科学是人类对物质和自然现象的描述，这种描述的主要特征是客观性，其主干常常是建立在直觉和假设之上的推理，而科学实验则是其最好的证明。自古以来人类（包括孩子）面对纷繁的世界和生命的种种奇迹提出的问题有着各种各样的答案。在诗歌、宗教、哲学和艺术之外，科学发挥着它朴素而又伟大的作用。科学的朴素在于它忠实地提供有关自然现象的答案和描述，它容不得半点臆想和夸张。科学的伟大之处在于它作为物质世界的镜子，放射出巨大的光芒，使人类和宇宙对话，科学还意识着严谨和宽容。科学的漫长发展中伴随着语言的产生，人们给物质和自然现象命名（赋予“雨”、“花岗岩”、“云雀”等最初的含义），并使用动词表述它们的动作。说“云雀睡觉了”这就已经涉及到了一点科学，因为它是对客观世界的忠实描述，没有任何的篡改和发挥。它回答了一个关于云雀的基本问题。效应与规律成千上万的可能的句子中，有些看起来是绝对真理。如“松手，石头会落地”和“云雀总有一天会死”描述的事件无可置疑，它包含着自然界中永恒的真理。这些特殊的句子——确切地说是它们描述的事件——就叫“效应”，（句子“电流通过导线会发热”就包含焦耳效应的内容在里面），使看似杂乱无章的自然有了规律可循。就这点而言，我们可以在有些话里使用将来时：（虽然有些草率）“哪天我松开石头，它就会落地”。这些描述尽管有用，但比较模糊：云雀寿命长短不同，石头下落速度不同。要精确表达这些变量，就要有一种方法（度量）和一种语言（数）。数（如天数）还有形状（如太阳的形状）向我们逐渐展示自然界中基础的代数和几何。度量和数学语言起初比较粗糙，随后越来越精细，一些定律、理论和模型应运而生。科学借助于各种不同的看起来毫无联系的效应，渐渐揭开了自然界的深层面纱，如文艺复兴时，在牛顿之前，伽利略就确定了落体定律。在人类蒙昧时代，人们就注意到了“松手石头会落地”。而对石头如何落地的问题（还无人问为什么石头会落地），人们的答案出自同一条逻辑推理思路，权威者的论证使人们更加坚信这些答案。如亚里士多德认为石头下落的速度恒定，伽利略是第一个不相信亚里士多德的人。他决定向自然本身寻求答案，直接测量石头下落的速度。伽利略设计的实验使他能够在较为简化的条件下观察物体的下落，并在一段时间内测出其下落的距离。无论在何时（时间的普遍性）、何地（地点的普遍性）、无论何人（非主观性）进行该实验，结论都是距离与时间不成比例（亚里士多德认为：速度是恒定的），距离与时间的平方成正比（加速度运动）。这时效应就以规律的形式出现了：利用数学公式我们可以在任一时刻算出物体离起始位置的距离。伽利略测量落体运动的方法鉴于物体落到地面上时速度太快，难以准确观察，伽利略想出了一个减缓物体运动的方法。他把球放在一个略微倾斜的斜面上让它滚下，并且通过推算确信球做的是落体运动，不会从根本上改变这一现象。然后他测出球滚过的距离或下落的高度（z），这比较容易；以及滚动的时间（t），在没有精确计时器的情况下，这是很难的。为了解决这一难题，他使用了一个下面带有阀门的蓄水器，测量时，他在放开球的同时打开阀门，让水流入一个罐子，在球滚到底的同时关上阀门。通过称量水的重量，他就得到了相应的时间数据。他多次重复这个实验，每次让球从不同高度滚下，从而获得了一系列有关距离和时间的数据组(z,t)。忽略测量误差，他得出了z与t2成比例变化的公式：z=Kt2（K为常量，在同一地点，或者更广泛地说，在同一纬度或距地心同样距离上它是不变的数值）。亚里士多德的观点（速度恒定说）认为Z=Kt，但事实否定了他的观点。理论和模型牛顿根据他那惊人的概括能力（这种概括已成为科学的大趋势，也就是用越来越统一的表述来描述规律）设想有关地球的规律在各处都适用（在他几十年前，人们就用“宇宙”来指代万事万物，以表述他们对大千世界的直观感受）。牛顿从假定猜想出发，利用数学模型，得出了世界万物（恒星、行星、石头等）之间存在万有引力的相互作用。这一把自然的万物联系起来使之处于完美对称之中的论断，可能是错误的。因为它建立在假定的基础之上，可以被驳倒（合理的实验就可以推翻它）。众所周知，成千上万实验证明了牛顿的说法是对的，但爱因斯坦认为应当走得更远，牛顿的关于宇宙的理论具有某种局限性，不可缺少但还不够完整。这一事例突出说明了科学的主要特点：科学表述的真理性来自自然。真理是客观的却又有局限性。我们的理论（如今我们谦虚地称之为“模型”）是可被驳倒的，它只对现实做一些描绘、描述，要使理论真实可靠——当然有一个不断完善的过程，就要不断用各种各