科學(xué)探究

科學(xué)探究，一般是指利用科研手段和裝備，為了認(rèn)識(shí)客觀事物的內(nèi)在本質(zhì)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，為創(chuàng)造發(fā)明新產(chǎn)品和新技術(shù)提供理論依據(jù)而進(jìn)行的調(diào)查研究、實(shí)驗(yàn)、試制等一系列的活動(dòng)。也就是指人們從事科學(xué)領(lǐng)域或?qū)W科范疇內(nèi)的研究，是解決問(wèn)題或矛盾的全過(guò)程。即通過(guò)多重呈現(xiàn)方式，從太空探索、能源利用、物質(zhì)研究、地球探索、生態(tài)系統(tǒng)等視角，進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)，并從活動(dòng)中學(xué)習(xí)、理解和應(yīng)用科學(xué)知識(shí)的過(guò)程。

科學(xué)分類

自然科學(xué) 自然科學(xué)是研究無(wú)機(jī)自然界和包括人的生物屬性在內(nèi)的有機(jī)自然界的各門科學(xué)的總稱。包括數(shù)學(xué)、力學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、天文學(xué)、地球科學(xué)以及生命科學(xué)等。

社會(huì)科學(xué) 社會(huì)科學(xué)是關(guān)于社會(huì)事物的本質(zhì)及其規(guī)律的學(xué)科，是科學(xué)化地研究人類社會(huì)現(xiàn)象的科學(xué)。如社會(huì)學(xué)研究人類社會(huì)（主要是當(dāng)代），政治學(xué)研究政治、政策和有關(guān)的活動(dòng)，經(jīng)濟(jì)學(xué)研究資源分配等。社會(huì)科學(xué)所涵蓋的學(xué)科有政治學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、管理學(xué)、法學(xué)、心理學(xué)、教育學(xué)、倫理學(xué)、邏輯學(xué)、語(yǔ)言學(xué)、軍事學(xué)、人類學(xué)、民俗學(xué)、傳播學(xué)等。

人文科學(xué) 人文科學(xué)的主干可以用人們常說(shuō)的“文（文學(xué)）、史（歷史）、哲（哲學(xué)）”來(lái)指稱，或者再加上藝術(shù)。

廣義的“人文科學(xué)”還包括諸如現(xiàn)代語(yǔ)言和古典語(yǔ)言、語(yǔ)言學(xué)、考古學(xué)、乃至含有人道主義內(nèi)容并運(yùn)用人道主義的方法進(jìn)行研究的社會(huì)科學(xué)。

研究方法

調(diào)查法 這是科學(xué)研究中最常用的方法之一。它是有目的、有計(jì)劃、有系統(tǒng)地搜集有關(guān)研究對(duì)象現(xiàn)實(shí)狀況或歷史狀況材料的方法。它綜合運(yùn)用歷史法、觀察法等方法以及談話、問(wèn)卷、個(gè)案研究、測(cè)驗(yàn)等科學(xué)方式，對(duì)各種現(xiàn)象進(jìn)行有計(jì)劃的、周密和系統(tǒng)的了解，并對(duì)調(diào)查搜集到的大量資料進(jìn)行分析、綜合、比較、歸納，從而為人們提供規(guī)律性的知識(shí)。調(diào)查法中最常用的是問(wèn)卷調(diào)查法。

觀察法 觀察法是指研究者根據(jù)一定的研究目的、研究提綱或觀察表，用自己的感官和輔助工具去直接觀察被研究對(duì)象，從而獲得資料的一種方法?？茖W(xué)的觀察具有目的性、計(jì)劃性、系統(tǒng)性和可重復(fù)性。在科學(xué)實(shí)驗(yàn)和調(diào)查研究中，觀察法可以擴(kuò)大人們的感性認(rèn)識(shí)，啟發(fā)人們的思維，導(dǎo)致新的發(fā)現(xiàn)。

實(shí)驗(yàn)法 實(shí)驗(yàn)法是通過(guò)主支變革、控制研究對(duì)象來(lái)發(fā)現(xiàn)與確認(rèn)事物間的因果聯(lián)系的一種科研方法。

其主要特點(diǎn)是：第一、主動(dòng)變革性。要求主動(dòng)操縱實(shí)驗(yàn)條件，人為地改變對(duì)象的存在方式、變化過(guò)程，使它服從于科學(xué)認(rèn)識(shí)的需要。第二、控制性?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)要求根據(jù)研究的需要，借助各種方法技術(shù)，減少或消除各種可能影響科學(xué)的無(wú)關(guān)因素的干擾，在簡(jiǎn)化、純化的狀態(tài)下認(rèn)識(shí)研究對(duì)象。第三，因果性。實(shí)驗(yàn)是發(fā)現(xiàn)、確認(rèn)事物之間因果聯(lián)系的有效工具和必要途徑。

模擬法 模擬法是先依照原型的主要特征，創(chuàng)設(shè)一個(gè)相似的模型，然后通過(guò)模型來(lái)間接研究原型的一種形容方法。根據(jù)模型和原型之間的相似關(guān)系，模擬法可分為物理模擬和數(shù)學(xué)模擬兩種。

經(jīng)驗(yàn)總結(jié)法 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)法是通過(guò)對(duì)實(shí)踐活動(dòng)中的具體情況，進(jìn)行歸納與分析，使之系統(tǒng)化、理論化，上升為經(jīng)驗(yàn)的一種方法。

科學(xué)名人

伽利略 意大利物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家及哲學(xué)家，科學(xué)革命中的重要人物。他被譽(yù)為“現(xiàn)代觀測(cè)天文學(xué)之父”“現(xiàn)代物理學(xué)之父”“科學(xué)之父”及“現(xiàn)代科學(xué)之父”。其成就包括改進(jìn)望遠(yuǎn)鏡和其所帶來(lái)的天文觀測(cè)，以及支持哥白尼的日心說(shuō)。伽利略做實(shí)驗(yàn)證明，感受到引力的物體并不是呈勻速運(yùn)動(dòng)，而是呈加速度運(yùn)動(dòng)的;物體只要不受到外力的作用，就會(huì)保持其原來(lái)的靜止?fàn)顟B(tài)或勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變。

牛 頓 英國(guó)偉大的數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、天文學(xué)家和自然哲學(xué)家。他在1687年發(fā)表的論文《自然定律》里，對(duì)萬(wàn)有引力和三大運(yùn)動(dòng)定律進(jìn)行了描述。這些描述奠定了此后三個(gè)世紀(jì)里物理世界的科學(xué)觀點(diǎn)，并成為了現(xiàn)代工程學(xué)的基礎(chǔ)。在力學(xué)上，牛頓闡明了動(dòng)量和角動(dòng)量守恒的原理，提出牛頓運(yùn)動(dòng)定律。在光學(xué)上，他發(fā)明了反射望遠(yuǎn)鏡，并基于對(duì)三棱鏡將白光發(fā)散成可見光譜的觀察，發(fā)展出了顏色理論。

阿基米德 古希臘哲學(xué)家、百科式科學(xué)家、數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、力學(xué)家，靜態(tài)力學(xué)和流體靜力學(xué)的奠基人，并且享有“力學(xué)之父”的美稱。他確立了杠桿定律，并稱“給我一個(gè)支點(diǎn)，我將移動(dòng)地球”;發(fā)現(xiàn)了流體靜力學(xué)的基本原理——阿基米德原理。

瑪麗·居里 世稱“居里夫人”，全名瑪麗亞·斯克沃多夫斯卡·居里，法國(guó)著名波蘭裔科學(xué)家、物理學(xué)家、化學(xué)家。瑪麗·居里的成就包括開創(chuàng)了放射性理論，發(fā)明了分離放射性同位素的技術(shù)，以及發(fā)現(xiàn)兩種新元素釙（Po）和鐳（Ra）。在她的指導(dǎo)下，人們第一次將放射性同位素用于治療癌癥。

愛(ài)因斯坦 現(xiàn)代物理學(xué)的開創(chuàng)者和奠基人，在物理學(xué)的許多領(lǐng)域都有貢獻(xiàn)，比如研究毛細(xì)現(xiàn)象、闡明布朗運(yùn)動(dòng)、建立狹義相對(duì)論并推廣為廣義相對(duì)論、提出光的量子概念，并以量子理論圓滿地解釋光電效應(yīng)、輻射過(guò)程、固體比熱，發(fā)展了量子統(tǒng)計(jì)，開創(chuàng)了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的新紀(jì)元。

科學(xué)趣談

關(guān)于“蟲洞”，這些你懂嗎？

蟲洞是宇宙中可能存在的連接兩個(gè)不同時(shí)空的狹窄隧道，它可以把平行宇宙和嬰兒宇宙連接起來(lái)，從而讓人們進(jìn)行時(shí)空旅行成為可能。

蟲洞的第一次“登場(chǎng)”是在史瓦西解中?？茖W(xué)家們進(jìn)行白洞研究的時(shí)候，通過(guò)愛(ài)因斯坦的一個(gè)思想實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，時(shí)空不僅僅可以是平坦的，也可以是彎曲的。隨后的發(fā)現(xiàn)讓科學(xué)家們更加驚訝：如果恒星形成了黑洞，那么時(shí)空在視界的地方與原來(lái)的時(shí)空完全垂直。在彎曲的宇宙時(shí)空中，這種結(jié)構(gòu)就意味著黑洞的視界內(nèi)的部分會(huì)與宇宙的另一部分相結(jié)合，然后產(chǎn)生一個(gè)洞，這個(gè)洞既可以是黑洞，也可以是白洞，而這個(gè)彎曲的視界，名叫史瓦西喉，也就是一種特定的蟲洞。

那么蟲洞對(duì)我們來(lái)說(shuō)有什么用呢？據(jù)英國(guó)《每日郵報(bào)》報(bào)道，假如蟲洞真的存在，那么人類就有可能通過(guò)較短的時(shí)間到達(dá)非常遙遠(yuǎn)的宇宙位置。以人類目前的技術(shù)，航行到最近的一個(gè)星系需要很長(zhǎng)的時(shí)間，而通過(guò)蟲洞航行就會(huì)非?？欤偃缒阌?2：00站在蟲洞的一端（入口），那你就會(huì)于12：00從蟲洞的另一端（出口）出來(lái)。

生長(zhǎng)在計(jì)算機(jī)里的“花”

自然界的花朵既有生長(zhǎng)在高山的雪蓮，也有生長(zhǎng)在沙漠的龍舌蘭，還有生長(zhǎng)在水中的蓮花。它們都在陽(yáng)光雨露的滋潤(rùn)下生長(zhǎng)，每一朵花都綻放出自己的色彩。但無(wú)機(jī)花卻大大不同：它不需要陽(yáng)光的普照，不需要雨露的滋潤(rùn)，更不需要土壤的呵護(hù)。因?yàn)?，它完全生長(zhǎng)在計(jì)算機(jī)中。

無(wú)機(jī)花是怎么形成的呢？它的形成過(guò)程和植物繪本畫家的工作方式有些類似。在制作無(wú)機(jī)花的過(guò)中，藝術(shù)家要先用解剖刀仔細(xì)地將花分級(jí)成花瓣、雄蕊、雌蕊等不同部分，因?yàn)榛ò甑奈恢貌煌鼈兊男螒B(tài)也不一樣。這就需要將這些花瓣一一定位標(biāo)注，然后再將分解好的各個(gè)部分放在放大鏡下觀察。根據(jù)觀察和記錄的結(jié)果，制作者在紙上勾勒出花朵的各個(gè)部分的模樣，然后再在計(jì)算機(jī)中建模。這就需要3DMAX、AutoCAD等繪圖軟件。利用繪圖軟件將在紙上勾勒的花的各個(gè)部分移到計(jì)算機(jī)硬盤里，就讓這朵花有了立體形態(tài)。接下來(lái)用Photoshop等軟件來(lái)賦予這朵花色彩，再利用計(jì)算機(jī)軟件把這朵花的各個(gè)部分按照順序拼接和上色，這朵無(wú)機(jī)花就誕生了。

“白發(fā)早生”可能與免疫反應(yīng)有關(guān)

為什么有的人會(huì)“早生白發(fā)”呢？發(fā)表在最新一期美國(guó)《科學(xué)公共圖書館·生物學(xué)》上的研究提供了一種新的解釋，即控制頭發(fā)顏色的基因與自身免疫反應(yīng)有關(guān)。

美國(guó)國(guó)家衛(wèi)生研究院和亞拉巴馬大學(xué)研究人員發(fā)現(xiàn)，頭發(fā)變白、“小眼畸形相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子”（MITF）和自身免疫三者之間存在關(guān)聯(lián)。此前研究發(fā)現(xiàn)，“小眼畸形相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子”參與調(diào)控黑色素細(xì)胞發(fā)揮功能，而黑色素細(xì)胞負(fù)責(zé)制造色素并將色素儲(chǔ)存到毛發(fā)的毛干上。新研究發(fā)現(xiàn)，“小眼畸形相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子”還能控制黑色素細(xì)胞釋放干擾素——身體遭受病毒或細(xì)菌入侵時(shí)，免疫系統(tǒng)就會(huì)產(chǎn)生干擾素，“通知”其他細(xì)胞激活免疫細(xì)胞以抵御入侵，如果“小眼畸形相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子”失去對(duì)干擾素反應(yīng)的調(diào)控，毛發(fā)就會(huì)變白。