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观察或观测(英语:Observation)是从一次来源主动获取信息的活动。生物使用感官(例如人类的五官)来观察。在科学中,观察也可以是使用仪器来记录数据。该术语还可以指在科学活动期间收集的任何数据。观察可以是定性的,即只关心属性的存在或不存在;也可以是定量的,通过计数或测量将数值附加给观察到的现象上。

科学
科学方法需要透过观察自然现象以提出并检验假设[1],借此推动科学知识。[2]
制定和检验假设。 该方法涉及一系列迭代步骤,旨在生成和完善科学知识: [3]
- 询问有关现象的问题
- 观察现象
- 提出假说并尝试回答问题
- 尚未被调查的假设的逻辑、可观察的预测该假设在尚未被验证的情况下,可能产生的合乎逻辑且可观察的结果
- 透过实验、观察性研究、实地调研或模拟检验假设的预测
- 根据所搜集的资料得出结论,并修正原有假设或提出新假设,然后重复这一过程。
- 写出观察的描述方法以及得出的结果或结论
- 将研究结果提交给在相同领域具经验的研究人员进行同侪审查
每一步都依赖于可靠且可重复的观察,这些观察构成了科学推理与验证结果的基础。
观察在科学方法的第二步与第五步中都扮演重要角色。然而,“可重复性原则”要求不同观察者所做的观察必须具有可比性与一致性。由于人类的感官印象具有主观性,所产生的是质性资料,这种资料难以标准化、记录或在观察者之间进行比较。为了解决这一限制,人类发展出测量学,以产生客观、量化的观察结果。
测量涉及比较观察到的现象与标准单位,这个标准单位可以是人造物、操作程序,或共同约定的基准。这个标准必须可重现,并且所有观察者都能够取得。测量的结果是一个数值,代表观察对应多少个标准单位。
透过将观察转化为数值,测量让纪录更一致,并有助于观察结果之间的比较。如果两次观察所产生的测量值相同,则可视为在该测量精度范围内是等效的。
然而,人类感官在范围与精确度上都有限,还容易受到视错觉等感知误差的影响,这些限制会影响纯感官观察在科学研究中的可靠性与精准度。
为了克服这些限制,人们发明了各种科学仪器,以延伸与增强人类的观察能力。像是计重秤、时钟、望远镜、显微镜、温度计、相机与录音机等仪器,可以协助更准确、一致地测量在人类感知范围内的现象。[4]
此外,某些仪器则能够检测与记录人类感官无法察觉的现象,例如指示剂、电压表、光谱仪、红外线热成像、示波器、干涉仪、盖革计数器与无线电接收机。这些工具使科学家能够观察到自然感知界限之外发生的事件与过程。[4]
在多数科学领域中,观察本身有时也会影响所观察的对象,甚至可能改变观察结果。这种现象被称为观测者效应。举例而言,测量汽车轮胎内部气压通常需要放出少量空气,这反而会改变原本的气压。
然而,在许多科学领域中,透过先进且精密的仪器,观察所造成的影响可以降到几乎可忽略的程度。这些工具有助于确保测量过程对被研究系统的干扰最小。[4]
从物理过程的角度来看,所有形式的观察——不论是人为的或仪器进行的——都涉及某种形式的放大作用。因此,观察是一种热力学上不可逆的过程,会导致熵增加。[4]
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参见
参考文献
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