科学观察方法及其类型

科学观察是人们为了认识事物的本质和规律，通过感觉器官或辅之以仪器，有目的、有计划地对自然现象在自然发生的条件下进行考察的一种方法。通过科学观察，获取科学事实，从而进行科学研究。观察方法是最早被运用到科学研究中的方法，随着科学技术的发展和观察手段的进步，人们可对客观事物进行多层次、多角度、多方面的观察，使观察方法得到不断丰富和发展。

观察方法有一个历史发展过程。无论观察的手段和方式，还是观察的性质和内容，都有一个从简单到复杂、从低级到高级的发展过程。按不同的标准，可将观察方法区分为不同的类型。

（一）从科学观察的手段和方式上，可以把它划分为直接观察和间接观察两种类型

1．直接观察　直接观察即认识主体仅凭感官直接感知客体的方法，也称肉眼观察，是一种最古老的观察方法。若以A代表人的感觉器官，以M代表研究对象，直接观察的形式表现为A→M，是人的肉眼直接对自然现象的考察、感知和描述。古代自然科学就是建立在这种直接观察的基础之上的，如人们采用直接观察来认识自然现象，最先形成了天文学、医学等学科。现代虽然出现了许多新的观察仪器和手段，但许多学科仍大量采用这种方法。它具有直接现实性，研究者随时都可以运用。但人的感官能力是有限的，例如，人的眼睛看不到微观世界多姿多彩的物质形态，看不见多种射线、光电波、电磁场，看不清遥远的宇宙天象；人的耳朵不能听到超声波等。由于感官受到本身生理条件的限制，它的作用有一定的局限，因而也就限制了直接观察的运用范围。

为了克服感官的局限性，随着科学技术的发展运用，人们对自然的考察，便由肉眼观察发展到仪器观察，补充和延长了人的感觉器官，扩大了人们的观察范围。

2．间接观察 间接观察是借助于科学仪器间接地从外界获取感性材料，考察和描述自然现象的一种观察方法，也叫仪器观察。若以A代表人的感觉器官，以B代表仪器或其他技术手段，以M代表研究对象，间接观察的形式表现为A→B→M，它是人们在感官基础上通过仪器或其他技术手段，间接地对自然现象的考察、感知和描述。

观测仪器是感觉器官的延伸，它克服了人的感官的局限性，提高了人们的感知能力，扩大了人们的观察视野，使过去无法感知的事物和领域变为可感知的事物和领域，从而增强了人们的认识能力。比如，在天文观察中，仪器观察把人们的事业扩展到银河外星系。用光学望远镜能观察到和地球相距30亿光年的天体。对微小物体的观察，人的肉眼不能分辨小于0．1mm的物体，而显微镜把微小物体放大到几百倍、上千倍、甚至上万倍，使微生物原形毕露，清晰地展现在人们面前。随着现代科学技术的不断进步，高、精、尖的观察仪器和技术在科学观察中不断应用，观测仪器更能提供比较可靠的计量标准和准确的纪录手段，使人们在观察中获得的感性认识更加客观化、精细化、准确化，具有肉眼不可比拟的优点。观测仪器不仅扩大了人们的认知范围，而且还能克服因感官、心理因素等引起的错觉，有利于准确、客观地描述自然现象。

但也应看到，观察仪器是由认识主体设计、制造出来，并由观察者所操作的，因此，在信息的获取、记录和描述过程中，必然有主体的经验、知识、情感、意志和价值尺度等的痕迹，再先进的仪器也难免会出现误差，这种误差会给观察结果的准确性带来一定的影响。所以应把两种观察结合起来使用，以弥补各自的局限性。

（二）从观察的性质和内容上，可以把它划分为定性观察和定量观察两种类型

1．定性观察 定性观察也称质的观察，即为了确定研究对象具有何种性质和特征以及与其他事物有何种性质的联系而进行的观察。就科学研究的程序来说，定性观察是一种最基本的方法。要认识一个事物，总是从观察这个事物的全貌，从整体上把握这个事物的性质开始，然后才能深入研究和分析事物各个量的方面，进一步揭示事物的内在本质和规律。恩格斯指出：“必须先研究事物，而后才能研究过程。必须先知道一个事物是什么，而后才能觉察这个事物中所发生的变化。”^[1]所以，从某种意义上说，它是任何一门学科从事科学研究必须采用的一种基本的观察方法。

定性观察广泛运用于动物分类学、植物分类学、矿物学、地理学、古生物学以及医学、农学等学科领域。例如，在植物学中，人们观察植物的根、茎、叶、果实和种子等的形态和特征，发现种子是植物繁殖后代的重要器官；种子的胚，是植物体器官形成的基础。当环境条件适宜时，胚就吸收、转化为种子中储藏的养料而开始发芽，形成根、茎、叶等营养器官。以后又在营养生长的基础上形成花、果实和种子。根据这种质的定性观察，因此，研究植物的生长以及植物器官的形成，往往都从种子开始，特别从种子的胚着手，从而使人们对植物的认识建立一种整体的、发展的动态观念。

在大多数情况下，质的观察所涉及的是一些简单的、少数的量，因此还必须有质的观察发展成量的观察。只有由定性观察发展成定量观察，才能较为深刻的认识研究对象。

2．定量观察　定量观察也称观测或测量，它是建立在对自然现象较为深刻认识基础上的一种观察方法，是对研究对象的一种定量描述或定量观测。自然界各种物质运动的质和量是统一的，尽可能地从量的关系上去把握它，才能深刻认识它质的规定性。随着科学向精确化、数字化方向发展，定量观察越来越受到普遍重视，它所用的测量工具和计算方法的精确性也越来越高，特别是电子计算机的应用，提供了更有力的观察手段，成为现代化观察技术的重要标志。

量的观察广泛地运用于天文、生物、物理以及工程技术等领域，使人们对自然现象的观察更加细化、客观、准确。目前，人们运用测量方法，对自然界众多的物质现象加以定量描述，如天文学上，运用观测，确定了天体的位置、大小、运动轨道和周期等；生物学上，运用观测，把光、温度、湿度、土质、水分等对植物生长产生影响的各种因素进行定量分析。

除此之外，观察方法按观察过程是否与实验相联系，可分为自然观察和实验观察；按观察者的自觉程度，可分主动观察和被动观察等。