自然科学基础论文2000

自然科学论文范文篇二 自然科学的发展特点及展望 中图分类号:N0 文献标识:A 文章编号:1009-4202(2010)08-247-02 摘 要 自然科学是涉及各行各业的研究领域的大学科,掌握自然科学的发展规律是研究自然科学人员所必须切身认知的内容。本文通过辩证的观点去看待自然科学,整理自然科学的认知模式,探索其发展规律。 关键词 自然科学 逻辑思维 非逻辑思维 批判性思维 自然科学是一门范围广博的知识范畴,是针对事物客观规律的认知、归纳所形成的科学体系。其涉及的知识层次、知识面基本上涵盖了人类社会的方方面面,通晓其发展规律和特点是从事自然科学研究人员所必需掌握的基本知识。 一、自然科学的特点 (一)自然科学的获得方式 中世纪末期是近代自然科学的孕育期,当时最杰出的人物,13世纪的英国哲学家罗吉尔•培根对经验和事实给予了特殊的关注。他指出:“大家公认,我们通过三条途径获得知识,即权威、理性和经验;然而,当权威不知道事物的理由;理性也不能分辨是诡辩还是论证时,除非结论为经验所证实。”正是由于罗吉尔•培根的提出和倡导“实验科学”,强调只有实验方法才能给科学以可靠性。 近代英国唯物主义学家弗兰西斯•培根进一步指出,实验科学最重要特性之一就是利用实验来增加积累事实知识,并提出:“从感觉和特殊出发构造公理,然后是连续不断地、逐渐地上升,直至最后达致最普通的公理。”正是这种思想和思维模式指导和推动了科学理论发展,对近代科学的兴起和发展做了开创性的工作。 由此可见,自然科学作为大科学的重要组成部分,在其获取方式上依然是由科学观察和科学实验作为其获取的主要途径。 (二)自然科学的归类和整理 当我们在通过科学观察和实验获得的知识并不是科学规律。一般而言,从科学知识向科学规律和科学理论过渡要经过知性认识和理性认识两个阶段。 知性认识:只要是对科学知识进行分类、系统化并加以分析和概括,使之上升为科学规律。 理性认识:主要是在科学概括的基础上形成理论体系,以便反映客观世界普遍而不然的联系。 在科学的归类和整理过程中相应发展出各种科学方法,可大致分为:广义归纳法(本能归纳、常识思考归纳和批判性科学研究归纳)、演绎法(亚里斯多德的形式逻辑三段论为基础,符号化过程,数理逻辑,公理化方法)和类比法(两类对象之间在某些方面的类似或统一,推论其可能在其他方面也具有相类似性;虽然类比法逻辑根据不充分,但是它提供科学发现的重要线索)。 这三种方法都体现出科学在推理上的所透露出思维模式――逻辑思维,特别是演绎法,可以说是将人类运用自然语言进行思维的经验提升到基本思维规律和基本思维方法的高度。 (三)自然科学的合理性和可错性 哲学家布朗指出,“合理性”概念的古典模型具有三个特征:普遍性、必然性和规则性。科学的合理性首先表现在经验规律和理论规律的逻辑关联中;其次经验和理论规律间存在相互支持的逻辑关系;另外就是理论规律的合理性突出地表现对某些经验规律的矫正;科学规律的合理性可以通过科学实践的有效性来说明。 针对科学的可错性,我们通过20世纪初,科学哲学家卡尔•波普尔在《科学发现的逻辑》中所指出来说明:在真实和错误之间存在着不对称性,没有理论可以被证明是对的,但有些理论可以被证明是错,科学和非科学由此可以界定。在科学领域,至关重要的观念是要“证错”或“证伪”,而不是“证对”。 二、逻辑与非逻辑问题 由上面的自然科学的特点,我们可以看出在自然科学的认识过程中,始终贯彻着观察、实验和推理的过程。 在推理过程中,人们一般把归纳法作为科学假设或科学理论的基本方法。借助这一方法,通过大量实验进行概括,构建解释所观察的或现象之间的关系的新体系,其可靠程度虽然不够,但却富于创造性,它是作出理论发现的重要方法,然而其不是万能的,并不是所有的科学理论都可以通过归纳法来获得。爱因斯坦就曾说过,决不能用归纳法来发现物理学上的基本概念。 而与归纳法相对应的演绎法,即从一般到个别,用一般理论来分析解释具体事物的方法。运用这一方法,人们需要借助某一普遍法则或原理,也就是说,演绎法应用的结论受初始条件的制约,前提正确,才能确保演绎正确。但是由于演绎法是将一般原理推广应用现象的过程,很难导出新的概念或经验。达尔文曾结合自己的科研经验总结:我必须从大量事实出发,而不是从原理出发,我怀疑原理中有谬误(在他看来,用演绎法在生物学领域是不可信赖的)。因此我们不难发现演绎法的纯逻辑也存在着严重的缺陷。 就如同科学社会学家巴伯在《科学与社会秩序》中分析说,强调科学发现过程中逻辑的作用这样一个惯例漏掉了科学中大量最重要的东西,漏掉了所有可能的错误,漏掉了科学发现者的所有丰富的想象力,也漏掉了所有对已有发现成果的思考,漏掉了所有对周围世界认真探索的思路和方法。生物学家莱恩•杜波斯曾在《路易•巴斯德》中写道:“构成科学的原材料不仅是科学家的观察、实验、计算,而且还有他们的冲动、梦想和愚蠢。” 三、从辩证的观点和思维方式去看待自然科学的发展 从创造性角度来看,科学发现的过程是一个意识和潜意识、逻辑和非逻辑交互作用的过程。当出现问题,研究者就会出现一个“主观模拟”过程,他们会去主观想象周围事物,并集中注意到某些特定现象,运用主观的臆测获取表达形式,然后运用科学的语言把心中的发现和想法描述出来,形成真正的科学假说,然后通过严格的科学方法论证检验。 不仅如此,科学发现的过程还是革命性和渐进性相互统一。即我们所常说的:“破而后立。”爱因斯坦也指出:“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。因为解决问题也许仅仅是一个数学上或试验上的技能而已,而提出新问题,新的可能性,从新的角度去看待旧的问题,却需要有创造性的想象力,而且标志着科学的真正进步。”科学家廷德尔说,知识一经获得,便给自己的周围投射上微弱的光亮。重大的科学新发现一旦作出,成功的科学家立刻会从可能的角度予以观察,并将它与其他知识体系相联系,以发现科学研究的新途径。 四、几种常见的自然科学思维方式 归根结底,自然科学研究是对先前思想和行动所依据的学所及原理不断进行检验的一种思想活动,有条理的批判性思维是科学的基本特点。 “大胆的想法,难以证明的预期,以及推测性的思想,是我们解释自然的唯一手段,也是我们把握自然的唯一法则和唯一工具。” ――科学哲学家 波普尔 参考文献: [1]黄顺基,苏越,黄展骥.逻辑与知识创新.中国人民大学出版社.2002. [2]刘大椿.自然辩证法概论(第2版).中国人民大学出版社.2008. [3]武宏志,周建武,唐坚.非形式逻辑导论.人民出版社.2009. 看了“自然科学论文范文”的人还看： 1. 自然科学学术论文范文 2. 自然科学类学术论文范文 3. 自然科学学术论文范文(2) 4. 自然科学类学术论文范文(2) 5. 科学论文范文

协调人与自然关系 加快建设生态城市大自然是万物赖以生存的基础，人的生命活动一时一刻也离不开它，它们构成矛盾的统一体，相互影响、相互作用、相互发展，由此构成千变万化、丰富多彩的人类社会。正如马克思所说：“社会是人同自然界的完成了的本质的统一。”生态环境则是大自然的有机整体，是人类生存和发展的基本条件。生态问题是一个“全球问题”。进入六十年代以来，生态环境问题日益突出，继之而来的是粮食、人口、自然资源和环境污染的压力，直接冲击社会的经济发展和人类的生存。生态破坏主要体现于物种灭绝、植物破坏、土地退化等自然破坏。九十年代初，一名著名专家经过考证称：人类对自然的破坏，欧洲是先破坏，再保护；美国是破坏了一半，保护了一半；中国是正在破坏之外。因此，协调经济发展、资源利用与环境保护相互作用所构成的矛盾，已成为当代社会发展亟待解决的售点问题。在国内，由大兴园林绿化到创建园林城市，从运用生态规律制定生态环境建设规划到生态城市、生态省的提出并付诸行动，其核心都是寻求达到城市与自然、人与自然的高度和谐和。我市将生态城的概念定格为：生物资源得到有效保护，自然资源得到合理利用，环境污染得到有效控制，城市规划建设做到科学有序，经济社会保持协调发展，人与自然达到高度和谐。由生态城市的理论与实践，归根结底实际反映人与自然可持续和谐发展的要求。一、“天人合一”、“以人为本”是生态环境建设的哲学基础我国中医经典著作《黄帝内经》提出“人与天地相参也，与日月相应也。”可以说，“天人合一”的思想已全方位地渗透到中国人的生产、生活中。人与自然的关系历来是理论家积极探讨的课题。人与自然在实践基础上的辩证统一也是马克思人化自然观的基本内容。马克思说：“社会是人同自然界的完成了的本质的统一”。马克思人化自然观的本质在于它从实践角度出发，揭示自然界通过人的实践活动不断被人化的实质，使人与自然形成实践为基础的相互联系、相互影响、相互制约的辩证统一关系。一方面，人从自然中分离出来与自然对立；另一方面，人与自然又密切联系。离开自然，人就失去了获了物质生活资料以及与自然之间进行物质、能量、信息交换的可能性。在这个意义上，马克思认为在生产劳动中，人致力于塑造一个和谐的“人化的自然”。但由于社会中异化劳动的存在，人实际上成了自然界的破坏者，如自然景观的破坏，生物资源的毁灭、环境的污染等。由此，人与自然矛盾的解决有赖于人与自然关系的协调。生态环境是大自然的基本要素，又是构成人与自然高度和谐和发展枢纽。通过园林绿化和改善人民居环境，不断增强节能效益、生态效益已成为人类的共识。以我市为例，百二河的治理、园林城市创建活的实践证明，生态园林、生态环境已表现为一种生命、一种理想的生存环境。正是出于寻求人与自然的高度和谐，当代人热情倡导一种热爱自然、尊重自然、保护自然，通过积极主动的生态建设来修复已遭破坏的地球环境的道德态度。为此，联合国颁布了《21世纪议程》，我国也制定了《中国的21世纪议程》，把人与自然和谐和作为走向21世纪的哲学导向，寻求“高效和谐——持续发展”，创建绿色城市生态文明的优化模式作为跨世纪城市规划战略的永略目标去求索，以促进人类文明的升腾。二、生态环境建设是人与自然可持续发展的必然人类发展史表明：“政治是人为的短期行为，在历史的长河中只能是短短的一瞬间，而人类生态的需要却是子孙万代永恒的需要”。全球生态环境现实说明，发展中国正经受来自的贫穷和生态恶化的双重压力，贫穷导致生态恶化，生态恶化又加剧了贫军。我国的国情是：城市人口多，人口增长速度快，人均城市建设用地资源水平和人增绿地水平都大低于欧美发达国家的水平，国民经济还欠发达，现代城市园林起步晚，起点低，投入有限，总体的质量、数量和水平低于发达国家。这就迫切需要树立一种以人的全面发展为目标，经济、社会和资源、环境协调发展的新发现。同时，生态园林的发展已经成为经济对外开放、持继续发展的需要。“植树种草就强国路”正成为人们共识。为了使生态环境建设适应人与自然可持续发民要求，国内有专家明确提出：以山水资源为环境基础，以山水文化为民族特征，以整体观为思维方式，以山水景观作为城市构图要素的中国园林城市或“山水城市”，是中国城市化运动发展的方向，“是21世纪的社会主义中国城市构筑的模式”；是《中国21世纪议程》“是人类住区可持续发展”战略的具体体现；是中外文化的有机结合，也是科学社会主义与中国社会主义实践的有机结合。“未来的城市应当充分体现，生物圈与技术圈的协调以及人与环境和谐相处”才行。融生态、文化、科学、艺术为一体的园林建议，符合人与环境的关系中人对环境综合需求的准则。生态城市建设是实现人与自然高度和谐的凝练。建设生态城市，实质上是调控城市生态系统，使城市物质、能量和信息的传递与转化持续不断地进行，其目标是遵循城市社会功能整体性——和谐生态——平衡发展规律，对自然由无序蔓延变为合理分布，变恶性掠夺为最大值利用，建设经济、社会、资源、环境同步协调的资源配置机制和合理布局，最终的发展目标是达到以人为本改造自然，优化环境，协调人与自然的关系，推动人类社会的文明和发展。三、建设生态城市是人与自然和谐和发展必然选择城市是人赖以生存发展的空间，是受人为活动强烈影响的生态实体。从生态城角度看：城市是特定地域范围内以人的行为为主导，以自然环境为依托，物流流动为载体，科教文化为动力，社会体制为径络，由其“因子——要素——子系——系统——巨系”构成的人工生态综合体，也是一个开放的“社会——经济——自然复合生态系统”。生态城市的提出基于生态学的理论和方法，是将生态系统的概念引入到城市研究中，是人与自然可持续发展思想在城市发展过程中的具体体现。十堰市属山区城市，生态环境建设渊源流长。早在500年前即明永乐年间，朱棣在武当山大兴山林时就明确规定，不准动武当山一石一木。历时11年，武当山形成长140华里，总面积160万平方米的道观建筑群，而生态环境却未受到破坏；后来明朝廷又几次下旨，将武当山方圆括800公里的山林划归道观管理，使之形成一个生态保护区。清代志书载有十堰地区十大自然风景。清代以前城区建筑风格和区内绿化，给民众创造了风景如画的场所。解放前后，城市农村田园式绿化特色仍十分突出。从六十年代以后，随着“三线”建设、城市发展，生态环境又历经了毁坏、恢复、建设的历程。经过三十年艰苦奋斗，我市于1999年荣获“国家园林城市”殊荣，由此也不断深化着人们对生态环境的认识，即不应仅仅停留在环境保护层面上，而应该注重从生态系统的深层次上处理好建设与保护的关系。二十一世纪，人类将由追求功能齐全旧城市转向追求清新绿色的优美环境，这是人类的觉悟，也是自然法则使然。基于生态环境的重要作用，党中央确定的“西部大开发”战略，明确提出把加强生态环境保护和建设作为全局的重点来实施，我市市委、市政府也积极采取措施，将本市列为“国家生态建设与环境保护试点示范区”，并提出建设生态城市的目标。无论从科学理论和具体实践上来看，加快建设生态城市对发挥十堰在“西部大开发”战略支点作用都有着举足轻重作用。生态城市的前景应该是“山翠草绿、花香鸟语、空气清新、天蓝水碧、经济繁荣、文明守纪、关系融洽，天人合一”。它的归根点就是人与自然高度和谐，这是永恒的主题。作为一项长期性、持续性、社会性的系统工程，生态城市建设首先应遵循系统原则、生态原则、自然原则和经济原则。在此基础上，要把握好以下几个重点：一是坚持人与自然和谐价值观导向。只有从这一哲学基点出发，才能围绕“以人为本”原则，促进良性的生态城市建设运行机制形成，实现整体协调发展。只有用“高效和谐和一持续发展”优化模式框定其战略属性，才有构筑建设生态城市的可能。

一，地质作用的定义 引起地壳组成物质，地壳构造，地表形态等不断的变化和形成的作用，通称地质作用 二，地质作用的分类 地质作用的自然力是地质营力。力是能的表现，按照能的来源不同，地质作用可分为外力作用和内力作用． 1，外力作用按照方式不同分为风化作用，包括物理作用、化学作用和生物作用。剥蚀作用，包括机械风化作用，化学风化作用，搬运作用，包括机械搬运和化学搬运作用两类．沉积作用，包括机械，化学，生物三类． 2，内力作用， 它们既发生于地表，也发生于地球内部。有的强烈急促，如地震；有的微弱缓慢，如风化作用。地球的地表现状是地质作用对地球表面长期改造的结果。第一节 地球科学的研究对象和研究内容 人类生活在地球上，衣食住行等一切活动都离不开地球。如人们要靠山 川大地获取生活资料以维持生命，要从地球中开采矿物资源制造生产和生活 工具，要了解地球上的自然地理和气候条件以便发展生产，要与地球上发生 的各种自然灾害作斗争。因而，人类在长期的实践中逐步加深了对地球的认 识，并且逐渐形成了一门以地球为研究对象的科学——地球科学 （geoscience）。 地球科学简称地学，是数学、物理学、化学、天文学、地学、生物学六 大基础自然科学之一。地球科学以地球为研究对象，包括环绕地球周围的气 体（大气圈）、地球表面的水体（水圈）、地球表面形态和固体地球本身。 至于地球表面的生物体（生物圈），由于其研究内容广、分支学科较多、且 研究方法具有特殊性，因而已独立成一门专门的基础自然科学——生物学。 但生物的起源与演化、生物体与生存的地球环境之间的关系也属于地球科学 的研究范畴。 地球科学是一门理论性和应用性都很强的科学。它不仅承担着揭示自然 界奥秘与规律的科学使命，同时也为生活在地球上的人类如何利用、适应和 改造自然提供科学的方法论。随着生产和科学技术的发展，地球科学的研究 内容和领域也不断地深入和扩展，逐渐形成了日臻完善的由多学科组成的综 合性学科体系。地球科学目前主要包括地质学、地球物理学、地理学、气象 学、水文学、海洋学、土壤学、环境地学等学科。其中，地质学（geology） 由于其研究领域广博、分支学科较多，并且以研究地球的本质特征为目的， 因而成为地球科学的主要组成部分，以至于人们有时把地质学和地球科学作 为同义语使用，其实两者的含义是有差别的，它们具有包容关系。随着科学 的发展，地球科学还会不断地诞生新的学科和出现一些边缘学科。 地理学（geography）主要研究地球表面的各种地形、地理环境及其结构、 分布和演变规律，并涉及到自然和社会两个领域之间的相互关系。地理学一 般可分为自然地理学和人文地理学两大组成部分。自然地理学是研究自然地 形、地理环境的结构及发生、发展规律的学科，主要包括普通自然地理学、 区域自然地理学、地志学等。人文地理学是研究人和社会与自然地形、地理 之间的相互关系的学科，主要包括政治地理学、社会地理学、人口与聚落地 理学、经济地理学、历史地理学等。 气象学（meteorology）以地球周围的大气圈为研究对象，主要研究大气 的各种物理性质、物理现象及其变化规律。其研究内容也很广泛，包括许多 分支学科和应用学科。主要的分支学科有大气物理学、天气学、气候学、高 空气象学、动力气象学等，主要的应用学科有卫星气象学、无线电气象学、 航空气象学、海洋气象学、农业气象学、林业气象学等。其目的在于揭示大 气中的各种物理现象和物理过程的发生、发展本质，从而掌握并应用它为人 类生活和国家经济建设服务。 水文学（hydrology）和海洋学（oceanography）以地球表面分布的水体 为研究对象。水文学主要研究地球上江河、湖沼、冰川、地下水以及海洋等 各种水体的数量、质量、运动变化与分布规律，以及它们与地理环境、生态 系统和人类社会之间的相互影响与相互联系。海洋学是以海洋作为一个独立 体进行研究的，它实际上是从地球科学的其它几个分支学科中独立出来的， 这是由于海洋在现代地球科学、人类生存环境和未来社会发展中的地位越来 越重要的缘故。海洋学是研究海洋中发生的各种现象和规律及其相互关系的 各门学科的总称，根据研究内容不同可分为海洋物理学、海洋水文学、海洋 化学、海洋生物学、海洋气象学和海洋地质学等。 土壤学（soil science）以地球表面发育的土壤层为研究对象。主要研 究土壤的物质组成、结构、类型、分布和形成发展过程。根据具体研究内容 和应用领域的不同，土壤学也有一些分支学科，如土壤生物学、土壤地理学、 土壤气候学、土壤物理学、土壤化学、土壤地质学等。 地球物理学（geophysics）是应用物理学的方法研究地球的一门学科， 是近代发展起来的地球科学与物理学相结合的一门重要边缘学科。广义的地 球物理学的研究对象包括固体地球及其表部的水体和周围的大气圈。但由于 水体和大气圈的研究都已建立起相应的独立学科，所以一般所称的地球物理 学是狭义的，其主要研究对象是固体地球，因而也可称之为固体地球物理学。 地球物理学重点研究固体地球的各种物理性质、物理现象及其发生与发展过 程、地球的内部构造与组成、地球的起源与演化等。其主要分支学科有地震 学、地磁学、重力学、地热学、地电学、大地测量学、大地构造物理学和应 用地球物理学等。其中，应用地球物理学主要是研究地球物理勘探方法及其 在地球资源的勘探与开发、地球环境的监测与保护等方面的应用。 地质学（geology）研究的主体对象也是固体地球，当前主要是研究固体 地球的表层——地壳或岩石圈。地壳或岩石圈的厚度一般为几十到二百公里 左右，与地球的半径（6371km）相比只是一个很薄的表壳。这一薄壳之所以 成为地质学当前研究的主要对象，一方面是出于实际需要，因为这一层与人 类的生活、生产及生存都直接相关；另一方面是受现时人类能力的限制。人 们可以直接观测和研究地球表层，但现阶段人类尚无能力对地下深处进行直 接研究。钻井取样是目前人们获取地球较深部物质进行直接研究的唯一途 径，但由于受当前技术水平的限制，钻井所能达到的深度是有限的。目前世 界上最深的钻井（）位于俄罗斯西北部的科拉半岛，这一深度尚不足 该区大陆地壳厚度的二分之一。可以相信，随着科学技术的发展，地质学研 究的对象将不断向地球的深部（如地幔、地核）扩展。 地质学的研究内容主要包括固体地球（重点是地壳或岩石圈）的物质组 成、内部构造和形成演化历史。按其研究内容和任务的不同，地质学的主要 分支学科可简举如下： （1）研究地球的物质组成方面的学科，如结晶学、矿物学、岩石学等； （2）研究地球的内部构造方面的学科，如构造地质学、构造物理学、区 域构造学、地球动力学等； （3）研究地球的形成演化方面的学科，如古生物学、地层学、地史学、 古地理学、地貌及第四纪地质学等； （4）研究地质学的应用方面的学科，可分为两个方面：其一是研究地下 资源方面的分科，如矿床学、石油地质学、煤田地质学、水文地质学等；其 二是研究地质与人类生活环境及灾害防护方面的分科，如工程地质学、环境 地质学、地震地质学等。 此外，人们为了更好地研究上述地质学的各个方面，不断地吸收和借鉴 其它一些学科的先进理论、方法和技术，用以促进和深化地质学的各项研究， 于是逐渐形成了一系列的边缘学科，如数学地质、地球化学、同位素地质学、 天文地质学、海洋地质学、遥感地质学及实验地质学等，这些边缘学科在现 代地质学各领域的研究中发挥着极其重要的作用。 近几十年来，由于世界各国工业、农业、军事、航天、交通等产业的飞 速发展，其结果给地球的自然环境带来了巨大的影响。这种影响有些是直接 的（如污染问题）、有些是间接的（如气候变化），它已经严重地影响到地 球的自然生态和人类的生存与发展，因而受到科学工作者和全人类的广泛关 注。这一问题与地球科学和环境科学关系密切，于是在地球科学中逐渐形成 了一门与环境科学相结合的边缘学科，即环境地学。环境地学主要研究地球 自然环境的组成、结构、形成、演变以及环境的破坏、污染、防止、保护、 改良与评价等。根据地球科学中各学科所研究的侧重点不同，又可分为环境 地质学、环境地理学、环境气象学、环境水文学、环境海洋学、环境土壤学 等。