科學
科學（英語：science，詞源為拉丁語：scientia，意為“知識”），是一種系統性的知識體系，它積累和組織并可檢驗有關于萬物的解釋和預測?？茖W強調預測結果的具體性和可證偽性?？茖W也不等同于尋求絕對無誤的真理，而是在現有基礎上，摸索式地不斷接近真理。故科學的發展史就是一部人類對宇宙的認識偏差的糾正史。
科學至今還沒有一個為世人公認的定義。一般地說，科學是人類認識客觀世界的知識，但并不是任何關于客觀世界的知識都是科學。19世紀以來,人們習慣于把科學定義為系統化的實證知識。在哲學上，科學被定義為以范疇、定理、定律形式反映現實世界各種現象的本質和運動規律的知識體系?；蛘哒f是關于自然、社會和思維領域的各種具體規律性知識的理論體系。而英國科學家、科學學創始人之一貝爾納認為，科學“不能用定義來詮釋”，“必須用廣泛的闡明性的敘述來作為唯一的表達方法”（《歷史上的科學》第6頁，科學出版社1981年版）。甚至有人認為，給科學下定義是無益的，也是不可能的。
科學的源頭最早可追溯到約公元前3500年至前3000年的古埃及和兩河流域。這兩個文明在數學、天文、醫學方面的成就傳入并塑造了古典時代的希臘自然哲學，后者正式嘗試以自然原因來解釋物質世界中的事件。西羅馬帝國傾覆后，在中世紀的頭幾個世紀（約公元400年至1000年）中，有關古希臘人的世界觀念的知識在西歐漸漸被遺忘，但卻在伊斯蘭黃金時代的穆斯林世界中得以保存下來。10世紀到13世紀，西歐找回了古希臘的著作并吸收了伊斯蘭學者的研究，自然哲學就此復活，并且接下來在始于16世紀的科學革命中轉型，其間的新觀念和新發現脫離了古希臘觀念和傳統之窠臼。科學方法迅速在獲取知識方面起到更大作用，不過科學的制度化和職業化還是要等到19世紀才開始成型。
科學原僅指對自然現象之規律的探索與總結，但人文學科也越來越多地被冠以“科學”之名。現代科學一般說來可劃分為三大分支：形式科學（如邏輯、數學、理論計算機科學），研究抽象概念；自然科學（如生物學、化學、物理學、天文學），在最寬泛的意義上研究自然；以及社會科學（如經濟學、心理學、社會學、地理學），研究個體與社會。不過，對于形式科學能否確實算作一類科學存在不同意見，因為其并不依賴經驗證據。而運用既有科學知識以達成實用目的的學科，如工程學和醫學，則被歸為應用科學。
科學以研究為基礎，而研究通常是在學術和研究機構、以及政府機構和公司中進行?？茖W研究的實際影響使得科學政策（Science policy）被制訂出來，以求施影響于科學界，促使商業產品、武器、醫療衛生以及環境保護獲得優先發展。
目錄
含義
“科學”不好以簡短文字加以準確定義。一般說來，科學涵蓋三方面含義：
- 觀察：致力于揭示自然真相，而對自然作用由充分的觀察或研究（包括思想實驗），通常指可通過必要的方法進行的，或能通過科學方法——一套用以評價經驗知識的程序而進行的。
- 假設：通過這樣的過程假定組織體系知識的系統性。
- 檢證：借此驗證研究目標的信度與效度。
科學包括基礎科學與應用科學。基礎科學僅以通過試驗探究自然原理為目的，其成果一般不容易在短期內得到應用，如物理、化學、生物和地質學；應用科學則兼有探究原理與關注應用這兩個方面的動機，如醫學、藥學、應用光學、氣象學、科技考古學和博弈論。按理來說，科學不同于純技術類學科，后者只涉及運用已有的知識與原理進行發明創造，而只帶來技術變革，不在原理層次挖掘出的新規律，如工程學、法醫學、農學和林學。應用科學與純技術有時候很難界定。因科學與技術經常一起被提及，重要的技術發展有時也會被大眾視為是科學成就。大眾關于愛迪生算不算科學家的爭論也與之類似。一些學科是側重基礎研究還是側重應用研究可能會隨時間發展而變動。如天文學的前身占星學是用于占卜的，屬于應用類學科（當時還不算是科學）；天文學目前是以基礎研究為主的科學，但也有發射宇宙衛星等少數可帶來實質性服務（如電臺廣播與手機信號）的技術應用；天文學在實現星際移民與太空資源開發的未來可能又會變成以應用為主的學科。
語源
據說文解字，科，會意字：“從禾從斗，斗者量也”；故“科”學一詞乃取“測量”之學問之義為名。從唐朝到近代以前，“科學”作為“科舉之學”的略語，“科學”一詞雖在漢語典籍中偶有出現，但古中文中“科學”一詞所指涉的概念與近代中文“科學”不同，大多指“科舉之學”。
最早使用“科學”一詞之人似可溯及到唐末的羅袞。宋陳亮《送叔祖主筠州高要簿序》：“自科學之興，世之為士者往往困于一日之程文，甚至于老死而或不遇?！?。
“科學”一詞由近代日本學界初用于對譯英文中的“Science”及其它歐洲語言中的相應詞匯，歐洲語言中該詞來源于拉丁文“Scientia”，意為“知識”與“學問”，在近代側重關于自然的學問。在日本幕府末期到明治時期，“科學”是專門的“個別學問”，有的在以“分科的學問”的意義被使用著。明治元年，福澤諭吉執筆的日本最初的科學入門書《窮理圖解》出版。同時，明治時代“science”這個語言進入了的時候，啟蒙思想家西周使用“科學”作為譯詞。
甲午海戰以后，中國掀起了學習近代西方科技的高潮，清末主要通過近代化之路上走在前面的日本學習近代科學技術。樊洪業、吳鳳鳴等認為，中國最早使用“科學”一詞的學者大概是康有為。他出版的《日本書目志》中就列舉了《科學入門》、《科學之原理》等書目。
辛亥革命時期，中國人使用“科學”一詞的頻率逐漸增多，出現了“科學”與“格致”兩詞并存的局面。在民國時期，通過中國科學社的科學傳播活動，“科學”一詞才取代“格致”。嚴復首先用“西學格致”翻譯science，后來又借用了science的日語譯名“科學”。而著名思想家、政論家章太炎則明確要求為“科學”正名。他在1903年8月發表《論承用“維新”二字之荒謬》一文，大力批駁責用“格物”之名翻譯“物理學”（physics）很不適當。
中國社會科學院語言研究所1978年出版的《現代漢語詞典》則認為科學是：
- 反映自然、社會、思維等的客觀規律的分科的知識體系；
- 合乎科學（精神、方法等）的。
不過社會類學科的研究并不容易做到客觀分析。一方面是難以控制變量，另一方面是難以給出準確的適用范圍和嚴格的預測結果。英文中“Science（科學）”一詞的含義有狹義與廣義之分，前者只指自然基礎科學（即數學及自然科學；合稱“理科”），這與醫學、藥學及大地測量學等帶有應用目的的探索性學科相區別；后者泛指各種研究自然機理的應用性科學，但又與純粹研究技術應用、不探究機理的工程學、技術學和計算機信息學相區別。不過目前越來越多的人文學科和計算機學科甚至是文獻學也喜歡加上“科學”的頭銜。
中國古代的稱呼
中國傳統上將所有的知識統稱“學問”，古代將關于自然物道理的學問稱為“物理”（“物理”一詞何時開始使用有待考證，古代科學家也有一些以物理命名的自然科學著作，如三國時期的楊泉著有《物理論》，明朝時期的方以智著有《物理小識》）。因此古代的物理即是自然科學，數學學科獨立于“物理”。
歷史
廣義上的科學在近世之前就已經存在于歷史上眾多文明之中。現代科學有其特定的方法，并取得成功的結果，因此在當前，科學這個詞的涵義被最嚴格的限定于現代科學。然而，科學一詞的原初涵義為某種類型的知識，而并非用以指代對于這類知識的探求過程的一個專用語。具體說來，它的原意是指人們可以交流及共享的那類知識。例如，在有記錄的歷史之前很久，人們就已經在積累關于自然事物之運作的知識，而從中逐漸發展出復雜的抽象思維能力。諸如制訂復雜的歷法，讓有毒植物變得可食的技術，以及國家規模的公共工程如揚子江畔洪泛平原上的水庫、水壩、河堤等水利設施，還有金字塔這樣的建筑物，皆為此種能力的體現。這一類知識，其真確性不隨社區的不同而改變。但是，當時并沒有將其與另一類與社區相關的知識，諸如神話和法律體系等等，作一致而自覺的區分。金屬冶煉在史前即已出現，而已知最早制備出青銅類合金的是溫查文明。煉金術據推測是從早期的把物料加熱和混合的實驗漸漸發展而來。
早期文明
在古代近東的概念圖景中并無“自然”或“科學”的位置。兩河流域的古代居民利用他們所掌握的關于各種天然化學物性質的知識來制造陶器、釉陶（faience）、玻璃、肥皂、金屬、石灰泥（lime plaster），以及防水材料。出于占卜的需要，他們亦研究了動物的生理學、解剖學和行為學，并且為了研究占星術而對天體的運行作了大規模的觀測。兩河流域居民對醫學有強烈興趣，最早的處方即出現在烏爾第三王朝(約 2112 BCE – 約 2004 BCE)，以蘇美爾語寫成。不過，這些古代居民看起來對于純是為了搜集大自然的信息而搜集信息沒什么興趣，而他們所研究的科學門類也主要限于具有明顯的實際應用或與他們的宗教體系直接相關的那些。
古典時代
在古典時代的世界中并無真正對應于現代科學家的角色。一些受到過良好教育、通常屬于上流階層、而且幾乎全為男性的人，會對自然界進行各式各樣的探究，只要他們能抽出時間的話。在前蘇格拉底哲學家們發明或發現“自然”(古希臘語 φ?σι?，Physis)這個概念之前，人們對于描述一種植物生長的自然“方式”時所用的詞，與比如說描述一個部落對某個特定的神祇的崇拜“方式”時所用的詞，會不加區分。正因如此，前蘇格拉底哲學家被視作第一批嚴格意義上的哲學家，也是第一批清楚的將“自然”與“習俗”區分開的人。自然哲學，即自然科學的前身，也就因此而被定義為有關自然的知識，其真確性放在每一個社區都能成立。而對這樣的知識的專門化的尋求則被稱為哲學，是為最早的哲學-物理學家的領域。他們多為沉思者或理論家，對天文學特別有興趣。與之相反，試圖用關于自然的知識去模擬自然（這稱為技巧或技術，希臘語為τ?χνη）則被古典時代的科學家們視為更適合較低階層的工匠們的旨趣。
古希臘哲學早期的米利都學派由泰勒斯創立，并有阿那克西曼德和阿那克西美尼等后繼者。這個學派首次嘗試在解釋自然現象（List of natural phenomena）的時候不訴諸超自然力量。畢達哥拉斯學派創立了一種復雜的數字哲學，并對數學的發展作出重要貢獻。古希臘哲學家留基伯和他的學生德謨克利特創立原子論。古希臘醫生希波克拉底建立了系統的醫藥科學的傳統，后世尊其為“醫學之父”。
早期的哲學式科學歷史上的一個轉折點是蘇格拉底的范例，將哲學應用于研究人文事物，包括人性、政治實體的屬性、以及人類知識本身。蘇格拉底的詰問法見于柏拉圖的《對話錄》，是一種去偽存真的辯證方法：通過扎實的確證及消除那些導致矛盾的假說，便可找到較優的假說。此法為針對智者學派之強調巧言的一種反動。蘇格拉底詰問法尋求一般的、被普遍承認的、能形塑信仰的真理，對信仰做嚴格審視以判斷其與別種信仰有無一致性。蘇格拉底批評舊有的物理學研究形式，認為其過于偏重純空想，缺乏自我批判。據蘇格拉底《自白書》所言，他后來被指控腐蝕雅典的青年人，理由是他“不相信國家所信仰的神，而相信其它新的靈性存在物”。蘇格拉底駁斥了這些聲言，卻仍被判處死刑。
亞里士多德后來創立了一個體系完整的目的論哲學綱領：運動和變化被刻畫為事物所內稟的潛能之實現，在這里潛能隨事物之類型而定。在他的物理學中，太陽繞著地球轉，而許多事物的本性中都包含著為人類服務的目的。每一樣東西都有一個形式因，一個目的因，且在一個存在第一推動者的宇宙中扮演著自己的角色。蘇格拉底學派還強調哲學應考慮有關一個人的最佳生活方式的實際問題（亞里士多德將這門學問劃分為倫理學和政治哲學兩部分）。亞里士多德主張，當一個人“擁有一項以某種確定方式達成的信念，而該信念所賴以建立的那些基本原理對他來說也確切的知曉”的時候，就算他科學的知曉了一樣事物。
古希臘天文學家阿里斯塔克斯(公元前310–前230年)首次提出宇宙的日心說模型，將太陽置于中心，行星皆圍繞太陽運行。阿里斯塔克斯的模型人們大都不接受，認為其違反了物理學定律。發明家和數學家阿基米德為微積分學之發端作出了主要貢獻，因此有時會被視作微積分的發明者，雖然他的原始微積分學缺少若干關鍵特征。古羅馬的老普林尼是一位作家和博學通才，撰寫了一部開創性的百科全書《自然史》，講述了歷史、地理、醫藥、天文、地學、植物學以及動物學。古典時代的其他科學家或者說原科學家還包括泰奧弗拉斯托斯，歐幾里得，希羅菲盧斯，喜帕恰斯，托勒密，以及蓋倫。
中世紀
西羅馬帝國因蠻族入侵而覆滅，導致歐洲西部的知識界在5世紀時出現了衰退。與此相反，東羅馬帝國(又稱作拜占庭帝國)抵擋住了蠻族的進攻，保存且改進了古典時代的學問。6世紀的拜占庭學者約翰·菲約波諾斯是質疑亞里士多德在物理學方面的說教并注意到了其缺陷的學者。約翰·菲約波諾斯對亞里士多德物理學原理的批評成為中世紀學者的靈感來源，并啟發了一千年后科學革命時代的伽利略，后者在其著作中舉例說明亞里士多德物理學的缺陷時廣泛援引了菲約波諾斯。
古典時代晚期及中世紀早期，人們考察自然現象時沿用亞里士多德的方法。亞里士多德的四因說指定了四個“為什么”，作為對一樣事物給出科學的解釋時需要回答的問題。在西羅馬帝國的衰亡及周期性的政治斗爭過程中，一些古代的學問散佚掉了，或是在某些情形下被秘藏?？茖W（那時稱為“自然哲學”）的一般領域以及古代世界的許多基本知識在早期的拉丁語百科全書編寫者如圣依西多祿的著作中還是保存了下來，但亞里士多德的著述原文在西歐終于散佚，而《蒂邁歐篇》則成了當時唯一廣為人知的柏拉圖著作，是中世紀早期的拉丁文讀者能見到的為數不多的古典自然哲學原著中唯一的柏拉圖對話錄。另一部在這一時期獲得影響力的原著是托勒密的《天文學大成》，其中包含對太陽系的一個地心說描述。
古典時代晚期，許多希臘語古典文獻在拜占庭帝國保存了下來。諸如聶斯脫里派教徒及基督一性論者等團體做了許多敘利亞語翻譯工作，并在希臘語古典文獻轉譯至阿拉伯語的過程中發揮作用。于是許多門類的古典學問又在哈里發國家保存下來，其中某些還得到改進。此外，相鄰的薩珊帝國建立了貢德沙布爾學院（Academy of Gondishapur），在此希臘的、敘利亞的以及波斯的醫師們建立了公元6世紀到7世紀古代世界最重要的醫學中心。
伊拉克巴格達在阿拔斯王朝時代建有“智慧之家”，伊斯蘭世界對亞里士多德主義的研修在此興盛起來。肯迪（801–873）是第一位穆斯林逍遙學派哲學家，以其在將古希臘及希臘化時代的哲學（Hellenistic philosophy）介紹到阿拉伯世界方面的努力而聞名。伊斯蘭黃金時代從此時進入繁榮，直到13世紀蒙古西征為止。海什木及其前輩伊本·沙爾（Ibn Sahl）熟習托勒密的《光學》，并以實驗為手段來獲取知識。此外，醫生和煉金術士如波斯人阿維森納和拉齊等人還大大發展了醫學科學，前者撰有《醫典（The Canon of Medicine）》，這是一部醫學百科全書，一直用到18世紀；后者發現了包括酒精在內的多種化合物。阿維森納的《醫典》被認為是醫學史上最重要的著作之一，而且這兩人都對實驗醫學的實踐有重大貢獻，以臨床試驗和實驗來支撐他們的主張。
古典時代希臘和羅馬的禁忌使得人體解剖在那時通常是不允許的；然而到了中世紀，情況開始改變：博洛尼亞的醫學教師和學生開始把人類的尸體也打開來看，而蒙迪諾·德·盧齊（Mondino de Luzzi，約1275–1326）編寫了已知第一本基于人體解剖的解剖學教科書。
《夢溪筆談》采用百科全書形式，集文數百篇，作者沈括（1031?1095 年）是宋代科學家、政治家、藝術家及博學之士。所涉領域甚為廣泛，內容包括天文、物理、數學、地質、地理、生物醫學及當時的政經軍事、藝文掌故等，還總結了北宋（960?1127 年）時期的許多科技成就，對于研究北宋社會政治、科技、經濟諸方面有重要參考價值，是中國科技史非常重要的文獻。其中，所記載的畢升（990?1051 年）發明的泥活字印刷術，是世界上最早的關于活字印刷的可靠史料。
至十一世紀，歐洲大部分地區已皈依基督教；較為強力的君主制政權出現；國界恢復；技術發展與農業方面的革新增加了食物供給和人口。此外，古典希臘文獻開始從希臘語和阿拉伯語翻譯為拉丁語，而讓西歐能有較高水平的科學研討。
至1088年，歐洲第一所大學（博洛尼亞大學）已成立，起初主要是培養書記人員。對拉丁語翻譯的需求增多起來（例如這時出現了托萊多翻譯院）；西歐人開始收集各種文獻，不但收集以拉丁文寫成的，還收集從希臘語、阿拉伯語、希伯來語翻譯成拉丁文的。海什木《光學之書（Book of Optics）》的手抄副本至遲到1240年以前也已經傳遍歐洲，這從威特羅的《透視（Perspectiva）》一書將其整合在內即可看出。阿維森納的《醫典》也被譯成拉丁語。尤其重要的是，羅馬天主教學者開始覓求保存于智慧之家及拜占庭帝國的亞里士多德、托勒密以及歐幾里得等人的著作。古典文獻的傳入引起了12世紀的文藝復興，以及作為天主教與亞里士多德主義的一種綜合體的經院哲學在西歐的興盛，西歐自此成為科學的一個新的地理中心。在這一時期，實驗被理解為一個細致的過程，其中包含觀察、描述和分類。羅吉爾·培根是這個時代的著名科學家之一。經院哲學強烈專注于啟示和辯證推理，在接下來的幾百年中漸漸變得不受歡迎；而與此同時，煉金術對于包含了直接觀察和一絲不茍的記錄的實驗之專注正慢慢變得越來越重要。
文藝復興與近世科學
海什木否證了托勒密的視覺理論，但卻沒有對亞里士多德的形而上學作任何相應修改。與科學革命同步的一個過程是亞里士多德形而上學中的要素如倫理、目的論以及形式因果論等漸漸失去市場。學者們漸漸意識到宇宙本身很可能既無目的也無倫理需求。從一種注入了目標、倫理以及精神的物理學，發展為這些要素在其中無足輕重的另一種物理學，這個進程歷經數個世紀。而天主教會出臺的旨在取締亞里士多德著作的巴黎大學1277年禁單則促進了該進程。禁單一出，理論上便有可能討論真空及真空中的運動，而這直接導致了動力學的出現。
光學上的新發展從兩個方面對于開啟文藝復興時代起到一定的作用，一是挑戰了被長期信奉的形而上學觀念，另一方面是貢獻了諸如暗箱和望遠鏡等技術上的改良和發展。在如今所稱的文藝復興開始以前，羅吉爾·培根、威特羅和若望·伯克漢姆（John Peckham）以一個始于感覺和知覺，最后達于對亞里士多德所說的殊相與共相之統覺（Apperception）的因果鏈為基礎，各自建構起一種經院式本體論。文藝復興時期的藝術家們運用并研究了一種后來稱為透視主義的視覺模型。這種理論只用到亞里士多德四因中的三個：形式因、質料因和目的因。
《大明嘉靖三年大統歷》 （黃歷或編算天文年歷）) 依據的是元代（1279-1368 年）天文學家郭守敬所創的天文歷法系統。 1384 年，明朝欽天監對該歷法進行了調整。 該書詳細說明了月相，還包括對何時會出現日食和月食進行了預測。 鄭和遠航中使用了郭守敬的方法來確定經度和緯度。
《本草綱目》刊印于萬歷年間，是一部百科全書式的大作，此書作者李時珍（約 1518-1593 年）是中國歷史上最偉大的醫學家、藥理學家和自然學家之一。1552-1578 年間，李時珍精心研究數百種資源，收集了大量資料。他遠涉深山曠野，搜集第一手的草藥和民間藥方，并查閱了當時的各類醫藥書籍，最終完成了這部極具科學、 醫學和歷史意義的巨著?！侗静菥V目》一共記載了約 1800 種藥材，包含很多前人未知的品種，還附有插圖和大約 11000 則處方。
十六世紀，哥白尼闡述了太陽系的日心說模型，與托勒密《天文學大成》里的地心說模型相異。這項工作的出發點是一條定理，那就是行星離中心天體越遠，其軌道周期就該越長，而托勒密的模型與此不符。
開普勒及其他一些人挑戰知覺是眼睛唯一功能的觀念，將光學研究的中心課題從眼睛轉向光的傳播。開普勒以一個灌滿水的玻璃球來模擬眼球，玻璃球前方開孔，模擬瞳孔。他發現，從景觀當中的某一點發出的所有光線都會成像到玻璃球后壁的一個點。光的傳播鏈條終止于眼球后壁的視網膜。不過開普勒最廣為人知的工作是發現行星運動三定律，從而改進了哥白尼日心說模型。開普勒并不拒斥亞里士多德的形而上學，而是將自己的工作描述為追尋宇宙和諧（Musica universalis）。
伽利略·伽利萊創新的運用了實驗和數學。他在寫作有關哥白尼學說的著作之初曾獲教宗烏爾班八世賜福，寫完了以后卻遭到迫害。伽利略在《兩個主要世界體系的對話》一書中使用了教宗的論點，不過，是借書中一位傻瓜之口說出。這可是對烏爾班八世的大不敬。
《幾何原本》為古希臘數學家歐幾里得（約公元前365年－公元前300年）所著。此書最早的中文譯本由利瑪竇（1552年－1610年）和徐光啟（1562年－1633年）合譯。他們依據克拉維烏斯（1538年－1612年）校訂增補的十五卷拉丁文本, 但只譯出前六卷。該譯本第一次把歐幾里德幾何學及其嚴密的邏輯體系和推理方法引入中國。幾何的中文名稱，以及幾何學中點、線、平行線、三角形和四邊形等術語的中文翻譯，都是由此譯本定名，沿用至今，并傳播到日、韓等國。此書為明清時期中國士人研習西學的重要書籍?！?a href="/index.php?title=%E8%A5%BF%E6%B4%8B%E6%96%B0%E6%B3%95%E5%8E%86%E4%B9%A6&action=edit&redlink=1" class="new" title="西洋新法歷書（頁面不存在）">西洋新法歷書》此書原名為《崇禎歷書》本書較有系統地介紹歐洲天文學知識，主要討論歷法，以及作為歷法基礎的天文學理論與計算方法等議題，其中采用丹麥天文學家第谷的宇宙體系，且介紹哥白尼、伽利略與克卜勒等人的天文數據與科學成果。
李之藻（1564－1630年）協助利瑪竇修訂《坤輿萬國全圖》。除《渾蓋通憲圖說》外，另撰述有《同文算指》、《圜容較義》、《寰有詮》、《名理探》等。
印刷機這一新技術在歐洲北部被廣泛用來發表新論述，其中某些與同時代對自然的一般看法大相徑庭。勒內·笛卡兒和弗朗西斯·培根發表論述，從哲學上倡導一種新型的非亞里士多德科學。笛卡兒強調個體思考，并主張在研究自然的時候應使用數學而不是幾何學。培根強調實驗比思辨更重要。培根并進一步質疑亞里士多德的形式因和目的因等概念，而提倡這樣的想法，那就是科學應當研究“簡單”的性質比如熱的規律，而不是假設林林總總的各類物體中都存在各自特殊的本性，或者說“形式因”。這種新型科學開始自視為“自然法”之描述。這種當時最新的自然研究方法論被視作機械唯物論。培根還主張，科學應首先著眼于提供能夠改善所有人生活的實用發明。
啟蒙時代
作為啟蒙時代的先導，艾薩克·牛頓和戈特弗里德·萊布尼茨成功建立了一種如今稱為經典力學的新型物理學，這門學問可以被實驗驗證，可以用數學解釋。萊布尼茨亦從亞里士多德物理學借用了一些術語，然而是在新的、非目的論的意義上使用，如“能量”和“勢能”。這體現出對客體的觀念之轉變：曾被亞里士多德指出具備特定的、可以實現的內稟目標的客體，如今被認為沒有什么內稟目標。以弗朗西斯·培根的方式，萊布尼茨假定，所有不同類型的事物皆遵照相同的自然法則運行，而并不擁有個個不同的形式因或目的因。也正是在這個時期，“科學”這個詞被越來越經常的用以指代對某種類型的知識的某種類型的探求，特別是對自然知識的探求，這就與古老的“自然哲學”這個詞的涵義逐漸趨近了。
在這一時期，科學所被宣示的目的轉變為產生財富和發明，以從物質主義（Economic materialism）的取向上來改善人類的生活，也就是擁有更多吃的、穿的、以及其它用品。用培根的話來說，“科學真正的、合法的目標，是饋贈給人類生活以新的發明和財富”。他不鼓勵科學家追求無形的哲學或精神理念，認為這些除了帶來“如一縷輕煙般的或莊嚴或愉悅的沉思”之外，對人的幸福沒什么助益。
在啟蒙時代，科學學會及學院（Academy）支配著科學，在很大程度上取代大學成為科學研究和發展的中心。學會和學院亦是科研職業走向成熟的中樞場所。另一重要發展是科學在不斷增加的有文化人口中的普及。啟蒙思想家們向公眾介紹了許多科學理論，其中最知名的是通過《百科全書》以及伏爾泰和沙特萊侯爵夫人（牛頓所著《原理》的法語譯者）對牛頓主義（Newtonianism）的推介。
一些歷史學家覺得在科學史上18世紀是一個乏味的時期，然而，18世紀見證了醫學實踐、數學、物理學的重要進步；生物分類學的創立；對于磁和電的重新理解；以及化學作為一門學科的成熟，為現代化學打下根基。
啟蒙時代的哲學家們在將自然及自然法這樣的簡單概念應用于到那時為止的每一個物理科學及社會科學領域時，選取了較為晚近的科學先驅——主要包括伽利略、波義耳和牛頓——作為這樣做法的導師和保證人。如此一來，歷史的教訓以及架構在其上的社會制度在他們看來便都不足法了。
19世紀
十九世紀是科學史上一個特別重要的時期，在這個時代，當代科學的許多標志性特征開始凸顯，如：物理科學與生命科學的改造，精密儀器的頻繁使用，諸如“生物學家”、“物理學家”、“科學家”等名詞開始浮現；隨著“自然哲學”、“自然史”等古老的標簽漸趨過時，研究自然的人員專業性增強，業余博物學者減少；科學家在社會生活的多個方面取得文化上的權威，許多國家的經濟擴張及工業化，科普寫作的繁榮，以及科學期刊的出現。
19世紀初，約翰·道爾頓提出了現代原子理論，該理論源自德謨克利特的稱為“原子”的不可分粒子的觀念。
約翰·赫歇爾及威廉·惠威爾將方法論系統化：后者第一次使用“科學家”這個詞。
查爾斯·達爾文發表《物種起源》，使進化論成為生物復雜性的流行解釋。他的自然選擇理論對物種如何起源給出了一個自然的解釋，不過這個理論獲得廣泛接受還要等到一個世紀之后。
能量守恒、動量守恒和質量守恒這三大定律似乎表明宇宙高度穩定，資源不太會減損。然而，隨著蒸汽機的出現和工業革命，人們越來越清楚的認識到物理學所定義的那些能量形式并非同樣有用：它們的能源品質（energy quality）不同。由這一認識而引出熱力學定律的發現，表明宇宙總的能源品質在持續下降：宇宙的熵隨著時間的推移而增加。
電磁學亦于19世紀創立，而這一理論又提出了在牛頓力學框架內不易回答的新問題。19世紀的最后十年見證了解構原子的現象的發現：X射線的發現啟發了放射性的發現。而翌年便發現了第一種亞原子粒子——電子。
20世紀
愛因斯坦的相對論，以及量子力學的創立，使得經典力學為一種新物理學所取代，其中包含分別用以描述自然界中不同類型事物的兩部分理論。
20世紀上半葉，抗細菌藥及人造肥料的發展使得全球人口增長成為可能。同一時期，原子結構及原子核被發現，而引至“原子能”（核能）之釋放。此外，20世紀的戰爭刺激了技術革新，其大規模應用引發了運輸（汽車與航空器）革命，以及洲際彈道導彈的研發、太空競賽、核軍備競賽。
DNA的分子結構于1953年確定。1964年發現宇宙微波背景輻射，這使得穩恒態理論被摒棄，而由喬治·勒梅特所創立的大爆炸宇宙學成為主流理論。
20世紀下半葉發展起來的航天技術讓人們第一次能夠在太空其它物體上或其附近作天文觀測，其中包括載人登月。通過空間望遠鏡，人們取得無數天文學及宇宙學發現。
20世紀的最后25年中，集成電路的廣泛應用，結合通訊衛星，引發了信息技術革命，以及全球互聯網和移動計算（包括智能手機）的興起。出于對漫長而又錯綜復雜的因果鏈和巨量數據作大規模系統化處理的需要，諸如系統論以及計算機輔助科學建模等學科開始興起，而它們又部分的基于亞里士多德的范式。
在這個時期，環境危害問題，如臭氧層空洞、環境的酸化（包括土壤酸化、淡水酸化及海洋酸化）、水體富營養化以及氣候變化等等，開始引起公眾關注，環境科學與技術自此發端。
21世紀
人類基因組計劃于2003年完成，測定了組成人類DNA的核苷酸堿基對的順序，并確認了人類基因組中的所有基因，繪制了其圖譜。誘導性多能干細胞于2006年取得突破，這項技術能讓成年體細胞轉化為干細胞，后者可以再轉化為人體內任意其它類型的細胞。這對于再生醫學有巨大的潛在重要性。
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隨著希格斯玻色子于2012年被發現，粒子物理標準模型所預言的最后一種基本粒子也找到了。2015年，由廣義相對論在一個世紀前所預言的引力波被首次直接觀測到。
2015年諾貝爾生理學或醫學獎獲得者屠呦呦，因其在寄生蟲疾病方面的研究獲獎。她發現的全新抗瘧疾藥物青蒿素，世界衛生組織推薦將基于青蒿素的復合療法作為一線抗瘧治療方案。
關于科學的分類
關于科學的分類，在不同的學者中間存在不同的觀點。有不少學者，把科學分成研究自然界運動規律的自然科學、研究社會運動規律的社會科學和研究人類思維活動規律的思維科學；并且除了自然科學、社會科學和思維科學這三大領域之外，還包括研究這三大領域最一般規律的哲學，以及研究這三大領域共同具有的“數量”關系的數學。這就是說，在這里把現代科學概括成自然科學、社會科學、思維科學、哲學和數學，總共五大領域，或者說五大門類。
著名科學家錢學森教授把現代科學分為自然科學、社會科學、數學科學、系統科學、思維科學、人體科學、軍事科學、文藝理論及行為科學，共計九個門類。
分類原則
關于科學的分類，恩格斯提出了兩個基本的原則：(見《自然辯證法》第227—228頁，人民出版社1971年版)
一是客觀性原則。恩格斯指出：“每一門科學都是分析某一個別的運動形式或一系列互相關聯和互相轉化的運動形式的，因此，科學分類就是這些運動形式本身依據其內部所固有的次序的分類和排列?！边@就是說，在進行科學分類時，必須把客觀物質世界的各種特殊運動形式加以區別，而這也正是科學分類的最基本的根據。
二是發展性原則。恩格斯認為：“正如一個運動形式是從另一個運動形式中發展出來一樣，這些形式的反映，即各種不同的科學，也必然是一個從另一個中產生出來?！边@就是說，物質世界中各種運動形式是相互關聯的，而不是彼此孤立的，是不斷地從一種運動形式向著另一種運動形式發展和轉化的：
恩格斯所闡明的關于科學分類的這兩個基本原則，把各門科學在空間上的排列分布和在時間上的發展變化統一起來了，這樣就從科學的整體上把握住了它的本質及其相互關聯，堅持了辯證唯物主義，反對了機械唯物論。
各種觀點
從古代一直延續到今天。在敘述科學分類的歷史沿革時，人們大都按照歷史紀年的大框架——古代、中世紀、近代、現代來劃分。也有按分類特征來劃分歷史階段的：第一階段是圓心式的神學之知識分類(亞里士多德、圣維克托隱修院的于格)。第二階段是樹枝式的哲學之知識分類(培根、笛卡兒、沃爾夫)。第三階段是階梯式的科學之知識分類(柯爾律治、邊沁、惠威爾、孔德、斯賓塞、皮爾遜、湯姆森、克羅伯)。第四階段是文化學之，知識分類(馮特、文德爾班、李凱爾特、克羅齊)。當然，也有以有代表性人物的科學分類思想和圖式來鋪陳的。
早在古希臘時代，柏拉圖的認識論就表明有三種知識，即感官知覺、意見和真正的知識或廣義的科學。感官知覺不能揭示事物的真相，只能顯露現象。意見有真偽，僅僅是意見，毫無價值。它不是知識，而是建立在信念和感情之上的。它不知道自己是真是假，找不出為自己辯解的理由。真正的知識以理性為基礎，這種知識知道自己是知識，即能確證自己為真的知識。我們必須從感官知覺和意見前進，達到真正的知識。柏拉圖創造了一個包羅萬象的哲學體系。雖然他沒有明顯地把哲學分成邏輯學、形而上學(物理學)和倫理學(實用哲學，包括政治學)，但是在著作中運用了這種劃分法。
亞里士多德認為，真正的知識不在于僅僅熟悉事實，而且在于認識它們的理由、原因或根據，認識它們必然如此的情況。哲學或廣義的科學，包括一切經過理性思考的知識，其申有數學和各專門科學。研究事物根本的或初始的原因的科學或哲學，他稱之為第一哲學，我們叫形而上學。形而上學研究本然的存在，各種科學研究存在的某些部分或方面。例如物理學研究存在中的物質和運動。其他部分的科學和哲學取名為第二哲學。他還進而區分理論科學(數學、物理學和形而上學)、應用科學(倫理學和政治學)以及創制的科學或技藝(有關機械生產和藝術創作的知識)。他又把這些科學分成物理學(物理學、天文學和生物學等)、形而上學和應用哲學，如果加上邏輯學，那就是柏拉圖的一般分類：邏輯學、形而上學和倫理學。
自亞里士多德之后，特別是在中世紀的千余年間，宗教一統天下，其間科學分類標準基本上沒有什么變化。中世紀的經院哲學家把知識分為自然知識和啟示知識兩種，哲學屬于自然知識，神學屬于啟示知識，與亞里士多德沒有什么兩樣。在1141年，法國圣維克托隱修，院的于格(Hugo ofSt.Victor)的分類才在原有的基礎上有諸多細節的增加。例如在應用的一項之下列舉了工藝和邏輯：工藝包括紡織、縫紉、建造、航運、農業、漁獵、醫藥、游藝等，邏輯包括演說、文法、方言、修辭。不過，于格仍然擺脫不了亞里士多德的主張，依舊以神學為歸宿。羅吉爾·培根雖然沒有系統地發表過科學分類的見解，但是他在《大著作》中列舉了五種重要的學問：語言學、數學、透視學或光學、實驗科學、道德哲學。噠位身處中世紀后期的思想先行者所列舉的學問，已經超出當時的學術范圍了。
弗蘭西斯·培根在《論學術的尊嚴和進展》、《智力球描述》中，對科學進行了分類。按照培根的觀點，人的學術起源于理解力的三種官能——記憶、想像和理性。他以此為基礎開始了他對知識的分析和分類。記憶對應歷史，而歷史包括公民史和自然史，二者之下進而各有細分。想像對應詩，詩分為敘事的或史詩的，戲劇的，比喻的。理性對應哲學或科學，其下一分為二：自然哲學和神性(啟示)。在自然哲學名目之下有人、自然和上帝三項。第一項人之下又細分為公民哲學(權利的標準)、人性哲學(人類學)。第二項自然之下又細分為思辨的自然和操作的自然，前者包括物理學(質料和第二因)和形而上學(形式和第一因)，后者包括力學和純化的魔法。第三項上帝包括自然神學、天使和精靈的本性。培根的分類沒有在知識的素材和知識本身之間，實在的東西和觀念的東西之間，或在現象的世界和非實在的形而上學思維的產物之 間劃出明確的區分，而且學科用語中有中世紀神學的殘跡和經院哲學的弊病，因而從近代科學的立場來看是有缺陷的。但是，培根指出：“知識的劃分不像以一個角度相交的幾條線，而更像在一個樹干上交叉的樹枝?！边@個觀念對培根和斯賓塞來說是共同的，即科學源于一個根，它與孔德的觀點針鋒相對，孔德是按系列或階梯排列科學的。
在17世紀近代科學革命以及18世紀的法國啟蒙運動時期，牛頓力學已經牢固確立，并衍生出剛體力學，流體力學、解析力學、天體力學等力學分支，熱、電、磁、光等現象的研究也初露端倪，動物學、植物學、生理學的發展方興未艾。在這種情勢下，一些科學分類的方案陸續出臺：神學君臨一切學科的格局已被打破，神學色彩逐漸淡出人們的視野，哲學包容全部學科的傳統觀念也日漸式微乃至悄悄退隱，經驗性的和應用性的學科紛紛出現在科學分類表中。例如，笛卡兒把一切精密的知識都包括在他的哲學體系之中。在他看來，哲學有三大部門：一是無形世界的形而上學；二是有形世界的物理學；三是知識應用的應用學。伽桑狄把科學分為邏輯學、物理學和倫理學?；舨妓乖噲D把主觀原理和客觀原理結合起來進行分類。他認為數學方法是普遍應用的方法，把幾何學擺在演繹科學的首位，把物理學擺在歸納科學的首位。他擬訂了科學的配置原理：從抽象到具體，從事物的量的確定性到它的質的確定性，又引向量的確定性。洛克把科學分為物理學、實踐和邏輯學。拉美特利做了形而上學的劃分，他把自然界分為三界(礦物界、植物界、動物界)，并有與之對應的科學。法國百科全書派(狄德羅、達朗伯)接受了弗蘭西斯·培根的記憶、想像和理性三分原則，但是在細節上有所豐富。比如，理性部分冠以哲學，哲學之下分為一肢形而上學(本體論)、神的知識、人的知識、自然的知識四個門類。其中，自然的知識下轄物體的形而上學、數學和物理學(自然哲學)。數學下轄純粹數學、應用數學和物理數學。純粹數學下轄算術學、幾何學；應用數學下轄力學、幾何天文學；物邶數學下轄光學、聲學、氣體力學。物理學下轄廣義物理學和狹義物理學，其下又各有所轄。沃爾夫將知識分為歷史的(經驗科學)、哲學的(理性科學)和數學的(形式的)三種：歷史敘述正確的事實，哲學研究事物的原因，數學規定事物的數量關系。其_中，哲學又細分為狹義哲學(自然神學、心理學、物理學)，規范科學(倫理學、心理應用哲學、物理應用哲學)、本體論(決定各物共同性質的科學)。
在19世紀這個科學世紀，超越經典力學的熱學、電磁學、光學等經典物理學分支已經成熟，并目，出現了數學化和形式化的熱力學、統計物理學和電動力學，化學、生物學、地質學、心理學等學科也取得了長足的發展，弗蘭西斯·培根等人的分類越來越不適應科學的現狀，于是新的真正的科學分類紛紛登臺亮相。英國詩人和思想家柯爾律治把科學分為純粹科學、混合科學、應用科學、復雜科學四大部門。純粹科學屬于形式的有文法學、邏輯學、修辭學、數學，屬于實在的有形而上學、倫理學、神學；混合科學包括機械學、水力學、氣壓學、天文學；應用科學包括實驗哲學、熱學、電磁學、光學、化學、音樂學、氣象學、測量學、美術學；復雜科學包括歷史、地理、辭典學等。這個分類雖然忽視了科學的客觀標準，顯得有些雜亂無章，但是它卻給后來的分類開辟了一條門徑。
英國哲學家邊沁和法國科學家安培把科學分為物質科學和精神科學兩大類。在他們的物質科學里，列入了天文學、地質學、物理學、化學、生物學等；在精神科學里，列入了歷史學、語言學、法律學、經濟學等。這種分類法，有兩個值得注意之點：一是把科學研究的對象作為分類的標準，二是把科學的范圍推廣到歷史、語言等學問上去了?；萃柤橙×伺喔男睦砉倌軜藴屎偷芽▋旱臄祵W乃科學之基礎的思想營養，將科學分為七種，從前一種進至后一種，必須在前者再加上物質的或心理的能力，才能成為新的科學。例如，數學是研究時間和空間數量的，數學加上勢力、運動則有機械學，機械學加上化合力則有化學，化學加上生命則有生物學，生物學加上感情、意志則有心理學，心理學加上歷史的原因則有歷史學，歷史學加上時間、空間則有神學。這種分類的特點是，注意到各學科之間的相互關系，富有獨創性，盡管條理還不甚明晰。
孔德認為，一切科學的基礎是經驗，所有的神學和形而上學假設對科學毫無貢獻，必須予以拋棄，而通向真理的惟一道路是科學。在他看來，有6種基礎科學，即數學、天文學、物理學、化學、生物學、社會學，在第7種或最后的道德科學中達到頂點。在這個科學“等級制度”或階梯中，后一門科學依次從屬于前一門。這些科學實際存在相互依賴性，以致要清楚地理解一門科學，就必然需要{先前的其他幾門科學的研究?？椎碌牡燃壷贫确诸惷黠@地和他的實證主義的政治體系相符，僅有純粹空洞的圖式。
斯賓塞拒絕實證論的等級制度的階梯排列，而重返培根從共同的根展開的樹枝狀的科學概念。他把知識分為兩個主枝：處理現象在其下為我們所知的形式的科學和處理現象的題材的科學，即抽象科學和具體科學。抽象科學囊括邏輯和數學，或處理我們知覺事物的模式的科學。具體科學處理我們在這些模式下知覺的感覺印象群和存儲的感官印記。他進而把處理現象本身的具體科學又細分為抽象具體科學和具體科學：前者“在其要素上”處理現象，后者“在其全體上”處理現象。這導致他把天文學與生物學和社會學結合起來，而不是與它的親族力學和物理學相關聯。這樣的分類可能適合形式邏輯的詞語區分，但是并不適合于指導讀者閱讀或使專家受到啟發。他的第三群具體科學再次按照所謂的“力的重新分配”原理加以細分?？墒?，這個原理在物理學中沒有真實的基礎，因此不能形成對具體科學分類的起點。對于斯賓塞的分類，皮爾遜的總評價是：“該結果充其量將是有啟發性的，但是作為一個完備的和一致的體系，它必定或多或少是一個失敗。但是，從斯賓塞的分類中可以學到許多東西，因為他把培根的“樹”系統與孔德從知識領域排除神學和形而上學的做法結合起來。尤其是在抽象科學和具體科學的原始劃分中，它給我們提供了出色的起點?！?
德國生理學家和心理學家馮特把科學分為形式科學和實在科學，數學屬于前者，其他科學屬于后者。根據研究對象的不同，實在科學又被分為自然科學和精神科學。自然科學是把經驗現象的內容從認識主體中分離出來，作為間接性現象來研究的科學；精神科學則把認識主體的經驗作為直接的研究對象。這兩大類科學又根據各自學問的性質分為現象性、發生性、系統性。所謂現象性是研究并說明自然以及精神現象的作用，所謂系統性是將全部顯現的自然現象和人為諸現象加以系統性記載整理，所謂發生性介于現象和系統之間，是研究自然以及精神性成果的發展。自然科 學的現象性中包括物理學、化學、生物學，發生性中包括地質學、生物發生學，系統性中包括記錄天文學、地理學、礦物學、系統動物學。精神科學的現象性中包括心理學、社會學，發生性中包括歷史學，系統性中包括法律學、經濟學。李凱爾特不同意精神科學的提法，而用文化科學取而代之：“根據文化對象的特殊意義把科學劃分為自然科學和文化科學，這可以使專門研究者由此分為兩個集團的那種興趣的對立得以最明顯地標示出來。因此，在我看來，自然科學和文化科學的區分適合于代替通常的自然科學和精神科學的劃分?！?
皮爾遜對科學分類素有思考和研究，并在其經典科學哲學名著《科學的規范》最后一章“科學的分類”中專門做了論述。他考察了歷史上三位著名哲學家弗蘭西斯·培根、孔德和斯賓塞的分類并附帶加以評論，同時闡述了自己的分類圖式。皮爾遜汲取了培根的樹枝狀圖式、孔德的科學相互依存的長處，采納了斯賓塞的抽象科學和具體科學的區分，在前人的基礎上提出了自己的科學分類體系。在皮爾遜看來，科學不僅僅是事實的范疇，而且是用來簡潔概述我們對于那些事實的經驗的概念模式。因此，要求進入實際分類的科學分支，實際上僅僅是處于形成中的科學，他們與其說符合完備的概念模型，還不如說符合分類范疇。于是，它們的終極范疇不能是絕對固定的。在或多或少還原為完備的概念模型的那些物理科學和依然處在分類范疇狀態的那些物理科學之間的區分，可用所謂的精密科學(前者)和描述科學(后者)來表達。由此可見，無論何時我們開始細分科學的主要分支，邊界僅僅是實際的而非邏輯的。在細分中被分類的細目與這些邊界交叉和再交叉，雖然在下面的分類中大多數科學僅進入一個位置，但是它們往往同時屬于兩個或更多的部門。所有分類圖式都具有經驗的和嘗試的特征，因為科學是連續成長的。
皮爾遜這位以感覺印象為基石的感覺論者，按照知覺(感覺印象)在科學中區分了兩個群。前一個群處理知覺官能在其下辨別客體的模式的概念等價物，這是抽象科學。后一個群處理我們用來描述知覺內容的概念，這是具體科學。具體科學依據處理無機現象還是有機現象，又分為物理科學和生物科學。于是，他把整個科學劃分為三大塊：研究知覺模式的抽象科學，研究無機現象的知覺內容的物理科學，研究有機現象的知覺內容的生物科學。
在抽象科學中，皮爾遜又按照分辨的一般關系與空間和時間獨有的關系一分為二。分辨的一般關系有定性的和定量的關系之分：定性的關系包括邏輯學、拼字學(orthology即發明術語)，定量的關系包括分立的量即算術、代數、測量、誤差、概率、統計理論等和量的變化即函數理論、微分學、積分學等?？臻g和時間獨有的關系又分為空間用定域分辨和時間用序列分辨：前者又包括定性的(位置)即描述幾何學，定量的(大小)即度量幾何學、三角學、測量法等；后者亦包括定性的即觀察和描述理論(與邏輯無關)，定量的即脅變理論(大小和形狀的變化)和運動學(位置的變化)。不難看出：
抽象科學囊括了通常歸類為邏輯和純粹數學的一切。在這些分支中，我們處理分辨的概念模式，由于所形成的概念一般而言是嚴格定義的，并且擺脫了知覺內容的無限復雜性，因此我們能夠以極大的精確性推理，以致這些科學的結果對于所有落在它們的定義和公理之下的東西都是絕對有效的。為此緣故，抽象科學的分支往往被說成是精密科學。
物理科學二分為已還原為理想運動的精密的物理科學和還未還原為理想運動的概要的物理科學。精密的物理科學下列四大部門：團塊物理學包括力學、行星理論、月球理論等；分子物理學，包括彈性、塑性、內聚性、聲音、晶體學、地球外形、流體力學、空氣動力學、潮汐理論、氣體運動論等；原子物理學，包括理論化學、光譜分析、太陽物理學和恒星物理學等；以太物理學，包括與分子無關的輻射理論(光、熱、電磁波)和與分子有關的光、熱、電磁(與分子結構有關)——例如彌散、吸收、傳輸、傳導等。概要的物理科學有星云理論、行星體系演化、地球的無機演化、地質學、地理學(有時稱物理地理學)、氣象學、礦物學、化學等。
生物科學是概要的而非精密的，它按照空間(定域)和時間(成長或變化)一分為二。在空間方面，有生命形式的地理分布(生物分布學)、習性與地點和氣候的關系(生態學)、自然史(在古老的意義上)。在時間方面，亦一分為二：非再發生狀態的歷史學；發生狀態的生物學，有植物的生物學即植物學和動物的生物學即動物學。在歷史學中，再分為一般的物種進化和特殊的物種進化。前者包括生命起源(種系發生、古生物學等)，物種起源，自然選擇和性選擇理論等；后者包括體格(頭蓋學、人類學等)，心理官能(語言史、語言學、哲學史、科學史、文學史、藝術史等)，社會建制(考古學、民俗學、習慣史、婚姻史、所有權史、宗教史、國家史、法律史等)。在生物學中，一有描述各類生命的形式和結構的形態學、組織構造學、解剖學等；二有專門處理成長和繁殖的胚胎學、性理論、遺傳理論等；三有涉及生命的功能和行為的學科：從物理學的角度處理功能和行為的生理學；從心理的角度處理功能和行為的心理學(廣義心理學包括本能理論、意識的起源等，狹義的心理學包括屬于個體的心靈研究、思維心理學等)，屬于群體的社會學即道德、政治、政治經濟學、法理學等。
皮爾遜還指出，他的科學三大塊分類并非彼此互不溝通。正如應用數學把抽象科學與具體科學聯系起來一樣，生物物理學——處理無機現象的定律或物理學對于有機形式發展的應用——也把物理科學和生物科學聯系起來。談到自己的分類圖式，皮爾遜“自稱沒有邏輯的精密性，而僅僅是嘗試表明各種科學分支如何與基本的科學概念關聯起來的粗略輪廓”，并表明他“在培根、孔德和斯賓塞失敗的地方必然不可能成功”。然而，由于皮爾遜是位學識淵博的百科全書式的哲人科學家，最有能力從事科學分類工作，因此他的工作在當時科學發展的狀況下還是有現實意義的，至今仍有恒久的學術價值和一定的啟發意義。
皮爾遜的科學分類是于1891年在倫敦格雷欣學院所做的講演中和盤托出的，次年在《科學的規范》一書中發表。這是19世紀末的事。進入20世紀不久，湯姆森和奧斯特瓦爾德也就科學分類提出了自己的方案。湯姆森的科學分類大體沿用了皮爾遜的分類思想，但是卻凸顯了各學科的地位和關系。他的抽象科學包括形而上學、邏輯學、統計學、數學。他的具體科學則包括普通科學、特殊科學、聯合科學和應用科學。在普通科學中，又細分為社會學、心理學、生物學、物理學和化學。在特殊科學中，對應于社會學的有人類學、各種社會組織之研究等；對應于心理學的有美學、語言學、心理一物理學等；對應于生物學的有動物學、植物學、原生學等；對應于物理學的有天文學、測地學、氣象學等；對應于化學的有光譜學、立體 化學、礦物學等。在聯合科學中，有人類的歷史、人種學、生物通史、地球通史、地質學、地理學、海洋學、太陽系通史等。在應用科學中，對應于社會學的有政治學、公民學、經濟學等；對應于心理學的有邏輯學、教育學等；對應于生物學的有優生學、醫學、林學等；對應于物理學的有航海學、工程學、建筑學等；對應于化學的有農學、冶金學、采礦學等。奧斯特瓦爾德汲取了孔德的等級制度的分類思想，以最普遍的概念創建科學的分類體系——形式科學、物理科學、生物科學。形式科學論及屬于所有經驗的特征，它的主要概念是序，它包括邏輯或流形的科學、數學或量的科學、幾何學或空間的科學、運動學或運動的科學。物理科學的主要概念是能(energy)，它包括力學、物理學、化學。生物科學的主要概念是生命，它包括生理學、心理學、社會學。這里的生理學應該理解為處理非心理現象的整個科學，涵蓋植物學、動物學以及植物、動物和人的生理學；心理學是心理現象的科學，它不限于人，盡管有許多理由要求它的占優勢的部分針對人。奧斯特瓦爾德表明，在他的分類中是就純粹科學而言的，沒有把應用科學計算在內。
在其后的整個20世紀，科學分類一直受到各國學者的關注和研究。蘇聯的凱德洛夫等人依據自然界的客體層次無機界一有機界一人，認為其對應的科學學科是物理學、化學及其他；生物學，心理學；人的社會和思維對應的是社會科學和哲學科學。數學是單列的。數學和自然科學的各個學科都各有自己對應的技術應用科學或技術科學。中國的于光遠把現代科學分為兩大類，即分別研究自然界和社會的運動規律的自然科學和社會科學，二者之間還有邊緣學科領域。數學是研究整個世界的量的關系的科學，哲學則是自然科學和社會科學的概括和總結。錢學森認為，客觀世界除了自然、社會之外，還有第三個領域即思維領域，因此他把現代科學分為自然科學、社會科學和思維科學。同時，從這三個領域向上，通過自然辯證法、歷史唯物論和辯證認識論的橋梁，和馬克思主義哲學相聯系；向下則與技術科學、工程科學相聯系。數學則貫穿各個學科部門。日本的綱島定治提出，自然科學可以按照研究對象分為物質科學、生物科學、心理科學。這三者又可以細分為三個范疇：個性記述為主的階段、一般性的升級階段、適用第二階段的發生理論。比如，實驗物理學(力學、聲學、熱力學、光學、電磁學)，理論物理學，分子、原子、電子理論這三者分別與之對應。其他學科也是如此劃分的。美國的科恩按照一般約定，指出自然科學包括物理科學和生物科學、化學、地球科學、氣象學，有時還有數學。社會科學一般地被理解為包括人類學、考古學、經濟學、歷史、政治科學、心理學和社會學。傳統上存在第三群人文學科，它包括像哲學、文學研究、語言研究，有時還有歷史這樣的學科?？茖W或自然科學的范疇常常被推廣到包括一些常規認為是社會科學或人文學科一部分的某些學科，除(體質)人類學和(實驗)心理學以外，還可以包括像語言學、考古學和經濟學這樣可以變化的領域。有時，地理學被認為是社會科學，有時被認為是自然科學。最近，一些(并非一切)傳統的社會科學被放在“行為”科學的大傘之下。
在現代，科學的指數式發展引起知識的極度膨脹，造成學科的極度分化，同時也催生了一大批交叉學科或邊緣學科的誕生。據說，在德國大學的科研目錄中列有4000多個研究領域。中國教育部學科分類(國標－92)也列舉了文、理、工、農、醫、軍事六大部類的57個一級學科和3000多個專業的分類目錄。1989年出版的一本《英漢學科詞典》，收集的社會科學、自然科學和技術科學的學科名稱更多達30000有余。學科的這種通過分化和交叉而增生的趨勢方興未艾。在這種情勢下，學者競相推出自己的分類方案，從二元分類到五元分類一應俱全——當然也有超過五元分類的。
二元分類
邦格持二元分類的觀點。他說，在各種科學之間，第一個最顯著的差異是形式科學和事實科學之間的差異，即處理觀念的科學和事實的科學。邏輯和數學是形式科學：它們不涉及實在的事物，因此不能用來使我們處理實在(即經驗)，為的是使我們的公式確鑿有效。物理學和心理學處于事實科學之中：它們涉及設想在世界中發生的事實，因此必須訴諸經驗，以便檢驗它們的公式。自然科學包括物理學、化學、生物學、個人心理學等。此外，還有文化科學，其中有社會心理學、社會學、經濟學、政治科學、物質史、思想史等。
三元分類
三元分類也許是比較多的一種分類法。例如凱伯格堅持，從學術上可以區分出形式學科、經驗學科和詮釋學科。數學是形式學科，生物學和心理學是經驗學科，文學是詮釋學科。顯而易見，每一個實際的學科都體現出所有三個類型的方面：數學中的許多東西最終與關于世界的事實有聯系；生物學偶爾涉及形式結構，心理學包含詮釋；文學批評處理詩的形式結構和有關產生它的社會事實。在這個框架中，哲學本質上是像數學一樣的形式學科，詮釋的進路更多地屬于歷史。我們原來涉及的科學像生物學和物理學一樣，主要是經驗學科。我們的形式關注與科學知識和科學理論的結構有關。我們也能夠注意到科學和哲學的詮釋方面，科學理論是在某些環境中并針對某種哲學思想背景出現的。理解科學史中的一個惟一事件，與分析在新近出現的理論和被說成用以支持它的實驗資料之間得到的形式關系，是截然不同的事情。
四元分類
四元分類除了前面介紹過的柯爾律治等人的區分以外，也有把科學分為形式的一運算的科學、自然科學、人類科學一文化科學。
五元分類
N.麥克斯韋的五元分類(或六元分類)是這樣的：數學、統計學和邏輯關注改善形式的、先驗的或分析的知識；物理科學關注關于物理宇宙各個方面的知識；生物科學關注改善關于生命的知識；社會科學和人文學科關注改善，關于人的生活的各種社會方面和文化方面的知識；技術科學關注改善關于為實現各種有價值的、實際的社會目標所需要的知識。按照知識哲學的普遍一致的意見，經驗科學能夠被安排為粗糙的等級制類型。在底部，在一切的最基本的層次上，我們有理論物恥學，與之密切相關的是宇宙學。向上，我們有理論上不很基本的物理學部分，例如固體物理學和物理化學；再高一點，我們有無機化學的整體，并 排的有化學天文學、天體物理學和地球科學(物理學和化學的特殊化的應用)。再向上，我們有生物科學以及有機化學、分子生物學、生物物理學和生物化學做基底，中間有諸如動物學、植物學、解剖學、神經病學、遺傳學這樣的科學，頂端是生態學和動物行為研究。更高一些，我們有社會科學、人類學、社會學、心理學、語言學、經濟學、政治科學和歷史學。按照一種觀點即還原論，我們應該把所有這些科學還原——至少在原則上——為理論物理學。按照競爭的觀點即反還原論，這或者是不可能實現的目標，或者是不需要的目標。但是，二者都同意，經驗科學能夠依照等級制組織。更一般地，某種類似的等級制能夠在邏輯和數學的學科中察覺到。在基礎是邏輯，稍向上有集合論。其余的幾乎整個數學分支都能夠被詮釋為或多或少特殊的集合論的應用。
從以上的形形色色的科學分類不難看出，學者進行分類的依據或基準各有千秋。有人認為，科學分類所依據的原則有客觀原則(物質運動形式的客觀區別)、發展原則(物質運動形式從簡單到復雜，從低級到高級的發展序列)、層次原則(從一般到特殊的科學知識層次結構序列)、實踐原則(新方法和新工具的出現會造成新學科的誕生)。有人指出，科學分類研究進入到結構分析和動態分析的階段。學者設計了各種模式模擬科學體系的結構，如塔模式、樹模式、網模式等。同時，科學分類的動力學研究也方興未艾，學者用液體沉淀模型、氣體流動模型、球體膨脹模型來模擬科學體系的運動和變化。其實，馬赫早就強調，在科學研究中，不同的透視都是可能的。從這些不同的觀點得到的結果能夠產生不同的學科，它們具有相對的自主性。不過，一般而言，科學分類的基準不外乎三種：客觀的基準、主觀的基準、綜合的基準?？陀^的基準包括研究的對象、種類和范圍，事物的本質，物質的層次，自然的秩序，探索的方法等；主觀的基準包括心智官能、精神能力、哲學理念、描述語言、抽象的形式等；綜合的基準在奧斯特瓦爾德的以序、能、生命的概念作為分類的依據中最具有代表性。
交叉科學
現代科學技術的迅猛發展，有效地加速了人類認識客觀世界和改造客觀世界的進程。自從20世紀中葉以來，各門科學之間的橫向聯系在逐漸加強，出現了相互“交叉”的趨向，并且迅速地形成了包括各種邊緣學科、橫斷學科、綜合學科和比較學科在內的新興科學群落——交叉科學。
科學分支
現代科學通?？蓜澐譃槿蠓种?，即形式科學、自然科學、社會科學。每一個分支都包括各種專門化而又相互重疊的科學學科，它們常擁有各自的命名法（Nomenclature）及專業技能。自然科學與社會科學皆為經驗科學，即它們的知識建立在經驗證據的基礎上，能夠由其他研究者在相同條件下檢驗其有效性。還有一些密切相關的學科是運用科學知識以達到實用目的，如工程學和醫學等，這些學科也被稱作應用科學。
形式科學
形式科學是指主要以抽象形態的形式系統為研究對象的科學。它包括數學、系統論、理論計算機科學以及人工智能。形式科學與自然科學、社會科學的共同點是它們都仰賴于對某個知識領域的客觀、細致、系統的研究；形式科學與經驗科學的不同點則在于前者僅關心基于定義和規則之上的形式性質，手段為演繹推理，而并不關心理論在現實世界的觀察中的有效性，無需經驗證據來證實其抽象概念。所以說形式科學是先驗的學科，也因此，關于它們能否真正算作一類科學存在不同意見。但不管怎樣，形式科學的方法手段卻可以應用于構造和測試用來實踐現實觀測的科學模型，從而在經驗科學中扮演了重要角色。比如，微積分最初就是為了理解物理學中的運動而發明的。自然科學與社會科學中，強烈倚賴數學之應用的分支包括數學物理、數理化學（Mathematical chemistry）、數理生物學、數理金融學、數理經濟學等。
自然科學
自然科學致力于通過觀察和實驗取得經驗證據，以此來描述、預測和理解自然現象。它可劃分為兩個主要分支：物理科學及生命科學（或生物科學）。物理科學又被劃分為一些子分支，其中包括物理學、化學、天文學和地球科學。兩個主要分支還可進一步劃分為更加專門化的學科?，F代自然科學的前身是始自古希臘的自然哲學。伽利略、笛卡兒、弗朗西斯·培根和牛頓皆曾討論過系統性的使用更為數學化且更加倚重實驗的研究方法的益處。至今，哲學式的觀點(perspective)、猜想(conjecture)和前設(presupposition)在自然科學中仍具必要性，雖然常被忽視。出現于16世紀的旨在對植物、動物和礦物等等進行描述和歸類的自然史，在現代為系統性的資料采集所接替，其中包括基于發現的科學（discovery science）。當今，“自然史”這個詞更多時候意味著向普羅大眾所作的觀察性描述。
社會科學
社會科學關切的是社會，以及一個社會中的個體之間的關系。它有許多分支學科，包括但不限于人類學、考古學、傳播學、經濟學、歷史學、人文地理、法學、語言學、政治科學、心理學、公共衛生、社會學。社會科學家在研究個體及社會時，所采取的哲學立場（philosophical theory）有可能各不相同。舉例來說，實證主義社會科學家使用與自然科學中相似的方法作為理解社會的手段，從而將科學的定義較為嚴格的限于現代科學。與之相反，解釋主義（Interpretivism）社會科學家會更傾向使用社會批判或象征性解釋，而非憑實證來構建可證偽理論，于是科學在這里的意義更為寬泛。在當今的學術實踐中，研究者往往采取折衷主義而運用多種方法論（比如說將定量研究與定性研究結合來做）?！?a href="/index.php?title=%E7%A4%BE%E4%BC%9A%E7%A0%94%E7%A9%B6" title="社會研究">社會研究”這個術語亦變得具備一定程度的自治性，其目標和方法對不同學科背景的研究者來說是相似的。
科學研究
測量
科學中常常使用測量來作出對比并減少分歧。即便是有明顯的區別，也會通過測量提高精度，以便提高可重復性。例如不同的顏色可以通過光的波長來區分，而不使用“綠”或“藍”等“模糊”的概念。測量常使用國際單位制(SI)，其中包括基本單位：千克, 米, 坎德拉, 秒, 安培, 開爾文和摩爾。第一個提出專門用于實驗的國際基本單位的是查爾斯·桑德斯·皮爾士 (1839–1914)，他提出用米來定義譜線的波長。這直接影響到邁克耳孫－莫雷實驗，邁克耳孫和莫雷參考他的方法并進行了改進。
科學的方法
任何研究方法要被視為科學方法，則必須是客觀的（科學家們不能對于科學方法下產生的單一結果有不同的解釋且研究時不能故意去改變結果的發生）。另一項基本期待，則是必須有完整的資料文件以供佐證，以及研究方法必須由第三者小心檢視，并且確認該方法能重制（但在量子力學中，制備完全一樣的復雜量子態是難以實現的；另外理論地理學也難以進行重復實驗，但規律無疑也是確定存在的）。一般理解，科學是對自然規律的追求?？茖W定律，有一個重要的標準，就是不能有反例。任何一個客觀存在的，能夠重復的現象，如果于已有的科學定律矛盾，即宣布此科學定律的終結。這也是反證法在理論分析中的應用依據?？茖W方法使用可再現的方法解釋自然現象。從預測當中提出思想實驗或假設。預測是在確認實驗或觀察前提出的，用于證明其中沒有受到干預。而對預測的反證則是進步的證明?？茖W研究者提出假說來解釋自然現象，然后設計實驗來檢驗這些假說，這種實驗需要在可控條件（控制變量）下模擬自然現象（在觀測科學，如天文學或地質學，可預測的觀察結果可以替代核對實驗）。整體而言，科學方法可以解決極度創新的問題而又不受主觀偏見的影響（又稱確認偏誤）。
數學的作用
除上述原則外，目前多數科學研究大量依賴于數學方法。在制定實驗方案時，會借助優選法（試驗設計）知識優化不必要的多余試驗，以達到事半功倍的效果。對于單次試驗成本較高的研究來說，減少不必要的試驗可以極大地節省經費開銷。在處理數據時，會應用SPSS、MatLab等軟件便捷地分析和處理數據。偏難或偏繁雜的常見計算都可由軟件執行。主流的商業軟件都會充分考慮用戶的難處，所以界面設計大多簡潔明了，比較容易上手。而專業一些的軟件則需要較多一些的學習時間，如應用廣泛的R語言。許多軟件都會允許人們開發專門的軟件功能擴展包并發布下載，以方便有不同特定需要的研究人群。當研究者提出一個新的計算模型時，就能馬上通過編程在現有軟件的基礎上實現。對于由測量數據而得出的結論，還需要運用數理統計學方法檢測結果的顯著性。研究人員需要根據不同的樣本數量大?。ㄊ谴髽颖具€是小樣本）和數據比較類型（是兩組數據比較還是多組間比較等）確定合適的統計模型，然后在軟件中輸入數據并計算結果的顯著性數值。如果顯著性標準不達標，則論文一般不會有通過評審的希望。這樣的行業現狀也有弊端，許多有啟示性的失敗實驗得不到機會發表；很多人會把論文數據的達標當成研究的頭等大事，而忽略了自己從事研究工作的初衷。盡管目前所有理工學科和多數人文學科都不同程度地應用了數學作為論證工具，但數學在各種具體學科中應用時并不能喧賓奪主。一般來說，分析問題需要有所側重，優先考慮對問題影響重要的因素，能作近似處理的就先作近似，而非對每個因素都用同樣嚴格的數學方法處理，即提倡“重點論”的思想。在各個細節都努力追求數學嚴密性而忽略了問題的最主要矛盾是非常錯誤的做法。如果一個問題的影響因素過多，難以分清主次，則可以嘗試利用統計學中主成分分析的方法加以確定。又如利用數學計算分析一個生物學模型時，比起計算結果是否準確或運算技巧是否高明，生物學家會更關心計算的結果是否能明顯地體現出某種生物學意義（如哪些自變量對因變量影響最大？是正相關還是負相關？是幾次方的關系？是否在到達一定數量后會出現飽和效應？）以及能否順利通過大量實驗數據的驗證。另外，雖然科學理論分不同層次。但基礎層面學科中的原理未必可直接適用于復雜層面的學科研究。這也導致了后來系統科學理論的出現。比如物理學是化學的基礎，很多化學現象歸根結底都可分解為一些量子層面的物理原理。雖然理論物理學家推崇還原論，但也承認量子力學中的微分方程求解方法在一般的化學實際研究中根本派不上用場?；瘜W研究中常遇到的多原子系統在物理學中是屬于非常復雜的模型，即使用近似方法計算也是極為繁雜的。所以化學家雖然需要學習和了解基本的物理原理，但會花更多時間掌握僅適用于本學科的特定研究方法。又如變分學和線性泛函分析雖然是現代物理學的重要數學基礎，但物理系學生一般不會像數學系學生一樣系統地學習這兩門課程。又如雖然物理系和電子工程系都會開設專門的復變函數論課程，但一般的實際工作和研究中用到的復數知識并不多，多局限于復數的初等性質、復內積的性質、積分變換和共形變換。
科學哲學
- “這是現代科學的關鍵，也是理解自然的起點。這種理念，也即觀察事物，紀錄細節，希望能從中獲取信息，以便為另一個可能的新理論提供線索……下一個問題是——是什么讓行星們繞著太陽旋轉呢？在開普勒所處的時代，一些人回答說這是因為有天使在行星后面煽動翅膀，從而推動了行星繞著軌道運動。正如你將明白的一樣，這個答案其實離真相并不遠。唯一的差別只在于天使們是處于不同的方向，并借助翅膀將行星向軌道內側推擠?！?/i>
- 原文“This is the key of modern science and is the beginning of the true understanding of nature. This idea. That to look at the things, to record the details, and to hope that in the information thus obtained, may lie a clue to one or another of a possible theoretical interpretation...The next question was — what makes planets go around the sun? At the time of Kepler some people answered this problem by saying that there were angels behind them beating their wings and pushing the planets around an orbit. As you will see, the answer is not very far from the truth. The only difference is that the angels sit in a different direction and their wings push inward.”
- ——理查·費曼《科學的價值》(The Value of Science)
近代的科學，旨在理性、客觀的前提下，用知識（理論）與實驗有力地闡明事物運作的明確規律。由指以培根和馬赫等人倡導的實證主義（不過培根低估了數學在科學研究中的重要性），伽利略為實踐先驅的實驗方法為基礎，以獲取關于世界的系統知識的研究。主要是以自然現象為對象的自然科學。有些人也將以社會現象為對象的社會科學納入其中，但社會學科的知識多只局限于人類社會，而且沒有精確度很嚴密的數學公式或易證偽的命題。而藝術，哲學，宗教，文學則完全不屬于科學?，F代科學，有時還包括以人類思維存在為對象的思維科學。對于科學的核心特征或者說所謂科學精神，隨著人類的進步，有不同的觀點，目前一般認為科學具有如下特征：
- 理性客觀：從事科學研究不以“孔子儒家”“神”、“鬼”、“上帝”為前提（一些科學家會信仰宗教，但是“科學”本身是理性思維的結果），一切以客觀事實的觀察為基礎，通?？茖W家會設計實驗并控制各種變因來保證實驗的準確性，以及解釋理論的能力?？茖W理論不排斥“神”或“鬼”存在的可能性，只是反對故意裝神弄鬼的不誠實行為，避開缺乏可靠證據的神學空談。拉普拉斯認為科學是不借助神怪假設而單憑理性解釋世界的學問。
- 可否證性：這是來自卡爾·波普爾的觀點，人類其實無法知道一門學問里的理論是否一定正確，但若這門學問有部份有錯誤時，人們可以嚴謹明確的證明這部分的錯誤，的確是錯的，那這門學問就算是合乎科學的學問。
- 存在一個適用范圍：也就是說可以不是放之四海皆準的絕對真理。例如：牛頓力學在微觀世界失效。不過科學家們仍然努力尋找與探索是否有某種理論可以囊括所有自然現象（至少在物理界，將相對論與量子力學合并是一至少延續數十年的野心）。
- 普遍必然性：科學理論來自于實踐，也必須回到實踐，它必須能夠解釋其適用范圍內的已知的所有事實。如果其適用范圍內有任何無法解釋的反例存在，那么整個理論就都是錯的。
- 研究過程需嚴格控制變量。對于相互作用不易分離的多個重要變量，可設法利用統計學方法（如方差分析）對來自不同變量的影響加以分離。
科學還可以分為從理論和應用等多個層次。其中理論物理學除遵循上述原則外，還推崇還原論，追求用最簡略的假設描述廣泛而深刻的原理。蘇聯物理學家朗道指出“我們已知的大量物理定律可以由為數不多的最一般規律推演出來?！倍鴳每茖W則與社會發展有直接關系。在與社會進步的相互作用中，應用科學對實踐的指導作用得到不斷加強，科學體系本身也不斷壯大，它對人類歷史的重大影響日趨顯著。
科學文獻
在論述非原創觀點或引用他人成果時，需要注明資料來源，以方便考證與查閱?，F代學術服務機構普遍使用計算機數據庫儲存與檢索文獻。1665年1月，世界上第一個人文類學術期刊《學者周刊》（Journal des S?avans）創刊。同年3月，第一個理工類研究雜志《自然科學會報》創刊。此后，學術類期刊數量逐步增多。1981年時，曾有人估計當時的全球的學術期刊總數已達11500份。僅與生命科學有關的學術雜志，在美國國家醫學圖書館中就已列舉出5千份。雖涵蓋39種語言，但其中九成是英文雜志。一般人文學科在需要引用文獻時，一般需多列幾項參考資料。對于理工學科而言，《華盛頓郵報》文章稱，“鑒于中國國內學術抄襲與造假的現象較多。在引用國內文獻時，一般也需多列幾項參考資料”。少數行業精英有時在發表刊物或專著時，因幾乎均為原創內容，即使不寫參考資料也能順利發表，例如費曼等。目前的學術期刊廣泛采用同行評審的方式來履行學術質量把關。但同行評審機制不能完全防止學術造假的發生。
在知名雜志發表論文時，同行評審會更加嚴格。不過同行評審非常嚴格的《科學》和《自然》等雜志也有可能出現論文造假事件，21世紀初比較知名的學術造假案例有韓國科學家黃禹錫造假事件與日本科學家小保方晴子造假事件。評價學術期刊影響力的常見參考標準之一是看其影響指數(IF)的大小。影響指數高的期刊會更引人關注。過于強調影響指數的作用則是一種迷信的行為。另外，影響指數評價的是期刊在一段時期內所有論文的平均影響力，而有些人誤把影響指數當作了判斷特定論文及其投稿人的水平標準。在知名期刊發表論文的研究者更易獲得更多的科研經費。由于知名期刊的關注度更高，所以時間有限的人會優先閱覽知名期刊，長此以往，在知名期刊投稿的作者的被引用幾率會越來越大，而在不知名期刊投稿的作者的被引用幾率會越來越小，造成評價標準越來越不公平的惡性循環。影響指數的提出者尤金·嘎菲德（Eugene Garfield）也指出同一期刊中不同文章的水平是不一樣的，不能一概而論，更不該作為評價個人能力的標準。一種變通的應對方法是在發表論文時先嘗試給比自己預期稍好一些的雜志投稿。2005年，物理學家喬治·希爾施（Jorge E. Hirsch）提出了用于評價物理學家個人研究能力的H指數。
科學共同體
科學界，或稱為科學共同體，指所有能夠互相交流的科學家，以及他們各自所在的學會及研究所。一般其會被按不同工作的領域分成子社群。其中也有很多跨學科，跨機構的活動。
科學家
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科學家是從事科學研究以在某個感興趣的領域增進知識的個人?！翱茖W家”(scientist)這個詞系由威廉·惠威爾于1833年第一次使用。在現代，許多職業科學家會在一所學術機構（Academy）中接受訓練，訓練完成后獲得一個學位，最高學位為博士，如哲學博士(PhD)、醫學士(MD)、工程學博士(DEng)。許多科學家在各個國民經濟部門中繼續其職業生涯，如學術界、產業界、行政機構、非營利組織。
科學家顯示出對現實的強烈好奇，部分科學家還謀求運用科學知識以增益于健康、國家、環境、實業；從事科學的其它動機還包括取得同儕承認，以及名望。諾貝爾獎即為一種公認名望很高的獎項，每年一次頒授給在醫學、物理學、化學、經濟學方面取得科學進展的人。
自古至今，就基礎科學（不同于應用科學）而言，有一個特點變化不大，即相對寬裕的家境對于專職從事基礎科學研究來說是一個顯著優勢。而應用科學因相對來說較易出成果，且易轉化為可創造財富的生產力，故對專職研究者的家境不會有限制。
科學領域中的女性
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歷史上，科學曾是一個幾乎由男人壟斷的領域，其間只有少數矚目的例外，科學領域中的女性包括：
- Hypatia(約公元350–415年)，工作于亞歷山大圖書館。
- Trotula of Salerno, 公元1060年前后的一名醫生。
- 卡羅琳·赫歇爾，18世紀到19世紀的首批職業天文學家之一。
- Christine Ladd, 為 C.S. Peirce 指導的博士生，在其博士論文中發表了維特根斯坦的命題5.101, 這比維特根斯坦的《邏輯哲學論》出版早了40年。
- Henrietta Leavitt, 職業的人工計算員兼天文學家，率先發表造父變星的光度與它們到地球的距離之間的重要關系。此項成果使得哈勃能夠發現宇宙膨脹，繼而從中導出大爆炸理論。
- Emmy Noether, 于1915年證明了能量守恒及其它運動守恒量。
- 瑪麗·居里，與其丈夫共同作出與放射性有關的發現；鋦以其命名。
- Rosalind Franklin, 工作于 X-射線衍射領域，在 DNA 雙螺旋結構的發現過程中有重要貢獻。
- Jocelyn Bell, 起初在所就讀的預備學校里沒有獲準學科學，但是堅持要學，后來成為第一個觀測到射電脈沖星并對之作了精確分析的人。因此項工作，其導師于1974年被授予諾貝爾物理學獎。（她后來于2018年獲物理學突破獎；她將該獎的獎金捐出，以資助婦女、少數族群及難民學生，鼓勵其從事物理研究。）
- 2018年 Donna Strickland 因其在激光啁啾脈沖放大技術方面的工作而成為第三名獲得諾貝爾物理學獎的婦女（第二位是 Maria Goeppert-Mayer, 1962年) 。Frances H. Arnold 因在酶的人工定向演化（Directed evolution）方面的工作而成為第五位獲諾貝爾化學獎的女性。
婦女在科學界曾遭到相當的歧視；在男性主導的社會中，這一點與其它領域的情況很相似。比如婦女在尋找工作機會時經常被忽略過去，而她們的工作成果也常被拒絕承認。舉例來說，Christine Ladd-Franklin(1847–1930) 為了能夠入學博士培養計劃曾使用“C. Ladd”的名義；Christine “Kitty” Ladd 1882年即已達到博士要求，卻延宕至1926年才被授予學位，在此期間其學術成就已兼及邏輯代數、色彩視覺以及心理學等領域。她的工作領先諸如路德維?！ぞS特根斯坦和 查爾斯·桑德斯·皮爾士 等著名學者。婦女在科學上的成就一向被歸功于她們不屈就于家庭圈子中的勞力這一傳統上認為其應當扮演的社會角色。
20世紀后期，積極的招募婦女并消除成建制的性別歧視使得女科學家的人數大為增加，但是在某些領域中性別比例依然很不平衡；21世紀初期，過半的新晉生物學家為女性，然而有80%的物理學博士學位授予了男性。在21世紀早期，美國的科學與工程領域有50.3%的學士學位、45.6%的碩士學位及40.7%的博士學位授給了女生。她們拿到了過半的心理學學位（約70%）、社會科學學位（約50%）、以及生物學學位（約50-60%），但在物理科學、地球科學、數學以及計算機科學領域拿到的學位少于半數。生活方式的選擇亦為婦女從事科學的主要影響因素之一；有年幼后代的婦女取得終身職位的機會會因工作與生活的平衡問題而下降28%，是故女研究生選擇研究職業的意愿會在研究生院就讀期間急劇下降，而同期其男性同事的意愿則保持不變。
學會
旨在交流和促進科學思想與實驗的學會自文藝復興時代起便已存在。許多科學家都加入了某個旨在助益各自的科學學科、專業或相關學科集群的學會。會員資格可以是向所有人開放的，也可能要求擁有某些科學資格證明，抑或是作為一項通過選舉來頒授的榮譽。大多數科學學會為非營利組織，很多為專業協會。其活動一般包括定期召開學術會議以宣讀和討論新的研究結果，以及發行或主辦本學科的學術期刊。一些學會亦會行使專業團體的職能，從公共利益或本團體的集體利益出發來管理其成員的活動。科學社會學學者模板:Who認為學會具有關鍵的重要性，組建學會有助于新學科或新專業的出現和發展。
科學從19世紀開始職業化，其推動力部分源自一系列國家中權威的科學院之創立，如意大利猞猁之眼國家科學院始創于1603年，英國皇家學會1660年，法國科學院1666年，美國國家科學院1863年，德國威廉皇帝研究所1911年，以及中國中央研究院1928年。自各國科學院創立以來，國際科學組織如國際科學理事會 (ICSU)等也開始形成，以促進不同國家的科學共同體之間的合作。
科學與社會
科學與其他領域的關系
科學與宗教
科學雖然與宗教有過大沖突，但它與宗教和神秘主義并沒有嚴格的對立關系。尤其是近代社會變革以來，一些宗教也發生了適應社會進步的改革，與科學的矛盾趨于緩和。有布道者也開始用可支持自己宗教觀點的科學原理舉例，雖然解讀得很走樣。歷史有許多著名科學家都有宗教信仰，如歐拉和柯西，宗教信仰并未使他們的科學視野有所局限。而知名物理學家恩里科·費米則是一個不可知論者，他對原子彈的研發和量子物理的發展有重要貢獻。費曼認為（在20世紀50年代）有超過半數的科學家無宗教信仰，而且科學不能論證上帝不存在（原文為“I do not believe that science can disprove the existence of God; I think that is impossible. And if it is impossible, is not a belief in science and in a God – an ordinary God of religion — a consistent possibility? Yes, it is consistent. Despite the fact that I said that more than half of the scientists don't believe in God, many scientists do believe in both science and God, in a perfectly consistent way. But this consistency, although possible, is not easy to attain…”摘自費曼《科學與宗教的關系》）(在這里, “不能”的具體含義是, 科學理論必須具備可證偽性, 而“上帝存在”這一命題并不具備可證偽性, 因此在科學范疇內無意義)。與科學對立的事物主要是頑固守舊的原教旨主義、排斥理性的反智主義以及違反實證精神與客觀原則卻以“科學”自我標榜的偽科學。
- “如果一個人以所有人都能明白的口氣談論問題，那不難得知這肯定是某種深奧的哲學（意即“反正不是科學”）。但是，我打算講得更明確一些，我想讓大家以一種更誠實而非模棱兩可的方式理解我的意思?！?/i>
- A person talks in such generalities that everyone can understand him and it's considered to be some deep philosophy. However, I would like to be very rather more special and I would like to be understood in an honest way, rather than in a vague way.
- ——理查·費曼《物理定律的本性》(The Character of Physical Law)}}
科學與哲學
除科學比哲學更腳踏實地關注具體問題外，哲學與科學的區別也在于哲學沒有被廣泛認可的主流理論。而且哲學有很大一類分支，與科學的客觀態度相違背，即唯心主義。哲學雖無數次推動過科學進步，但現在與科學的聯系越來越疏遠?？茖W的知識越來越多，越來越細，越來越難，專職的哲學家已很難明白基礎科學的前沿問題。相反，科學新概念的快速發展倒是對傳統哲學沖擊很大，如不可分空間、不可定向流形、蝴蝶效應、量子化假設、平行宇宙、對稱性破缺和單電子宇宙。由于科學與哲學（尤其是自然哲學）的淵源，科學的最高學位頭銜直到今天仍被叫作“Ph.D.”，即“自然哲學博士”。
