一、誤解

一直以來都覺得數學是自然科學的一種，直到今天看節目才發現數學竟然不屬於自然科學。重要的事情說三遍，數學不是自然科學，數學不是自然科學，數學不是自然科學！！！

二、數學是什麼

看到這裡不禁要問，數學不是很重要嗎，為什麼還不是自然科學。在網上查找了些資料，發現這和自然科學的定義和研究範圍有關。那數學是什麼呢？數學是形式科學。重要的事情說三遍，數學是形式科學，數學是形式科學，數學是形式科學！！！

三、自然科學

接下來看下自然科學的定義是什麼，百度百科定義如下：自然科學是研究無機自然界和包括人的生物屬性在內的有機自然界的各門科學的總稱。自然科學是研究大自然中有機或無機的事物和現象的科學，包括天文學、物理學、化學、地球科學、生物學等和地理學。

其認識的對象是整個自然界，即自然界物質的各種類型、狀態、屬性及運動形式。認識的任務在於揭示自然界發生的現象以及自然現象發生過程的實質，進而把握這些現象和過程的規律性，以便解讀它們，並預見新的現象和過程，為在社會實踐中合理而有目的地利用自然界的規律開闢各種可能的途徑。

自然科學認為超自然的、隨意的和自相矛盾的現象是不存在的。

自然科學的最重要的兩個支柱是觀察和邏輯推理。由對自然的觀察和邏輯推理自然科學可以引導出大自然中的規律。假如觀察的現象與規律的預言不同，那麼要麼是因為觀察中有錯誤，要麼是因為至此為止被認為是正確的規律是錯誤的，超自然因素是不存在的。順著傳統用法，自然科學可被理解為生物科學（涉及生物學程序），並以區辨物理科學（涉及宇宙的物理及化學法則）及化學科學。

四、自然科學範疇

物理學

物理學（physics）是研究自然界最一般的運動規律、相互作用，以及物質的基本存在狀態與結構層次的科學。是一門以實驗為基礎的自然科學。物理學的一個永恆主題是尋找各種序、對稱性和對稱破缺、守恆律或不變性。一切自然現象都不會與物理學的定律相違背，因此，物理學是其他自然科學及一切現代科技的基礎。

物理學，其理論結構充分地運用數學作為自己的工作語言，以實驗作為檢驗理論正確性的唯一標準，因此它是目前最精密的一門自然科學。物理學的核心內容值得所有人普及，現行課本應加強近代物理學的普及，因為它所涉及的現象直觀上一般不能察覺，實際上客觀存在，而且許多傳說中一些離奇的自然現象都可以藉助近現代物理學（即相對論、量子力學、非線性物理學等）一一解釋。可見，物理學在人類“科學地認識自然、破除迷信”當中的地位何等重要！

化學

化學（chemistry）是研究物質的組成、結構、性質、以及變化規律的科學。世界是由物質組成的，化學則是人類用以認識和改造物質世界的主要方法和手段之一。從開始用火的原始社會，到使用各種人造物質的現代社會，人類都在享用化學成果。人類的生活能夠不斷提高和改善，化學的貢獻在其中起了重要的作用。化學與人類進步和社會發展的關係非常密切，它的成就是社會物質文明的重要標誌。因此，化學是“材料科學的基礎、物質科學的核心、物質工業的後盾”，它是一門歷史悠久而又富有活力的學科。

生物學

生物學（biology）又稱生物科學，是研究生命現象、生命活動的本質、特徵和發生、發展規律的科學。可以用於有效地控制生命活動，能動地改造生物界，造福人類。生物學與人類生存、人民健康、經濟建設和社會發展有著密切關係，是當今在全球範圍內最受關注的基礎自然科學。

天文學

天文學（Astronomy）是研究宇宙空間天體、宇宙的結構和發展的學科。內容包括天體的構造、性質和運行規律等。主要通過觀測天體發射到地球的輻射，發現並測量它們的位置、探索它們的運動規律、研究它們的物理性質、化學組成、內部結構、能量來源及其演化規律。

地球科學

地球科學是以地球系統（包括大氣圈、水圈、岩石圈、生物圈和日地空間）的過程與變化及其相互作用為研究對象的基礎學科。主要包括地理學（含土壤學與遙感）、地質學、地球物理學、地球化學、大氣科學、海洋科學和空間物理學以及新的交叉學科（地球系統科學、地球信息科學）等分支學科。

心理學是否為自然科學的範圍，目前也尚存爭議，一般較廣為接受的說法是心理學同時包含在自然科學與社會科學的範疇之中。

五、形式科學

接下來說下數學屬於的形式科學的定義：形式科學（formal science）是與形式系統，如邏輯學、數學、理論計算科學、信息理論、系統理論、判定理論、統計學和一些語義學等有關的知識的分支。和其它科學不同，形式科學不是和基於真實世界觀察理論有效性聯繫的。而與定義和規律為基礎的形式系統性質相聯繫。但形式科學的方法被用來建造和檢驗觀察真實世界的科學模型。看到這裡我們就明白了，形式科學和真實世界不是一定要有有效聯繫的。而自然科學卻是要研究大自然的。

六、形式科學與其他科學的區別

數學為何得到比所有其它科學的珍重，就是它的定律是絕對肯定和無可置疑的。而其它科學卻有一定程度的爭論和存在由於新事實的發現而被拋棄的危險。

這句話精闢地闡明瞭形式科學與其他科學的本質區別，也道出了形式科學獨特的研究手段和永真性。

與經驗科學（自然，社會，人文等）不同，形式科學不常涉及經驗的過程。它不需偶然事件的予先知識，或描述真實世界。從這種意義說，形式科學是邏輯和先驗方法的科學，它的內容和有效性和任何經驗的過程無關。

雖然形式科學是概念性系統，缺少經驗內容，但並不表示它和真實世界無關。這種聯繫在形式系統在所有可能接受的範圍內都是有效的。但基於經驗理論的陳述，如廣義相對論，或生物的進化論，不可能在所有可能的世界內都有效。這是為何形式科學在所有範圍內都可應用和在所有經驗科學內都有用。

由於形式科學無經驗的性質，因此可以說，形式科學是由許多公理和定義所構成，而它的陳述是由這些公理和定義推導出來的。換言之，形式科學的理論不包含合成的陳述，它的所有陳述都是分析的。