xué)、地學(xué)、數(shù)學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)等自然科學(xué)的主要學(xué)科方向，并提供了部分供教學(xué)參考的資料。《21世紀(jì)高等院校教材：自然科學(xué)概論》可作為高等學(xué)校人文社會(huì)科學(xué)各專業(yè)學(xué)生的通識教育或素質(zhì)教育教材、參考書，也可作為一般讀者的科學(xué)普及讀本。

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第1章緒論
1.1 自然科學(xué)的概念、研究對象和特征
自然科學(xué)是人類科學(xué)知識的主要組成部分之一。對于什么是自然科學(xué)（或者說狹義的科學(xué)），雖然目前學(xué)術(shù)界沒有一個(gè)固定的說法，但人們一般都認(rèn)為自然科學(xué)是人類研究自然界各種物質(zhì)和現(xiàn)象的科學(xué)，是人類在認(rèn)識自然和改造自然的過程中所獲得的關(guān)于自然界各種事物的現(xiàn)象和規(guī)律的知識體系，同時(shí)也是人類追求知識的一項(xiàng)社會(huì)活動(dòng)事業(yè)。它包括數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、天文學(xué)、地學(xué)和生物學(xué)等基礎(chǔ)性科學(xué)，以及材料科學(xué)、能源科學(xué)、空間科學(xué)和醫(yī)學(xué)等應(yīng)用性技術(shù)科學(xué)。一般而言，屬于人類對自然的認(rèn)識部分稱為科學(xué)（科學(xué)知識）；屬于人類對自然的利用和改造部分稱為技術(shù)（技術(shù)知識），自然科學(xué)一般也被人們稱為科學(xué)技術(shù)。
1.1.1 科學(xué)的概念和特征
廣義的科學(xué)是人類反映自然、社會(huì)和人類自身客觀規(guī)律的知識體系，它主要包括自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)和人文科學(xué)三大部分（后兩種人們一般通稱為人文社會(huì)科學(xué)）。狹義的科學(xué)一般指自然科學(xué)。社會(huì)科學(xué)研究的對象是政治、經(jīng)濟(jì)、法律和文學(xué)藝術(shù)等社會(huì)現(xiàn)象，它們是人類自身活動(dòng)的產(chǎn)物。自然科學(xué)的研究對象是天體、地球和各種動(dòng)植物等不依賴于人類而存在的客觀事物，它們早在人類出現(xiàn)以前就已經(jīng)存在。
自然科學(xué)是研究自然界中不同領(lǐng)域的運(yùn)動(dòng)、變化和發(fā)展規(guī)律的理論和知識體系。它概括了人類對大自然的理性認(rèn)識，是關(guān)于自然界的本質(zhì)和發(fā)展規(guī)律的正確反映，是人類利用、改造和保護(hù)大自然的有力武器。
自然科學(xué)的各個(gè)學(xué)科反映的只是自然界的不同側(cè)面，而把大自然作為一個(gè)整體，研究這個(gè)整體的本質(zhì)和規(guī)律的學(xué)科則不屬于自然科學(xué)，而是哲學(xué)的一個(gè)二級學(xué)科―――“ 自然辯證法”，或者說“科學(xué)技術(shù)哲學(xué)”。“自然辯證法”或者“科學(xué)技術(shù)哲學(xué)”屬于人文社會(huì)科學(xué)。
人文社會(huì)科學(xué)是研究“人文”與“社會(huì)”中不同領(lǐng)域運(yùn)動(dòng)、變化和發(fā)展規(guī)律的理論和知識體系。它概括了人類對自身的理性認(rèn)識。人文社會(huì)科學(xué)又分為人文科學(xué)和社會(huì)科學(xué)兩大部分，前者以人類自身為研究對象，主要包括文學(xué)、歷史、哲學(xué)等學(xué)科；后者以人類社會(huì)為研究對象，主要包括經(jīng)濟(jì)、政治、管理和法學(xué)等學(xué)科。人文科學(xué)和社會(huì)科學(xué)的研究對象和內(nèi)容通常是纏繞在一起的，很難把二者完全分離開來。
無論是自然科學(xué)還是社會(huì)科學(xué)，它們都是對研究對象的本質(zhì)及其規(guī)律的揭示，是反映事物真相的客觀真理。因此，科學(xué)的主要特征是：第一，具有重復(fù)性、再現(xiàn)性和可比性。科學(xué)是一種知識形態(tài)的理論、概念、原理和學(xué)說，它存在于人們的大腦、書刊和光盤等多種載體之中，是人類的精神財(cái)富，是可以傳播、教授、繼承和發(fā)展的。對于同一個(gè)或同一類研究對象來說，不同的人在相同的條件下，通過實(shí)驗(yàn)和觀察可以得到相同的結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)共同的科學(xué)現(xiàn)象和規(guī)律。第二，既具有連續(xù)性，又具有創(chuàng)造性。特定的歷史條件下的科學(xué)及其活動(dòng)，首先要繼承歷史和傳統(tǒng)，學(xué)習(xí)前人積累下來的知識并將其貫穿于自己的科學(xué)研究中，這就是科學(xué)研究的連續(xù)性；同時(shí)又必須努力解決不同時(shí)代所提出的不同問題，并在這些問題上有所發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造，這就是科學(xué)研究的創(chuàng)造性。在科學(xué)研究中必須處理好繼承和創(chuàng)新的關(guān)系。第三，具有開放性�？茖W(xué)知識的對象是客觀世界，世界是不斷變化和發(fā)展的，人們對世界的科學(xué)認(rèn)識也是不斷發(fā)展的�？茖W(xué)的開放性就意味著科學(xué)具有廣闊的胸懷去包容、批判和創(chuàng)造一切揭示事物客觀規(guī)律的知識和理論。
1.1.2 技術(shù)的概念和特征
1.技術(shù)的概念
技術(shù)是一個(gè)非常復(fù)雜的概念，因?yàn)榧夹g(shù)涉及的對象非常廣泛；技術(shù)也是一個(gè)動(dòng)態(tài)的概念，因?yàn)殡S著歷史的發(fā)展，技術(shù)的含義在不斷擴(kuò)充，不同時(shí)期人們對“技術(shù)”的看法是不一樣的。在古代，古希臘著名哲學(xué)家（也是科學(xué)家）亞里士多德最早提出：科學(xué)是知識，技術(shù)是制作的智慧。技術(shù)僅僅是指個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)、技巧和手藝。在近代，隨著工業(yè)革命的興起，機(jī)器在工業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)著越來越重要的地位，于是人們就認(rèn)為技術(shù)就是工具、機(jī)器和設(shè)備，是一個(gè)個(gè)沒有生命的裝置。20世紀(jì)以后，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，技術(shù)不僅成為人類改造自然、進(jìn)行勞動(dòng)生產(chǎn)的手段，而且成為人類認(rèn)識自然、進(jìn)行科學(xué)探索的重要工具。現(xiàn)代技術(shù)已經(jīng)不僅是日常經(jīng)驗(yàn)的產(chǎn)物，而且是科學(xué)研究的結(jié)果。目前比較流行的“技術(shù)”的定義是：技術(shù)是根據(jù)科學(xué)原理和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)而發(fā)展起來的各種工藝操作方法和技能體系。
2.技術(shù)的特征
首先，技術(shù)具有明確的目的性。由于技術(shù)是為人類所擁有，也是為人類服務(wù)的，所以任何技術(shù)都有明確的目的，目的性是技術(shù)活動(dòng)的起點(diǎn)，技術(shù)成果是技術(shù)的目的性的實(shí)現(xiàn)。其次，技術(shù)是人（使用者或者說勞動(dòng)者）和物（使用對象或者說勞動(dòng)對象）結(jié)合在一起的有機(jī)整體。所有技術(shù)都包括兩個(gè)方面：一是利用和改造自然的物質(zhì)要素，指生產(chǎn)工具、設(shè)備和機(jī)器等勞動(dòng)資料，稱為技術(shù)的“硬件”；二是利用和改造自然的人的要素，指生產(chǎn)工藝、加工方法和管理體系等，稱為技術(shù)的“軟件”。只有將物的因素和人的因素結(jié)合起來，技術(shù)才能有效地發(fā)揮作用。最后，技術(shù)既具有自然屬性，又具有社會(huì)屬性。技術(shù)的自然屬性是指人們在應(yīng)用技術(shù)的過程中必須遵循自然自身的發(fā)展規(guī)律，不能是“人有多大膽，地有多大產(chǎn)”、“思想有多遠(yuǎn)，我們就能走多遠(yuǎn)”，這是人類所有技術(shù)活動(dòng)必須遵循的前提。所有技術(shù)本質(zhì)上都是對自然規(guī)律的應(yīng)用。技術(shù)的社會(huì)屬性是指人們在應(yīng)用技術(shù)改造自然的過程中，必須遵守社會(huì)發(fā)展的規(guī)律。技術(shù)在應(yīng)用于社會(huì)的過程中，必然會(huì)受到各種社會(huì)因素的影響和制約。例如，一項(xiàng)非常先進(jìn)的技術(shù)，如果它的功能和效用不符合當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)的要求，不能滿足經(jīng)濟(jì)性、可靠性、安全性和社會(huì)心理因素等社會(huì)需求，那么這種技術(shù)就沒有生命力。任何技術(shù)都是社會(huì)的技術(shù)，只有通過廣泛的社會(huì)協(xié)作才能得以實(shí)現(xiàn)和推廣。
1.1.3 科學(xué)與技術(shù)的關(guān)系
科學(xué)與技術(shù)，一方面它們是兩個(gè)不同的學(xué)科，二者具有不同的研究對象和研究方法；另一方面，科學(xué)與技術(shù)又是兩個(gè)關(guān)系非常密切的學(xué)科，這既指人們很難把科學(xué)與技術(shù)，特別是現(xiàn)代科學(xué)與技術(shù)完全分離開來，也指科學(xué)和技術(shù)一體化的趨勢在當(dāng)今時(shí)代越來越明顯。
1.科學(xué)與技術(shù)的區(qū)別
科學(xué)與技術(shù)經(jīng)常被人們聯(lián)系在一起使用，簡稱為“科技”。但是也應(yīng)該注意到，科學(xué)與技術(shù)是兩種不同的現(xiàn)象，也是兩個(gè)不同的學(xué)科，二者是有區(qū)別的。忽視二者的區(qū)別會(huì)引起一系列的誤解和失誤�？茖W(xué)屬于認(rèn)識范疇，它的主要任務(wù)是回答有關(guān)“是什么”、“為什么”的問題，目的是建立相應(yīng)的知識體系；技術(shù)屬于實(shí)踐范疇，它的主要任務(wù)是解決有關(guān)客觀世界（研究對象）“ 做什么” 、“怎么做”的問題，目的是建立相應(yīng)的操作體系。
科學(xué)，或科學(xué)研究活動(dòng)，是對未知世界的探索，所用的方法主要包括觀察、實(shí)驗(yàn)、收集與整理感性資料、假說、邏輯推理和驗(yàn)證等；技術(shù)，或具體的技術(shù)活動(dòng)，是在已有理論指導(dǎo)下的實(shí)踐性探索，所用的方法主要是設(shè)計(jì)、模擬、類比、試驗(yàn)、放大、制作、標(biāo)準(zhǔn)化、程序化和試用（驗(yàn)收）等。
對于科學(xué)或科學(xué)的成果，評價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)是其符合性（理論的最終結(jié)果與實(shí)驗(yàn)事實(shí)是否相符，以及符合的程度）、創(chuàng)新性（在理論上是否有突破、是否有創(chuàng)造）和邏輯性（理論體系的結(jié)構(gòu)是否嚴(yán)謹(jǐn)、自洽）；對于技術(shù)或技術(shù)產(chǎn)品，評價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)是其效用性（是否有用，以及效用的大小）、可行性（可否實(shí)施、實(shí)施的條件是否苛刻）和經(jīng)濟(jì)性（投入產(chǎn)出比如何、市場前景如何）。
科學(xué)與經(jīng)濟(jì)只有間接的關(guān)系，雖然科學(xué)的成果對經(jīng)濟(jì)可能具有長遠(yuǎn)的影響，但是一般而言，科學(xué)在短期之內(nèi)并不會(huì)對經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生直接的影響。與此相反，技術(shù)與經(jīng)濟(jì)具有直接的關(guān)系，技術(shù)產(chǎn)品對經(jīng)濟(jì)可能會(huì)產(chǎn)生立竿見影的影響。當(dāng)然，技術(shù)對經(jīng)濟(jì)的影響也可能是長遠(yuǎn)的，因?yàn)榧夹g(shù)一般是保密的，特別是在技術(shù)發(fā)明的初期是受專利保護(hù)的。

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