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科学
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#12323.
常用计量变换
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如何表示一个非常大之数在人类文明发展的早期是个很困难的事情，同样如何表示一个非常小之数也是困难的。伽莫夫在其名著《从一到无穷大》中一上来就讨论了如何表示一个大数的问题，可见计量对科学发展的重要性。
在《从一到无穷大》中，伽莫夫描述了阿基米德的方法：他从古希腊算术中最大的数“万”开始，然后引入一个新数“万万”（亿）作为第二阶单位，然后是“亿亿”（第三阶单位），“亿亿亿”（第四阶单位）等等。这个方法同今天使用的科学计数法（用指数表示）本质上是一样的，详情见下表：
femto 飞 `10^{-15}`
Pico 皮 `10^{-12}`
Nano 纳 `10^{-9}`
Micro 微 `10^{-6}`
Milli 毫 `10^{-3}`
Centi 厘 `10^{-2}`
Deci 分 `10^{-1}`
-- -- 1
Deka 十 `10^1`
Hecto 百 `10^2`
Kilo 千 `10^3`
Mega 兆 `10^6`
Giga 吉 `10^9`
阿基米德用他的这个计数方法计算了填满整个宇宙空间所需的沙子总数，他的结论是在阿利斯塔克（Aristarchus）确定的天球内所能填充的沙子总数不会超过1000万个第八阶单位，即`10^{63}`。
当然阿基米德心目中的宇宙比今天所知宇宙的半径要小得多，如果是填满今天已知的宇宙，所需要的沙子超过`10^{100}`粒。
#12330.
科学
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Science
宽泛地讲，科学指的是任何经由可验证的方法获取的知识系统。严格一些说，科学指的是一种获取知识的系统，它基于经验，实验，方法学上的自然主义，同时也指人们通过这些研究取得的知识的系统。
这里主要讲第二种意思。进行科学研究的科学家必须遵守科学方法，这是对经验知识的一种评价，用来解释自然界中可观察到的事情，而必须排除超自然的观念。科学领域主要分成两块：自然科学，研究自然现象；社会科学，人类行为及社会的系统研究。
数学同其他科学领域之间即有相同点，又有区别。它同其他科学类似，因为它也是一个严格的、结构化的对数量、结构、空间及变化进行的研究。但也有区别，主要在于它取得结果的方法。作为整体，数学对科学至关重要，数学上的突破通常会引起科学上的突破。某此领域的数学对假设、原理、法则的形成必不可少，既包括发现并描述事物如何动作（自然科学），也包括人类怎么思考和行动（社会科学）。
根据上述定义，科学有时又分为纯科学，以区别于应用科学，也就是根据人类需要来使用科学研究的成果。
科学这个词来源于拉丁语，scientia，指的是知识，它又来自于 scio，意思是“我知道”。印欧语系中其根源指的是区别或分隔，同梵语中的 chyati ，切开，希腊语 schizein，劈开，拉丁语 scindere，劈开，都有亲缘关系。从中世纪到启蒙时期，科学指的是任何系统化的或记录下来的知识。因此，当时它也同哲学一样有非常宽泛的含义。在某些语言中，比如法语、西班牙语、葡萄牙语以及意大利语中，指代科学的那个词现在仍有这个含义。
从古典时代到现代，哲学被分成了自然哲学和伦理哲学。19 世纪，自然哲学逐步成了自然科学。自然科学又逐步地专门化成了现在的领域，典型地来说包括物理学和生物学。社会科学继承了伦理哲学中的一部分，现在既包含在科学里，也扩展到使用经验方法的一些学科。现在的理解，伦理哲学仍然保留着伦理研究，被认为是哲学的一个分支，同时也是三个经典规范科学中的一个。
（注：该文摘要译自维基百科，译文来自网络，译者佚名。）
参考
1. 豆瓣自然科学史小组
2. Answers: science
3. 简析科学、科学主义与反科学主义
#12331.
伪科学
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Pseudoscience
伪科学一词最早出现在1843年，是由一个希腊词根 pseudo 和一个拉丁词根 scientia 组成。pseudo 对应英文为 false，scientia对应英文为 science。
false，有虚伪，虚假，错误，捏造等含义；scientia 指知识或某一领域内的学问。pseudoscience 一词在使用时常含贬义，汉语一般译为伪科学。
关于伪科学（pseudoscience）一词的定义是有争议的，通常的定义是：
自称为科学，但又不遵循科学方法的知识或理论。
伪科学貌似科学，但无法用科学方法予以检验。在西方，骨相学（Phrenology），占星术（astrology）等被认为是典型的伪科学。
19世纪卡尔·波普尔提出可证伪性（falsifiability）是区分科学与非科学（包括伪科学）的标准。比如：
上帝创造了宇宙（God created the universe）。
就是不可证伪的，所以这样的知识属于非科学，它们在科学的领域之外。按照波普尔的可证伪原则：哲学、数学、神学、宗教等都不是科学。但波普尔并未给出非科学与伪科学的清楚划分。他列举星相学、精神分析为伪科学的代表，而爱因斯坦的相对论为科学的代表。
1978年，Paul Thagard 提出将那些在相当长时间内比其他竞争理论发展缓慢的理论区分出来，会有助于我们判定伪科学。原文：
Paul Thagard (1978) proposed that pseudoscience is primarily distinguishable from science when it is less progressive than alternative theories over a long period of time, and the selective and or lack of attempts by proponents to solve problems with the theory.
1984年，Mario Bunge 提出将“信仰领域”（belief fields）和“研究领域”区分开，会有助于我们判定伪科学。
科学哲学家保罗·费耶阿本德（Paul Feyerabend）认为，在社会科学领域，区分科学与非科学是不可能的，也是不必要的。而且在科学的某个领域内适用的判定（伪科学）标准未必适用于其他领域。Thagard (1978)从社会学的角度就伪科学问题讨论：
教育人们科学是如何地区别于伪科学是努力让公众不要漠视科学的哲学努力。
原文：
elucidation of how science differs from pseudoscience is the philosophical side of an attempt to overcome public neglect of genuine science.
根据美国1988年关于公众科学知识的调查，50%的成年美国人反对进化论，88%的人认为占星术是科学。
伪科学标志小结
1. 含混，夸大或无法验证的断言（Use of vague, exaggerated or untestable claims）
2. 对理论超级自信（Over-reliance on confirmation rather than refutation）
3. 对其他专家的检验缺乏开放态度（Lack of openness to testing by other experts）
4. 缺乏进展（Lack of progress）
5. 过于个人化（Personalization of issues）
科学也是区别于启示（revelation）, 神学（theology）, 或属灵的（spirituality）。如果不自称是科学的或与公认科学事实违背，使用启示的方法获得知识不被认为是伪科学。（注：这里的讨论与西方基督教传统有关，托马斯·阿奎那认为信仰和理性是获得知识的两个可靠来源，但它们都只在各自领域内适用，不互相冲突，见：关于上帝“存在”的说明。托马斯·阿奎那是经院哲学的代表，罗马天主教会的官方哲学。）
伪科学与前科学
前科学（protoscience）指的是科学建立之前所形成的理论，如化学的前身是炼金术，医学的前身是巫术等。费耶阿本德认为很难在科学，前科学，伪科学之间进行区分。如前科学很容易与伪科学混淆，但前科学在科学发展的历史过程中是有价值的。（注：炼金术的基本理论或根本目的是：将贱金属变为贵金属。用化学的概念看，这是错误的，但炼金术使用的基本方法，如使用天平对质量进行精确测量对导致化学的产生是极其关键的。）
科学与伪科学的分界问题
经过一个多世纪科学哲学家（或科学史家）与科学家在多个学科领域的对话，尽管大家对科学方法有很大程度上的认同，科学与伪科学的分界问题仍然是个有争议的问题。
很多被贴上伪科学标签的研究者及其理论的支持者质疑分界太过严厉，一些现在被接纳为科学的领域曾被认为是伪科学或具有伪科学的某些标志，如结果没有可重复性，缺少可证伪性。（注：维基百科中未给出参考文献。）
有些理论家认为实验验证本身并非一定是科学方法，科学史家托马斯·库恩认为在他的理论（范式理论）和卡尔·波普尔的理论中实验方法并不是决定性的因素。原文：
can testing play a quite decisive role
Daniel Rothbart 认为科学的重要标志并非实验的成功，很多真科学往往已经被实验否定。原文：
the defining feature of science does not seem to be experimental success, for most clear cases of genuine science have been experimentally falsified
这是否意味着科学理论必须能够解释所有与其竞争的其他理论所无法解释的现象，在经验上与竞争理论相冲突并导致与竞争理论不一样的实验结果。这样一个理论是科学的或非科学的就依赖于历史的环境。如果它比同时代的其他解释更好，就意味着科学进步。比如在古希腊，很多领域，如：迷信（superstition），宗教（religion），魔法（magic）和神秘（the occult）被认为是正统的科学。这就是科学理论相互竞争的模型，Rothbart 认为这并不是一个完全有效的模型。（注：在古希腊，即便是苏格拉底这样死于渎神指控的哲学家，他认为自己是信神的。更具体一点，托勒密的地心说当时在预言天文现象时要比日心说更有优越性。）
库恩认为相互竞争的范式（注：科学史家拉卡托斯称之为科学研究纲领。）之间的竞争很容易导致相互漫骂，他们会各自向公众寻求支持，而公众是缺乏判断竞争理论的能力的。科学哲学家 Larry Laudan 更认为伪科学一词并无科学意义，它大多时候描述了我们的情绪：
如果我们需要站出来并进行理性的讨论，我们会冒出伪科学或不科学这样的词汇，它们完全是空洞的说法并仅仅对我们的情绪有影响。
原文：
If we would stand up and be counted on the side of reason, we ought to drop terms like ‘pseudo-science’ and ‘unscientific’ from our vocabulary; they are just hollow phrases which do only emotive work for us.
哈佛大学心理学教授 Richard McNally 认为：
伪科学一词仅仅是在传媒争论中快速否定对方的煽动性的废话。
原文：
The term 'pseudoscience' has become little more than an inflammatory buzzword for quickly dismissing one’s opponents in media sound-bites
曾经被认为是伪科学的科学
在科学史中我们甚至可以找到曾经被（科学共同体内）大多数学者认为是伪科学的理论后来又成为大家公认的理论，如：著名的大陆漂移学说。
科学家有时会因为理论缺少可能的实验检测，而称该理论为伪科学，比如宇宙论就曾被认为是伪科学。（注：说到宇宙学，我立刻想到的是“针尖上能占多少个天使”这样的中世纪哲学问题。）现在很热门的弦论(string theory)也因为同样的理由被一些物理学家批评。如：李·斯莫林(Lee Smolin)的The Trouble with Physics: The Rise of String Theory, the Fall of a Science, and What Comes Next.一书。
（注：本词条摘要译自维基百科。）
参考阅读
1. Answers: Pseudoscience
2. Book Review: The Trouble with Physics
#15973.
李约瑟问题
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中国古代没有科学这个概念，如果我们要考察科学的定义需要首先回到西方语言中的科学。在拉丁语中，作： Scientia，词根 Scire，是学或知的意思，即学问或知识的意思。在英语中，作：Science，一般指自然科学，即 Natural Science；在德语中，作：Wissenschaft，指一切有系统的学问，即（除自然科学外，还包括历史学、语言学及哲学等。可见德语中讲到科学，比英语中讲到科学，其涵义要更为广泛，这与英、德两个民族不同的学术研究传统也是吻合的。英国人是实用主义的，更强调经验和经验科学（一般即指自然科学），而德国人则更强调综合，强调统一的知识体系。
基于以上讨论，我们可对科学，作以下定义：科学是关于自然现象的有条理的知识，是对于表达自然现象的各种概念之间的关系的理性研究。
一般而言，我们不把数学包括在科学的领域中（即我们采用英语中科学的定义），因为数学讨论的是纯粹形式的问题，不与任何具体现象有关。当然，如果我们考察数学产生的历史过程，我们会认为经验仍然发挥了不可替代的作用，即虽然数学是不依赖于经验的，但历史的看确实是在经验之后的。值得注意的是虽然我们不把数学看作是科学，但数学在科学诞生的过程中发挥了关键的作用。
如果把科学定义为自然科学，我们会发现所有自然科学会形成一个以物理学为基础的有机整体。当我们在讲到科学的基础时候，我们会说，量子力学和相对论就是所有科学的基础。
今天的自然科学诞生于西方，其标志是牛顿建立经典力学，统一了天上和地下的物理。现在，我们自然会有一个疑问，古代中国是否存在科学？如果我们认为古代中国没有科学的话，我们可以接着问自己第二个问题：古代中国仅凭自身发展，是否可从其内部产生科学？
不可否认，古代中国曾经拥有先进的技术，如我们熟知的四大发明，丝绸，陶瓷，中医等等。但如果我们仔细考察中国古代的技术，它们都是建立在经验基础上的，缺乏系统的理论和严密的概念体系，因此并不满足我们关于科学的定义。
建立在经验基础上的知识常常依赖于个人，对知识的传播、迁移和发展是不利的。科学的发展则较少依赖于个人，科学的理论和方法是可以通过系统地学习掌握的。牛顿说他是''站在巨人的肩膀上——Stand on the shoulders of giants，这些可真不是谦虚的话。牛顿当年确实是站在虎克的肩膀上才提出了万有引力定律，现在的科学家则更是站在无数前人的肩膀上工作着。
这个问题就是科学史中著名的李约瑟问题，即：古代中国技术很发达，但发达的技术并未导致科学的出现，其原因是什么？
对李约瑟问题的回应，大致可分为以下两类：
1.古代中国自宋明理学以来，出现了科学的萌芽，但因鸦片战争使这种科学的萌芽并未继续发展。
2.认为李约瑟问题是个伪命题，真正需要研究的是为什么西方文明竟然会发展出科学。
#31320.
中国南极长城站
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中国在南极的科学考察基地。建于1985年2月，坐落在南极洲设得兰群岛乔治王岛上，即南纬60度12分59秒，西经58度57分52秒。由两幢橘红色主体建筑物构成的长城站，海拔高度10米，三面环山，一面朝海，海岸线长2000多米，拥有开阔的海滩。长城站附近有一淡水湖，水质较好，可满足生活和工作用水之需。长城站区的科学考察主要包括气象、地震、高空大气物理、测绘等常年观测，以及环境、地质、生物生态、人体医学、冰川等的观测和研究。
1989年2月中国在东南极大陆普里兹湾拉斯曼丘陵上建成第二个中国南极科学考察站——中山站。南极洲是地球上理想的天然实验室，是科学研究的“圣地”，因而《南极条约》成员国大多数在南极建有科学考察站。《南极条约》还规定，没有在南极洲建立考察站的成员国只能是条约缔约国，而不能成为协商国；在南极国际事务中只承担条约的义务，而没有发言权和决策权。中国1983年6月正式成为条约成员国，1985年2月建成中国南极长城站，同年10月被接纳为条约协商国。
#31382.
闭路电视
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又称工业电视、应用电视。应用于广播以外的工业、科学研究、交通运输、医学等方面的电视系统。根据具体用途和使用条件选择设备的各种组合，但基本上包括摄像机、控制切换装置、信息加工处理装置、传输系统和显示系统。其图像信号通常用电缆传送，并可在接收处遥控摄像机的取景和聚焦。依功能和用途可大致分为观察监视电视、教育电视、特殊环境电视、特种成像电视和跟踪电视等类型。
#31383.
避雷针
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保护建筑物和电力设备免遭直接雷击的一种装置。其作用是将雷电流引向自身，使之安全泄入大地。由接闪器、接地引下线和接地体组成。接闪器常用直径15～20毫米、长1～2米的金属棒或金属管，装在独立构架或建筑物顶部的支柱上，经接地引下线与接地体连接。
#31385.
变速箱
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用于改变主运动速度，装有变速机构的箱形部件。机床上的变速箱组成主要有作为传动链连接用的定比传动副（齿轮等）、变速机构、起动和停止以及换向机构、制动机构、操纵机构和润滑装置等。部分机床的主轴装在变速箱内，称为装有主轴的变速箱（简称主轴箱），它具有许多优点。但变速箱中传动件的振动和发热会传给主轴，引起主轴振动和热变形，降低加工精度。有些高速机床与精加工机床的主轴部件与变速箱分开，称为分离传动的变速箱。
#31405.
磁针
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针形的磁体。可制成狭长菱形，中间支起，以便能在水平方向自由转动。静置时，两个尖端分别指向磁南极和磁北极。利用这种效应，可把磁针用作指南针和用于制造航海罗盘等。
#31411.
大气
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包围地球的空气总体。大气是地球上一切生命赖以生存的重要物质条件之一。大气不仅随地球而转动，而且相对于地壳又有复杂的运动。覆盖整个地球的大气、质量约5.3×1021克，约占地球总质量的百万分之一。由于地心引力的作用，大气质量的90%聚集在离地表15公里高度以下的大气层内，99.9%在48公里以内。2000公里高度以上，大气极其稀薄，并逐渐向星际空间过渡，无明显上界。
大气本身的可压缩性、太阳辐射、地球的形状和它的重力、地球的公转和自转、地球表面的海陆分布和地形起伏、地球的演化和地球生态系统等是造成地球大气特定组成、特定结构和特定运动状态的主要自然条件。人类活动及其对生态因素所起的作用是影响大气组成、大气结构和大气运动的人为条件。
大气是以氧、氮为主的多成分混合气体，接近地表的干燥空气，在标准状况下每升重1.293克。海平面平均气压约1013百帕。大气的密度和气压均随高度的增加按指数律减小。由于地球表面的性质不同（如海、陆、植被等），大气的成分、物理性质和运动状态都存在着地区性的差异，而铅直方向的变化又比水平方向的变化更要大得多，并可分为若干层次。地球大气经历了一系列复杂的演化过程，才形成了现在这种状况。
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