一、綜述：理科（science departments）是指形式科學(xué)與自然科學(xué)的統(tǒng)稱。理科學(xué)科主要有：數(shù)學(xué)、邏輯學(xué)、信息學(xué)、計算機科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、地球科學(xué)、天文學(xué)。理科的誕生與發(fā)展是人類智慧發(fā)展的結(jié)果，標(biāo)志著人類真正懂得了思考自然，因此理科的發(fā)展也是人類科學(xué)與自然思維發(fā)展的關(guān)鍵。

二人、分類

1、數(shù)學(xué)（mathematics，簡稱math）是研究數(shù)量、結(jié)構(gòu)、變化以及空間模型等概念的一門學(xué)科。透過抽象化和邏輯推理的使用，由計數(shù)、計算、量度和對物體形狀及運動的觀察中產(chǎn)生。數(shù)學(xué)家們拓展這些概念，為了公式化新的猜想以及從合適選定的公理及定義中建立起嚴(yán)謹(jǐn)推導(dǎo)出的真理。

數(shù)學(xué)是人類對事物的抽象結(jié)構(gòu)與模式進行嚴(yán)格描述的一種通用手段，所有的數(shù)學(xué)對象本質(zhì)上都是人為定義的。從這個意義上，數(shù)學(xué)屬于形式科學(xué) ，而不是自然科學(xué)。

2、物理學(xué)（physics）是研究自然界的物質(zhì)結(jié)構(gòu)、相互作用和運動規(guī)律的自然科學(xué)。是一門以觀察、實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。它的成果對于人類科學(xué)認(rèn)識自然、破除迷信等都有積極意義。物理學(xué)的一個永恒主題是尋找各種序（orders）、對稱性（symmetry）和對稱破缺（symmetry-breaking）、守恒律（conservation laws）或不變性（invariance）。

實際的物理現(xiàn)象和物理規(guī)律一般都是十分復(fù)雜的，涉及到許多因素。舍棄次要因素，抓住主要因素，從而突出客觀事物的本質(zhì)特征，這就叫構(gòu)建物理模型。物理學(xué)的精髓是為研究對象建立物理模型，通過數(shù)學(xué)工具研究模型，再對研究對象做出解釋和預(yù)測。

物理模型（示意圖）、物理公式（數(shù)學(xué)符號）、物理定律（文字?jǐn)⑹觯⑽锢韴D像（兩個物理量之間的函數(shù)圖像）、物理解釋（物理意義）構(gòu)成了物理知識的基本表現(xiàn)形式，它們都是物理語言的重要組成部分。

3、化學(xué)（chemistry）是從原子、分子尺度研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)，以及變化規(guī)律的自然科學(xué)。

不同于研究尺度更小的粒子物理學(xué)與核物理學(xué)，化學(xué)研究的元素、化學(xué)鍵、分子、離子（團）的物理、化學(xué)性質(zhì)，是與人類生存的宏觀世界中物質(zhì)和材料最為息息相關(guān)的微觀自然規(guī)律。宇宙是由物質(zhì)組成的，作為溝通微觀與宏觀物質(zhì)世界的重要橋梁，化學(xué)是人類用以認(rèn)識和改造物質(zhì)世界的主要方法和手段之一。

化學(xué)是一門歷史悠久而又富有活力的學(xué)科，它的成就是社會文明的重要標(biāo)志。

4、生物學(xué)（biology）是自然科學(xué)的一個門類，是研究生物的結(jié)構(gòu)、功能、發(fā)生和發(fā)展的規(guī)律，以及生物與周圍環(huán)境的關(guān)系等的科學(xué)。生物學(xué)源自博物學(xué)，經(jīng)歷了實驗生物學(xué)、分子生物學(xué)而進入了系統(tǒng)生物學(xué)時期。

高中生物的主要分支包括：生物化學(xué)、分子生物學(xué)、細胞生物學(xué)、遺傳學(xué)、胚胎學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)、免疫學(xué)、形態(tài)學(xué)、生態(tài)學(xué)、現(xiàn)代生物技術(shù)等。

5、地球科學(xué)（Earth science/geoscience），亦稱地學(xué)，是指一切研究地球的科學(xué)，是行星科學(xué)的專門分支。它是研究地球表層各圈層相互作用關(guān)系，及其空間差異與變化過程的學(xué)科體系，主要包括地理學(xué)、地質(zhì)學(xué)、 地球物理學(xué)、地球化學(xué)、大氣科學(xué)、海洋學(xué)。

注意：地理學(xué)分自然地理學(xué)和人文地理學(xué)，自然地理學(xué)是理科，人文地理學(xué)是文科。

6、天文學(xué)（astronomy）是一門研究天體和現(xiàn)象的自然科學(xué)。感興趣的物體包括行星、衛(wèi)星、恒星、星云、星系和彗星。天文學(xué)是對地球大氣層以外宇宙中一切事物的研究。這包括我們可以用肉眼看到的物體。天文學(xué)是最古老的科學(xué)之一。

早期文明的天文學(xué)家對夜空進行了有條不紊的觀測，并且發(fā)現(xiàn)了更早時期的天文文物。天文學(xué)有兩種類型：觀測天文學(xué)和理論天文學(xué)。觀測天文學(xué)側(cè)重于獲取和分析數(shù)據(jù)，主要使用物理學(xué)的基本原理，而理論天文學(xué)則面向開發(fā)計算機或分析模型來描述天文物體和現(xiàn)象。

這門學(xué)科是關(guān)于起源于地球大氣層之外的天體和現(xiàn)象的科學(xué)。它涉及天體的演化、物理、化學(xué)、氣象和運動，以及宇宙的形成和發(fā)展。

天文學(xué)包括對恒星、行星、彗星的檢查、研究和建模。天文學(xué)家使用的大部分信息都是通過遠程觀測收集的，盡管已經(jīng)進行了一些天體現(xiàn)象的實驗室復(fù)制（例如星際介質(zhì)的分子化學(xué)）。

天體特征和現(xiàn)象研究的起源可以追溯到古代，而這一領(lǐng)域的科學(xué)方法論開始于 17 世紀(jì)中葉。一個關(guān)鍵因素是伽利略引入了望遠鏡以更詳細地檢查夜空。

天文學(xué)的數(shù)學(xué)處理始于牛頓對天體力學(xué)和萬有引力定律的發(fā)展，盡管它是由開普勒等天文學(xué)家的早期工作引發(fā)的。到 19 世紀(jì)，隨著光譜儀和攝影等儀器的引入，以及大大改進的望遠鏡和專業(yè)天文臺的建立，天文學(xué)已經(jīng)發(fā)展成為正式的科學(xué)。