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中国传统上将所有的知识统称“学问”，古代将关于自然物道理的学问称为“物理”因此古代的物理即是自然科学，数学学科独立于“物理”。
定义
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哲学家和科学家经常试图给何为科学和科学方法提供一个充分的本质主义定义，可并不很成功。尼采认为人们容易忘记，科学其实是一种社会的、历史的和文化的人类活动，它是在发明而不是在发现不变的自然规律。某些后现代主义哲学家，像费耶阿本德（Feyerabend）和罗蒂，可能会同意他的这种看法。他也认为，落入科学主义窠臼是愚蠢的---科学主义相信科学能最终解决所有人类问题，或者发现隐藏在我们感觉经验到的日常世界背后的某些真实世界的隐藏真理。其完全支持把科学视为一种现象学的、实用的---因此不太野心勃勃的---活动的观点。当然，后现代主义对科学的定义仍然存在很大的争议，随意引用会出错。
近代的科学，旨在理性、客观的前提下，用知识（理论）与实验完整地证明出的真理。它是指以培根倡导的实证主义，伽利略为实践先驱的实验方法为基础，以获取关于世界的系统知识的研究。分为以自然现象为对象的自然科学和以社会现象为对象的社会科学。与艺术，哲学，宗教，文学等相区别。现代科学，还包括以人类思维存在为对象的思维科学。
1888年，达尔文也曾给科学下过一个定义：“科学就是整理事实，从中发现规律，做出结论”。达尔文的定义指出了科学的内涵，即事实与规律。科学要发现人所未知的事实，并以此为依据，实事求是，而不是脱离现实的纯思维的空想。至于规律，则是指客观事物之间内在的本质的必然联系。因此，科学是建立在实践基础上，经过实践检验和严密逻辑论证的，关于客观世界各种事物的本质及运动规律的知识体系。
《辞海》1979年版：
“科学是关于自然界、社会和思维的知识体系，它是适应人们生产斗争和阶级斗争的需要而产生和发展的，它是人们实践经验的结晶。”
《辞海》1999年版：
“科学：运用范畴、定理、定律等思维形式反映现实世界各种现象的本质的规律的知识体系。
法国《百科全书》：
“科学首先不同于常识，科学通过分类，以寻求事物之中的条理。此外，科学通过揭示支配事物的规律，以求说明事物。”
科学人物-爱因斯坦
前苏联《大百科全书》：
“科学是人类活动的一个范畴，它的职能是总结关于客观世界的知识，并使之系统化。‘科学’这个概念本身不仅包括获得新知识的活动，而且还包括这个活动的结果。”
《现代科学技术概论》：
“可以简单地说，科学是如实反映客观事物固有规律的系统知识。”
原理
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不会互相违背
科学是宇宙的现象和规律，宇宙所定下的规律不会互相否定，例如宇宙不会规定它的规定是错误，宇宙不会规定既能穿越时空，又规定不能穿越时空，在这两个规定中宇宙只能规定一个是对的，另一个是错误的。
有意义的存在
宇宙定下的规律不会没有意义，例如宇宙不会规定在宇宙什么都不存在，一成不变的存在没有意义，故宇宙中的物体才会运动，出现生命这种存在。
特征
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对于科学的核心特征或者说所谓科学精神，随着人类的进步，有不同的观点，一般认为科学具有如下特征：
理性客观：从事科学研究不以“神”、“鬼”、“仙佛”、“上帝”为前提（一些科学家仍会信仰宗教，"科学"本身是理性思维的结果。），一切以客观事实的观察为基础，通常科学家会设计实验并控制各种变因来保证实验的准确性，以及解释理论的能力。
可证伪：这是来自卡尔·波普尔的观点，人类其实无法知道一门学问里的理论是否一定正确，若这门学问有部份有错误时，人们可以严谨明确的证明这部分的错误，的确是错的，那这门学问就算是合乎科学的学问。
存在一个适用范围：也就是说可以不是放之四海皆准的绝对真理。例如：广义相对论在微观世界失效，量子理论在宏观世界失效。不过科学家们仍然努力寻找与探索是否有某种理论可以囊括所有自然现象（至少在物理界，将相对论与量子力学合并是一至少延续数十年的野心。）。
普遍必然性：科学理论来自于实践，也必须回到实践，它必须能够解释其适用范围内的已知的所有事实。
科学还可以分为从理论和应用等多个层次。
在与社会进步的相互作用中，科学对实践的指导作用得到不断加强，科学体系本身也不断壮大，它对人类历史的重大影响日趋显著。
诠释
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基本诠释
科学是获取知识的过程，而非知识本身。Science is actually a process used to solve problems or develop an understanding of natural events that involves testing possible answers.
科学方法
这个过程又被称作科学方法，其涵义是通过组织一个经严格验证被认定可信的解决问题的方案来获取信息。The scientific method is a way of gaining information（facts）about the world by forming possible solutions to questions followed by rigorous testing to determine if the proposed solutions are valid.
几个前提
当使用科学方法时，我们假设几个前提：
（1）我们观察的事物都是有特征的，there are specific causes for events observed in the natural world,
（2）这些特征是可以识别的，that the causes can be identified,
（3）自然界当中发生的事件可以通过被普遍接受的方式描述出来，that there are general rules or patterns that can be used to describe what happens in nature,
（4）可以重复的事件可能含有共同的特征，that an event that occurs repeatedly probably has the same cause,
（5）一个人可以感知的，其他人也可以感知，that what one person perceives can be perceived by others, and
（6）基本自然法则不因时间空间改变。That the same fundamental rules of nature apply regardless of where and when they occur.
1.科学方法包含以下重要元素：严谨的观察、构建假说并验证之、对新信息新点子的开放性、自愿接受他人的经过验证的成果。
3.质疑和探究。过于复杂和广泛的提问可能无法得到解决，提问的“好坏”直接决定问题是否能够被解决。提出问题后需要做的是探究，即收集关于此命题的信息，参考别人做过的事，可以启发思路，节省时间，或者干脆避免浪费时间。
4.假说，假说是可以被验证的对特定问题的可能的答案。一个好的假说必须是逻辑严密的，能够包含现有的所有信息并对将来可能补充的信息开放。如果有多个选择，一定要选择最简单包含最少假设的那个假说。
5.验证假说。假说可以简单的通过收集其他来源的信息加以验证，也可以通过额外的观察加以验证，更多的时候需要通过设计一个实验来加以验证。实验通过再现一个事件使得科学家可以对假说加以验证。一个事件中往往有多个变量variable，变量越多，实验越难以进行。因此需要可控的实验，经典的可控实验分两组进行，一组称为控制组；另一组称为实验组。科学家们往往不会接受单个实验的结果，因为那有可能只是与实验变量无因果关系的随机事件。只有大量的重复实验皆表现出明显的因果关系，这个实验才可信。
6.理论与法则。理论是有关于用来解释事情为什么发生的基本概念的普遍接受的、合理的归纳。科学法则是用来描述自然界中发生了什么的不变的、恒定的自然事实。.从不同的特定的事件中发展出普遍的原则的方法称为归纳；其逆向过程称为推理(deductive/deductive reasoning)
