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民族

民族（ethnic group），又譯民族集團，是一個以文化為紐帶構成的共同體概念，其內涵與依附於某一國家的國族概念和基於血統的種族概念有些許不同。共同的母語通常被認為是構成一個民族身份的重要因素，也是民族性的核心組成部分。語言作為一個民族形成過程中長期共同生活之產物，是承載民族文化的主要載體，也被認為是決定民族認同感的第一要件。此外，語言並非是構成民族的唯一因素，一些族教群體也被認為是民族，而這些群體通常信仰統一的民族宗教。

## 詞源

在漢語中，民族一詞具有多重指涉，可以表達種族、國族、族群等近似概念，用法受到政治意識型態的影響，容易相互混淆。不同學科對於民族的定義也有許多歧異。民族一詞在以中文翻譯外語時也十分容易混淆。例如民族主義（Nationalism）精確翻譯應為「國族主義」，民族學（Ethnology）精確翻譯應為「族群學」等。

中華民族這一概念本身較為偏向國族概念。辛亥革命之前，革命黨人試圖以當時漢族地區為界建立一個漢民族國家來反抗清廷的民族壓迫，此時的中華和漢族的意義等同，為族群概念。而革命黨人提出五族共和後，中華民族轉變為表示全中國內的所有族群，成為國族概念。

「民族」一詞可以追溯至南朝梁時期蕭子顯《南齊書·高逸傳》：「今諸華士女，民族弗革」，以及唐朝李筌《太白陰經》：「愚人得之，以傾宗社，滅民族」，但其含義為民眾。

近代日本譯者翻譯歐洲著作（主要是德人著作），以民族（みんぞく）一詞對應 「國族」（Nation）或「族群」（Ethnic group），之後傳入中國。這使漢語的「民族」一詞具有多重指涉，「民族」的概念又開始分化，與「種族」、「國族」、「族群」等人們共同體相區別。在現代日語中，民族（みんぞく）一詞專指族群，國族則以國民（こくみん）一詞替代。

## 馬克思主義意義下的民族

馬克思去世之後，恩格斯在1884年所出版的《家庭、私有制和國家的起源》，被視為馬克思主義民族學的第一本經典著作。提到了民族形成的規律。人結合成群；由血緣關係組成原始的家庭型式並形成親屬制度，逐漸排除同胞的性交關係；共祖的血族團體結成氏族，氏族結成部落，進而結成部落聯盟，融合成「人民（Volk）」；隨著生產力的增加，分工擴大，新的生產關係出現，新階級產生，使得氏族制度漸漸不能負荷而消滅，隨之產生由「新國族（Nation）」組成的國家。

從氏族到國家，「民族」的用法有兩種；前一種是相應著血緣關係而使用的「volk」，後一種則是充滿著現代「國族」國家意味的「nation」。也就是說，恩格斯在提到民族的發展規律時，所指的現代的民族或資本主義社會下的民族，應該是相應著現代國家逐漸成形，涉及到以國家意識為核心的人們共同體所構成的「國族（nation）」。這個詞必須依附於「國家」形成的論述脈絡，才有它的地位的。

民族、國族既然依附於國家體制的產生，相應於資本主義社會，只是特定歷史發展階段中的一個產物。等到國家體制所服務的資產階級對無產階級的壓迫出現之後，《共產黨宣言》中所謂「統一的民族階級利益」就讓位給了階級利益；在階級對立中，只要能消滅最基本壓迫型式的階級壓迫，其他型式的壓迫（包括民族壓迫）就會隨之解決。等到那個時候，民族、國族將會像國家一樣，失去存在的必要而自然消亡。

1912年，時任真理報編輯的史達林，為了解決第二國際及俄共內部對民族自治、國族自決的爭議，被列寧派到維也納去寫國族問題的小冊子。其成果就是被馬克思主義國族理論引為「民族」定義聖經的《馬克思主義和民族問題》。從現代的國族研究看起來，這個定義相當粗糙。但史達林從歷史唯物論的角度，以明確的客觀特徵首次為「國族」提出了定義：

國族是人們在歷史上形成的一個有共同語言、共同地域、共同經濟生活 以及表現於共同文化上的共同心理素質 的穩定的共同體。

國族也和任何歷史現象一樣，是受變化法則支配的，它有自己的歷史，有自己的始末。......只有一切特徵都具備才算是一個國族。

國族不是普通的歷史範疇，而是一定時代即資本主義上升時代的歷史範疇。

日後，中華人民共和國建國之後，即引史達林定義的這四項國族特徵，為中國境內的少數民族進行民族識別和民族認定。

2005年，中華人民共和國對民族的定義：

民族是在一定的歷史發展階段形成的穩定的人們共同體。一般來說，民族在歷史淵源、生產方式、語言、文化、風俗習慣以及心理認同等方面具有共同的特徵。有的民族在形成和發展的過程中，宗教起著重要作用。

中華人民共和國將血統視為認定公民的民族成份的大前提。

## 參考資料

### 參考文獻

（按照作者姓氏漢語拼音順序排列）

- 朱浤源，1988，從民族到國家：論Nation意義的蛻變。中山社會科學譯叢 3：118-32。
- 中共中央馬克思恩格斯列寧史達林著作編譯局 編，《馬克思恩格斯選集》第四卷，1972。北京：人民出版社。（恩格斯「家庭、私有制與國家的起源」）
- 中共中央馬克思恩格斯列寧史達林著作編譯局 編，《史達林全集》第二卷，1953。北京：人民出版社。（史達林「馬克思主義與民族問題」）
- 王柯： 〈「民族」，一個來自日本的誤會〉 （2003）
軍事學

軍事學與甚多範疇有關，主要與戰爭有關。此外，軍事學本身包含了各種學問。軍事是政治的一部分，戰爭是政治的一種延續，是一國或者集團用暴力手段達到自己目標和目的的方式，而目標和目的往往與利益有關。戰爭是軍事的集中體現，但不是唯一的體現。第二次世界大戰（1939年－1945年）後的美國和蘇聯冷戰，就是一種威懾基礎上的迴避戰爭方式的鬥爭。在人類可以看到的未來，軍事始終是政治生活中重要的方面，並在科學技術上對人類生活予重大影響：人類很多科技成就往往先產生於軍事領域然後普及到非軍事領域的。

## 古代軍事學

孫子兵法

## 現代軍事學體系

現代軍事包括軍事理論和軍事科技兩大部分。

- 軍事理論:軍隊的建設目的是存在一支能擊敗任何敵人的綜合力量。它明確軍事思想集成·裝備需求·作戰訓練的方向，從而根據時代要求展開各項工作來培養軍隊以滿足作戰需要。它武裝官兵思想，增強作戰信念和效能；它整合現有力量，增強針對性和攻擊性；它明確軍隊建設方向，增強軍隊建設的迫切性和競爭性。
- 軍事思想
- 戰爭
- 武裝力量
- 軍隊
- 軍事家
- 戰略學
- 軍事制度
- 軍隊政治工作學
- 軍事歷史學
- 軍事地理學
- 軍事技術科學：主要研究現代各種武器、工程
- 陸軍
- 海軍
- 空軍
- 裝甲兵
- 軍事技術與裝備
- 邊緣學科
- 軍事語言學
- 軍事史

## 軍事名著

- 《武經七書》（包括《孫子兵法》、《吳子兵法》、《尉繚子》、《司馬法》、《六韜》、《三略》、《唐李問對》）
- 《戰爭論》
- 《孫臏兵法》
- 《三十六計》
- 《戰爭藝術》
- 《海權論》、《制海權》、《封鎖》、《存在艦隊》、《大艦巨砲主義》
- 《制空權》、《密接支援》、《戰略轟炸》、《聯合作戰》
- 《紀效新書》
- 《火力支援》、《滲透戰術》、《人海戰術》、《閃電戰》

## 中華人民共和國教育部門的學科分類

根據中華人民共和國教育部的定義，其下屬的一級學科有：軍事思想及軍事歷史、戰略學、戰役學、戰術學、軍隊指揮學、軍制學、軍隊政治工作、軍事後勤學、軍事裝備學、軍事訓練學。
資訊科學

資訊科學（Information science），舊稱情報學（漢語中的日語借詞），主要是指以資訊為研究對象，包含資訊的分析、收集、分類、處理、儲存、檢索、傳播和保護。從發展脈絡來看，資訊科學與電腦科學、心理學、科技和情報機構有相當的關聯，但是資訊科學還包括了檔案學、圖書資訊學、博物館學、認知科學、商業、法律、語言學、管理學、數學、哲學、公共政策和社會科學等各個領域，是以擴展人類的資訊功能為主要目標的一門綜合性學科。

## 研究內容

- 資訊存取
- 資訊架構
- 競爭情報
- 知識管理
- 資訊管理
- 資訊檢索
- 資訊尋求
- 資訊社會
- 知識表示
- 知識本體論
- 理論資訊學
- 資訊科技
- 資訊系統和資源管理
- 資訊哲學

## 理論基礎

作為一門新型的綜合性學科，資訊學的理論主要是建立在數學中的離散數學之上的。因為資訊學所研究的對象資訊本身即是離散體。在某些特定的條件下，資訊學與電腦科學是等價的。
力學

力學（mechanics）是物理學的一個分支，主要研究能量和力以及它們與物體的平衡、變形或運動的關係。

## 發展歷史

隨著人們在日常勞動中使用槓桿、打水器具等次數的增多，而逐漸認識物體受力，及其平衡的情況。古希臘時代，阿基米德曾對槓桿平衡、物體重心位置、物體在水中受到的浮力等，作出系統研究，從中確定它們的基本規律，並初步奠定了靜力學，即平衡理論的基礎。不僅如此，古希臘科學家亞里斯多德也提出了作用力造成運動的主張，即物體不受力，必將停止。

自文藝復興之後，科學革命興起，伽利略的自由落體運動規律，以及牛頓的三大運動定律皆奠定了動力學的基礎。力學從此開始成為一門科學。此後彈性力學和流體力學基本方程的建立，使得力學逐漸脫離物理學而成獨立學科。直到20世紀初，在流體力學和固體力學中，實際應用與數學理論的互相結合，使得力學掘起並且創立了許多新理論，同時也解決了工程技術中大量關鍵性問題。

## 古典力學及量子力學

力學主要可分為古典力學及量子力學。

若以發現的時間來看，古典力學較早被發現，啟源於牛頓的三大運動定律，量子力學則是20世紀初才由許多科學家所創立。

古典力學主要研究低速或靜止的宏觀物體。克卜勒、伽利略，尤其是牛頓是古典力學的奠基人。

量子力學應用範圍較廣，不過主要是針對微觀的物質。根據對應原理，量子數相當大的量子系統可以與古典力學中的行為模式相對應，使得量子力學及古典力學不會相衝突。量子力學可以解釋及預測分子、原子及基本粒子的許多行為。不過針對一般常見的巨觀系統，若使用量子力學會複雜到無法處理粒子間的交互作用，因此，巨觀系統透過古典力學的方式處理仍較為恰當。

## 相對論及牛頓力學

量子力學將力學延伸到經典力學以外的範圍，而愛因斯坦的廣義相對論及狹義相對論也將原來牛頓及伽利略的力學擴展到更大的範圍。在物體速度接近光速時，因相對論而產生的效應會主導物體的行為，也會使其速度不會超過光速。量子力學也需要配合相對論進行修正，量子場論就是量子力學和狹義相對論的結合。不過量子場論和廣義相對論目前仍無法整合，這是大一統理論希望可以克服的問題。

## 依研究物體來分類

在力學中，常用一個稱為「物體」的名詞，而它可能是質點、拋體、太空船、星體、某些流體、某些固體、某些機械或某些土木建築。

事實上，力學中的一些分支也和所探討的「物體」特性有關。例如質點就是小的物體，其在古典力學中只被視為一個有質量的點。而剛體則有固定的大小及尺寸，不允許形變，和質點比較，剛體增加了一些稱為自由度的參數，例如在空間中的方向。

其次，物體也有可能是可允許形變的半剛體，如彈性體，或者根本沒有固定的形狀，如流體。這些物體可利用古典力學的方式研究，也可以利用量子力學來分析。

例如一顆棒球的運動常使用古典力學來分析，而原子核內質子及中子的行為則通常會使用量子力學描述。

## 主要分支學科

在物理學的研究中，也有用「場」來描述物質的行為，稱為場論。其描述方式和力學使用的方式有些不同，可分為古典場論及量子場論。不過在實務上，場論及力學要探討的內容常常有密切的關係。例如作用在物體上的力常常是因為電磁場或重力場而產生，而當物體對其他物體產生作用力時，也常常會產生場。事實上，若以量子力學的觀點，物體也是場，可以用波函數來描述。

- 經典力學（基礎力學）
- 質點及剛體力學
- 應用力學或稱工程力學
- 靜力學
- 運動學
- 動力學
- 分析力學
- 拉格朗日力學
- 哈密頓力學
- 連續介質力學
- 固體力學
- 材料力學
- 彈性力學
- 塑性力學
- 損傷力學
- 接觸力學
- 斷裂力學
- 結構力學
- 土力學
- 流體力學
- 流體靜力學
- 流體動力學
- 空氣力學
- 水力學
- 生物力學
- 天體力學

## 延伸閱讀

- Robert Stawell Ball (1871) Experimental Mechanics from Google books.

## 外部連結

- iMechanica: the web of mechanics and mechanicians
- Mechanics Definition
- Mechanics Blog by a Purdue University Professor
- The Mechanics program at Virginia Tech
- Physclips: Mechanics with animations and video clips from the University of New South Wales
- U.S. National Committee on Theoretical and Applied Mechanics
- Interactive learning resources for teaching Mechanics
- The Archimedes Project
- Engineering Fundamental Solid & Fluid Mechanics
地質學

地質學（geology）是對地球的起源、歷史與結構進行研究的學科。主要研究地球的物質組成、內部構造、外部特徵、各圈層間的相互作用和演變歷史。在現階段，由於觀察、研究條件的限制，主要以岩石圈為研究對象，並涉及水圈、大氣圈、生物圈和岩石圈下更深的部分，以及涉及其他行星和衛星的太空地質學。

## 地球歷史學

地質時間尺度涵蓋了整個地球歷史。其起點開始於最早的太陽系材料生成時，約在4.567Ga，地球的出現約在4.54 Ga，一開始稱為冥古宙，最年輕的地質年代則是全新世。

### 重要的地質事件

- 4.567 Ga（十億年前）：太陽系形成
- 4.54 Ga：地球吸積
- 約 4 Ga：後期重轟炸期的結束，出現第一個生命
- 約 3.5 Ga：開始光合作用
- 約 2.3 Ga：有含氧的大氣，第一起雪球地球事件
- 730–635 Ma（百萬年前）：第二起雪球地球事件
- 542 ± 0.3 Ma：寒武紀大爆發－具有堅硬結構的生命大量出現，古生代開始
- 375 Ma：第一批脊椎動物進入陸地
- 251 Ma：二疊紀－三疊紀滅絕事件 – 90%的陸地生物死亡，古生代結束，中生代開始
- 66 Ma：白堊紀－第三紀滅絕事件 – 非鳥恐龍滅絕，中生代結束，新生代開始
- 約 6 Ma：人族生物出現
- 3.9 Ma：智人的直接祖先南方古猿出現
- 200 ka（千年前）：第一個現代的智人在東非出現。

### 地質年代比例

如果把地球誕生到現在的大約45億年縮小到1年，則人類（Homo sapiens）存在的時間只有極短的兩分鐘。

┌古└｜NOWRAP |

前寒武紀｜n/a｜┐新┘

NOWRAP | 冥古宙｜太古宙｜元古宙｜顯生宙

NOWRAP |｜古生代

NOWRAP | 1月｜2月｜3月｜4月｜5月｜6月｜7月｜8月｜9月｜10月｜11月｜12月

### 顯生宙

把顯生宙放大：

┌古└｜NOWRAP |

古生代｜中生代｜新生代｜┐新┘

NOWRAP | 寒武紀｜奧陶紀｜泥盆紀｜石炭紀｜二疊紀｜三疊紀｜侏羅紀｜白堊紀｜古近紀

NOWRAP | 11月中旬｜30｜12/1｜5｜10｜15｜20｜12/31

## 地質學學史

對地球的物質成分的研究最早至少可以追溯到古希臘泰奧弗拉斯托斯的著作《論岩石》（Peri Lithon）。在古羅馬時期，老普林尼詳細的描述了常用的一些礦物和金屬，還正確的解釋了琥珀的來源。

一些現代學者（如菲爾丁·赫德森·加里森）認為，現代地質學開始於中世紀伊斯蘭世界。比魯尼就是最早的中世紀伊斯蘭地理學之一，他的著作有最早的敘述印度地質的文章，提出了印度次大陸曾經是海洋的假設。伊斯蘭學者伊本·西那對山脈的形成，地震的原因，以及其他一些現代地理學的論題給出了詳細的解釋，這些內容為日後地質學的發展提供了基礎。在中國，博學家沈括（1031–1095）提出陸地形成的假說。他在一個離海洋幾百公里遠的山中的看到，在一個地質地層里有貝殼類生物化石。由此他推論，陸地是由山脈的侵蝕和淤泥的沉積所形成的。

很早以前，地質學的知識比較零星分散。關於這方面的知識，如從地中開採金屬、黏土、煤和鹽的一些知識，早已為礦工和有關的人們所知曉，而自然哲學家們則大都脫離這些實踐，獨立形成自己的思辨性的地質理論。

地質學在18世紀開始成為一門獨立的科學，並在19世紀早期達到成熟階段。

1790年至1830年這一段時期被稱為「地質學的英雄時代」。在這個時期，在考察岩層順序以及岩層所含礦物和化石上，人們做了大量工作。在現階段，由於觀察、研究條件的限制，主要以岩石圈為研究對象，並涉及水圈、大氣圈、生物圈和岩石圈下更深的部位，以及涉及其他行星和衛星的太空地質學。工作方法的一大進步表現在用根據化石內容來進行岩層分類。

地質學史上有三場著名的爭論。

其一為水成論與火成論之爭，發生在18世紀末。爭論的焦點在於岩石的形成理論，一方以德國科學家亞伯拉罕·戈特洛布·維爾納為代表，強調形成岩石過程中的水的作用；另一方以蘇格蘭科學家赫屯為代表，強調火的作用。現今已經知道，岩石主要由三大類構成，除了水成為主的沉積岩和火成為主的岩漿岩，還存在一類變質岩。水成過程和火成過程在岩石的形成中都扮演了重要角色。

其二為災變論與漸變論（也稱均變論）之爭，發生在19世紀早期。持災變論觀點的學者認為，地球歷史上曾發生過多次大的災難，是災難導致了舊的物種的滅絕和新物種的再創造。持漸變論觀點的學者認為，物種演化的動力來自於微弱的地質作用在地球演變過程中的長期積累，不依靠大型的災難也能夠發生。

第三場爭論是固定論與活動論之爭。固定論學說認為地殼的位置是永遠不變的，其運動方式以垂直運動為主。傳統的地槽、地台學說就是一種固定論學說。活動論學說認為地殼的運動是以水平運動為主的，垂直運動雖然存在，但是是水平運動過程中派生出來的（比如兩地塊水平擠壓處地殼向上隆起）。活動論隨著板塊構造學說的發展，逐漸被學者所認同。

## 其他分支學科

- 基礎學科
- 礦物學
- 岩石學
- 礦床學
- 地球化學
- 地質史
- 古生物學
- 地層學
- 歷史地質學
- 古地理學
- 地質年代學
- 區域地質學
- 天文地質學
- 地球深部地質學
- 應用地質學
- 水文地質學
- 工程地質學
- 軍事工程地質學
- 環境地質學
- 災害地質學
- 金屬礦產地質學
- 非金屬礦產地質學
- 石油地質學
- 煤地質學
- 找礦勘探地質學
- 礦山地質學
- 其他
- 地球物理勘探
- 地球化學勘查
- 礦業工程
- 數學地質學
- 第四紀地質學
- 冰川地質學（古冰川學）
- 宇宙地質學（空間地質學）
- 構造地質學
- 海洋地質學
- 地震地質學
- 火山地質學
- 前寒武紀地質學
- 農業地質學
- 動力地質學
- 實驗地質學
- 野外地質學
- 同位素地質學
- 月質學
- 軍事地質學
- 軌道地質學
- 地層地質學
- 海底地質學
- 地表地質學
- 工程地質學

## 經典著作

- 地質學原理（可以作為地質學例證的地球與它的生物的近代變化）
氣象學

氣象學（meteorology）是把大氣當作研究的客體，從定性和定量兩方面來說明大氣特徵的學科，集中研究大氣的天氣情況和變化規律和對天氣的預報。氣象學是大氣科學的一個分支。

天氣學（synoptic meteorology）又稱綜觀氣象學，是大氣科學中研究各種天氣現象發生發展的規律，以及應用這些規律來製作天氣預報的學科；其為專門對天氣圖資料之研究與分析的一種氣象學，內容包含地面氣象觀測、高空圖、熱力圖及衛星雲圖分析，為每日天氣預報的主要依據。

## 發展歷史

第一位建立氣象學的人是古希臘哲學家亞里斯多德。在他的專書《氣象匯論》中，他最先敘述和粗淺地解釋了風、雲、雨、雪、雷、雹等天氣現象，而這書是世界上最早的氣象書籍。直到18-19世紀，由於物理學和化學的發展以及氣壓、溫度、濕度和風等測量儀器的陸續發明德國人布德蘭繪製了第一張地面天氣圖，開創了近代天氣分析和預報方法。1835年，法國人科利奧里提出風偏轉的概念；而1857年荷蘭人白貝羅提出風和氣壓的關係，他們的概念都成為大氣動力學和天氣分析的基礎。1854年11月14日克里米亞戰爭期間，一場暴雨使亨利四世的軍艦及商船毀壞殆盡，造成400人死亡，當時的國防部長瓦揚（Vaillant）請天文學家於爾班·勒維耶負責找出原委。經過研究後，於爾班證明這場暴風雨在11月12日即已存在，且在兩天之內便自西北往東南方向襲捲整個歐洲。因此他指出影響天氣的大部份因子都具有遷移性。此次事件使他認為有必要發展氣象學，他促使這門學科在1855年獲得正式地位，現代氣象學就此踏出第一步。

1920年前後，挪威的皮耶克尼斯父子提出了一套名為「極鋒學說」的理論，來說明中緯度地區的天氣變化情況。這套理論在1920年代發表之後，至今已有百多年，但仍然是今日作天氣預報的主要理論依據，亦為分析和預報未來1-2天的天氣奠定了理論基礎。1930年代，無線電探空儀的廣泛使用，真正開始了三維空間的大氣科學研究。根據大量探空資料繪製的高空天氣圖，發現了大氣長波。1939年卡爾-古斯塔夫·羅斯貝提出了長波動力學，他的理論亦對天氣預報有莫大的貢獻。到了1950年代至60年代，電腦、天氣雷達，衛星和遙感的技術的應用，使大氣的各種現象，大至大氣環流，小至雨滴的形成過程，都可依照物理學和化學的數學形式來表示，例如熱力學第一定律、偏微分。從而使大氣科學有了突飛猛進的發展。

## 研究方法

氣象學研究的方法主要有：

### 觀測研究

觀測研究是藉觀測去了解不同的大氣現象，可以說是氣象學理論的其中一塊基石，亦是一般氣象愛好者所關注的。觀測方法亦有很多種，氣象站、高空氣球、衛星雲圖、雷達回波圖等。觀測研究不只是觀測，也有一定程度的歸納和分析，例如一句「明天轉冷」，便是一種分析。此外，繪製天氣圖、整理熱帶氣旋路徑、氣候區域分類等，亦是觀測研究所要做的。

### 理論研究

理論研究有三大部份，除觀測外，物理和數學對理論研究亦很重要。理論可以從兩方面產生，一方面是從觀測數據中直接建立出來的，例如分析熱帶氣旋強度的德沃扎克分析法，另一方面是從物理理論或其他氣象理論演化出來的，例如地轉方程、氣壓梯度方程等。物理理論很多時需要數學的幫助，反過來說，數學語言有時更能使我們明白物理和氣象理論。

### 數值模式研究

現代的天氣預報即是建立在數值模式上，數值模式透過非線性方程式以及超級電腦的插點格運算，反演出一地區未來數天天氣。數值模式研究是較少人所認識的，它們都需要相當的理論知識、電腦程序技巧和實驗技巧。數值模式研究會把不同的物理和氣象方程，以電腦程序的方式放進電腦裡，再計算出未來溫度、濕度、氣壓、風向等變化，以協助天氣預報或理論研究。

比較有名的天氣數值模式有：

- 歐洲中期預報中心
- 美國 UCAR MM5
- 美國 UCAR WRF
- 中國氣象局開發的 GRAPE

### 實驗研究

實驗研究同樣是較少人所認識的，實驗研究因數值模式研究的出現而比往日式微，但亦有其存在價值，例如要驗証某些理論，數值模式研究是做不到的。

另外，一些氣象學研究需要實地觀測數據，往往需要到野外進行實地考察、觀測，收集觀測數據。

## 氣象學概念與研究主題

- 大氣動力學
- 干空氣氣體常數
- 科里奧利力
- 准地轉模型
- 大氣波動
- 長波動力學（羅斯貝波、開爾文波）
- 淺水模型
- 納維爾-斯托克斯方程
- w方程
- 湍流（卡門渦街）
- 氣團、對流概念
- 雲和降水物理學
- 雲凝結核
- 氣溶膠
- 雲的分類
- 低雲、中雲、高雲、直展雲
- 積雲、層雲、捲雲、積雨雲
- 冰雲、水雲、混合雲
- 氣象要素、天氣預報
- 氣溫、降水、濕度、大氣壓、風
- 天氣圖
- 等壓線、位勢高度
- 位溫、溫度遞減率
- 渦度
- 露點
- 衛星雲圖
- 天氣系統
- 鋒面（冷鋒、暖鋒、准靜止鋒、錮囚鋒）、高空急流、西風急流
- 氣旋和反氣旋
- 颶風或颱風
- 溫帶氣旋
- 副熱帶高氣壓
- 冷渦
- 熱帶輻合帶
- 阻塞高壓和切斷低壓
- 中尺度系統
- 颮線
- 對流雲
- 大氣光學
- 暈、彩虹（霓）、華、峨眉寶光、假日
- 雷電
- 閃電、雷、高層大氣閃電
- 氣候、氣象災害
- 聖嬰現象、拉尼娜、季風、信風
- 颱風、洪水、乾旱、沙塵暴、寒潮、熱浪、冰暴
- 天氣現象
- 降水、霧、雪、陣雨、霰、冰雹、冰珠、凍雨、霧凇、冰針、露、霜、雨夾雪（霙）
- 沙塵暴、霾
- 暴風雪、暴雨、強對流天氣、龍捲風、下擊暴流
- 極光、地磁暴
- 氣象觀測手段
- 陸基（自動氣象站）、海基（測量船、浮標）、空基（航測）、天基（衛星遙感）
- 人工影響天氣
- 人工降雨、人工除雹
- 氣象測量儀表和設備
- 風速計、氣壓計、濕度計、溫度計、雨量計、風向標、雷達、地球觀測衛星、都卜勒雷達

## 氣象學的研究尺度

### 行星尺度（氣候尺度）

水平尺度達10000公里，大氣超長波，超大型系統如南亞高壓、熱帶輻合帶等。

### 大尺度

水平尺度大約1000～10000公里、時間尺度在幾周到數月，地區性大型天氣系統，比如蒙古高壓、夏威夷高壓、阿留申低壓、亞速爾高壓、西太平洋副熱帶高壓等。

### 中尺度（天氣尺度）

水平尺度100～2000公里，時間尺度一天到十幾天。研究對象如熱帶氣旋，各種規模較小的切斷低壓（或低渦）與阻塞高壓，鋒面過程等。

### 小尺度

水平尺度100公里以內，還有細分微尺度的（10公里以內），時間在幾小時的尺度。研究對象如雷暴雲團、龍捲風、塵捲風等等，時效性要求極高，比較困難。

## 應用

### 天氣預報

氣象學主要應用就是天氣預報，根據天氣預報可以指導生產生活等多方面活動。以下其他氣象學應用主要就是天氣預報的應用。

### 交通

根據天氣預報，當災害性天氣來臨時有必要暫停航空、航船和鐵路交通。

### 工農業生產

當災害性天氣來臨時不宜進行某些工農業活動，比如暴雨時應當暫停施工，高溫低溫時減短或暫停施工。農業種植也需要考慮天氣狀況來安排各項生產活動。

### 戶外大型活動

戶外大型活動如奧運會、大型馬拉松等需要考慮天氣因素，天氣不宜時應當推遲或取消。

## 外部連結

- Glossary of Meteorology - From the American Meteorological Society, an excellent reference of nomenclature, equations, and concepts for the more advanced reader.
海洋學

海洋學（oceanography）是研究海洋的自然現象、性質及其變化規律，以及開發利用海洋的知識體系。它是研究海洋的地理學的分支。它涵蓋了廣泛的主題，包括生態系統動力學、洋流、波浪、地球物理流體動力學。板塊構造、海底地質，以及各種化學物質和物理性質在海洋內及其邊界的通量。這些不同的主題反映了海洋學家融合多個學科對世界洋的進一步認識和對天文學、生物學、化學、氣候學、地理學、地質學、水文科學、氣象學、物理學中的過程的理解。古海洋學研究了地質歷史中海洋歷史。

## 發展歷史

人類在史前時代就有了關於海浪和洋流的知識。科學形式海洋研究的雛型可以追溯到古希臘，亞里斯多德和斯特拉波記錄下了對潮汐的觀測。但早期海洋探索主要目的在於製圖，儘管也用了鉛線做深度探測，人類對海洋的了解相當長時間都局限在淺層區域。19世紀中葉，英國皇家海軍嘗試繪製全世界的海岸線，發現大部分海洋似乎都相當深。

開啟現代科學海洋學的是1872-76年的挑戰者號遠征。英國政府1871年接受皇家學會的建議，宣布探索世界大洋並進行科學調查。由威維爾·湯姆森和約翰·默里發起，改裝了皇家海軍的挑戰者號並配備獨立的自然史和化學實驗室。在湯姆森的科學監督下，近7萬海里（13萬公里）的航程總共進行了492次深海探通、133條海底挖掘、151次開闊水域拖網和263次連續水溫觀測，並發現約4700種新的海洋生物。挑戰者號遠征是人類史上第一次真正海洋巡航的科學考察，為整個學術和研究學科奠定了基礎。約翰·默里之後在愛丁堡大學繼續研究，這裡在20世紀仍然是海洋研究的中心。默里是第一個研究海洋峽谷的人，特別是大西洋中洋脊，並繪製了海洋中的沉積物。他試圖根據鹽度和溫度的觀測繪製出世界洋流，並首先正確地了解珊瑚礁發展的性質。

十九世紀末，其他西方國家陸續派出科學考察隊。第一艘海洋調查船，美國的信天翁號建於1882年。1893年，挪威科學家弗里喬夫·南森讓他的調查船前進號凍結在北極的海冰上三年，長時間在固定地點獲得海洋學、氣象和天文數據。由約翰·默里和約翰·霍傑特所領導1910年為期四個月的北大西洋考察團，是迄今最雄心勃勃的海洋學和海洋動物學計畫。第一次聲學測量海深在1914年。1925年至1927年間，「流星」考察隊使用回聲測深儀收集了70,000次海洋深度測量，探勘大西洋中洋脊。

50年代，瑞士物理學家奧居斯特·皮卡爾發明深潛艇，並利用里雅斯特號來研究海洋的深度。1953年，莫里斯·尤因和布魯斯·C·希森發現了沿著大西洋中洋脊延伸的全球洋脊系統; 1954年，蘇聯的北極研究所發現了北冰洋的海底山脈。1960年哈里·哈蒙德·赫斯發展了海底擴張學說。1958年美國核潛艇鸚鵡螺號第一次在北極進行了冰封航程，並抵達北極點。1962年，聖地牙哥加利福尼亞大學建立了能夠在所有海洋中運作，長108公尺的浮式儀器平台（FLIP）。

70年代開始，大型電腦開始應用於海洋學，對海洋條件進行數值計算，視其為整體環境變化預測的一部分。同時也廣泛地設置海洋浮標，以取得更完整的觀測資料。另外，大洋鑽探計劃始於1966年。海底熱泉則在1977年由約翰·科里斯和羅伯·巴拉德搭乘阿爾文號發現。

近年來海洋學的研究特別著重在海洋酸化、海洋熱含量、洋流、聖嬰現象、甲烷水合物蘊藏、碳循環、沿海侵蝕、風化和氣候變化中氣候回饋的交互作用。研究海洋與了解全球氣候變遷、潛在的全球暖化和相關生物圈問題有關。由於蒸發、降水以及熱通量（和太陽日照），大氣和海洋是緊密聯繫的。風壓是驅動洋流的主要動力，海洋是大氣二氧化碳的吸收庫。所有這些因素都與海洋的生物地球化學有關。

## 學科體系

### 學科分支

海洋學研究分為四大部分：

- 物理海洋學，或稱海洋物理學，研究海洋的物理屬性，包括溫度-鹽度結構、混合層、表面波、內波、表面潮汐、內部潮汐和洋流。
- 化學海洋學，或稱海洋化學，是研究和了解海水特性及其變化的基礎;海洋網路則以地球化學循環為基礎。
- 地質海洋學，或稱海洋地質學，研究海底地質，包括板塊構造和古海洋學。
- 生物海洋學，或稱海洋生物學，研究海洋環境的物理、化學和地質特徵中，海洋生物的生態學，以及個體海洋生物的生物學。

### 相關學科

- 水文學
- 水文地理學
- 沿海地理學
- 生物地理學
- 冰川學
- 氣象學
- 氣候學
- 地球物理學
- 海洋科學
- 環境科學
- 生物地球化學

### 應用與交叉學科

- 航海海洋學
- 漁場海洋學
- 軍事海洋學
- 區域海洋學
- 海洋氣象學
- 海洋環境學
- 海洋考古學
- 海洋工程
- 海洋石油和天然氣開採工程
- 深海採礦工程
- 海洋能開發工程
- 海洋水下工程
- 海洋空間開發工程
- 海岸工程
- 海港工程
- 圍海工程
- 海水養殖
- 海水淡化工程
- 海水綜合利用工程
水文學

水文學（Hydrology）屬於地理學，研究的是關於地球表面、土壤中、岩石下和大氣中水的各種行為，包含水循環、含量、分布、物理化學特性、對物質影響以及與所有生物之間關係的科學。

## 水文的基本概念

### 水循環

水分子藉由吸收太陽的輻射能，使其從海水或是陸地蒸發，可因為地面溫度過低而直接在蒸發後不久凝結於地表，甚至凝固稱做霜，大多數情況蒸發的水分子，或稱做水蒸氣，上升至高空，因寒冷而凝結成雲，再以雨水、雪、冰雹等形式降至海洋、陸地，若降落在寒冷高地則可能形成冰川，或在較為平緩的地勢匯集形成湖泊或河流，或是滲入土壤成為地下水，隨後河水、湖水、地下水等液態水分子再流入海洋，這當中可能還伴隨著蒸發。由於這個過程可以不斷的循環發生，因此稱為水循環。在水循環的過程中，還必需顧及生物系統對於水資源的遲延作用，同時地表滯留窪蓄、植物截留與中間流的效應也是水循環的一部份。

### 水平衡

水平衡是指地表上某一區域，在一定時間之內，水量收入和支出的均衡狀態。全球海陸總降水量又與總蒸發量保持平衡，大約57萬立方公里。儘管整體來說全球保持水平衡，但不同地區，因為氣候的差異，使得水平衡會隨著時間、空間產生變化，一般而言，降水量與蒸發量的差額稱為逕流量，包括地面水體與地下水。逕流量可以反應一地可用水的盈虧，也就是一個地區是否為剩水區或缺水區，更意味著逕流量的差距，在不同地區會影響人們用水的習慣。例如在以色列，該國因地處副熱帶高壓區，因大量蒸發與缺少降水，儘管約旦河流經而該國，逕流量仍為負值，而在農業上發展出對水的高度節約使用技術，稱為「滴灌」。

### 水資源

地球上總水量約有13.8億立方公里。其中以海水的儲量最大，佔據96.5%，而人類生活所仰賴的淡水資源，則分布在地下水、河川、湖泊、冰川等分布在陸地上的水體，實際上可以讓人類直接利用者為地下淡水、淡水湖、河水，不及世界總水量1%（見下文水體儲量表格）在各大陸上，淡水資源分布極為不均，世界上水資源最豐富的地區是赤道區，尤其是南美洲與非洲具有陸地的赤道區，而相對較為乾燥的地區，則是副熱帶高壓區，以及溫帶大陸內部。

### 水污染

水體之中含有化合物，可能包括離子化合物或分子化合物等，一旦這些化合物包含著對人類、動植物或是生態環境帶來危害，便稱為水污染。例如在河川上游的水庫、集水區域，因為人類活動而受到污染時，可能會造成優養化的現象，則會干擾水資源的提供與分配。而下游則會因為工業廢水、都市廢水等，使得水資源失去了被觀賞、遊玩、垂釣、生態棲息的功能。

## 特殊形態的水體

### 河流

當降水量超過地面的滲入量，過剩的雨水會沿著地表的坡度向海拔較低處流動，經年累月會在地表上刻劃出小的紋路或水溝，長期下來會因為持續侵蝕溝道而形成具有固定流道的河流。

### 湖泊

水體在地表凹陷處長及積聚，終年不乾不涸，且水深在五公尺以上者稱為湖泊。分布於外流河流域的湖泊，由於湖水外流，鹽類不會堆積，因此多為淡水湖；分布遠離海岸的內流河流域之湖泊，鹽類積聚容易，多成為鹹水湖。

### 冰河

高山或兩極地區的積雪由本身壓力形成冰塊，又因重力作用而沿地表坡度滑動，這種移動的大冰塊稱為冰河，亦稱冰川。

### 地下水

廣義地下水指降水滲入地面後，儲存在地面以下的水體，包含不飽和帶土壤水，和飽和帶地下水，後者為狹義地下水。

### 海洋

地表上除陸地以外的廣大鹹水域。包括太平洋、大西洋、印度洋、地中海、北冰洋等，約占地表面積71%。

## 各種水體儲量表

水體種類｜儲量（千立方公里）｜佔總水體千分比｜佔總淡水千分比｜滯留時間

海水｜1,338,000｜965.3｜——｜2500年

地下鹹水｜12,870｜9.3｜——｜深層1400年

地下淡水｜10,530｜7.6｜300.6｜深層1400年

永凍土底水｜300｜0.22｜8.6｜10000年

土壤水｜17｜0.01｜0.5｜1年

鹹水湖｜85｜0.06｜——｜17年

淡水湖｜91｜0.07｜2.6｜17年

沼澤水｜12｜0.008｜0.3｜5年

河水｜2｜0.002｜0.06｜16天

生物水｜1｜0.001｜0.03｜數小時

冰川｜24,064｜17.36｜686.97｜極地9700年高山1600年

大氣水｜12｜0.01｜0.34｜8天

水體總計｜1,385,984｜1000｜——｜——

淡水總計｜35,029｜25.3｜1000｜——

## 分支學科

- 河流水文學（也稱「河川水文學」）
- 湖泊水文學
- 沼澤水文學
- 冰川水文學
- 雪水文學
- 水文資訊學
- 水文氣象學
- 地下水水文學
- 區域水文學
- 海洋水文學
- 農業水文學
- 森林水文學
- 都市水文學
測繪學

測繪學研究測定和推算地面幾何位置、地球形狀及地球重力場，據此測量地球表面自然物體和人工設施的幾何分布，編制各種比例尺地圖的理論和技術的學科。測繪學的研究對象是地球的形態、位置、重力分布等地理空間資訊，因而測繪學可認為是地球科學的一個分支學科。近年來，測繪學的研究對象還從地球表面擴大到了地外空間及地球內部構造等領域。

## 測繪學的發展

測繪學的進步倚賴人類對地球形狀認識的深化、地圖製圖技術的提高和測繪儀器的創新及變革。

在世界上古史時代，就有利用測繪學治理尼羅河泛濫後農田邊界的說法。公元前7世紀，管仲在其所著《管子》一書中已收集了早期的地圖27幅。公元前5世紀至3世紀，中國已有利用磁石製成最早的指南工具「司南」的記載。公元前2世紀，在《史記·夏本紀》中就記載有大禹治水時「左準繩，右規矩」，說明當時已經有簡單的測繪活動。

### 地球形狀的認知

測繪學研究的是地球，而人類對地球形狀的認識也出於不斷的變化中。最初人們認為地球乃「天圓地方」，直到公元前6世紀畢達哥拉斯和公元前4世紀亞里斯多德提出了「地圓說」。公元前3世紀，埃拉托斯特尼在亞歷山大進行觀測日影，推算出了子午圈的長度以及地球的半徑，證實了地圓說，而該種方法則是「弧度測量」的初始形式。17世紀末，牛頓和惠更斯從力學原理出發，認為地球是兩極稍扁的橢球形，稱「地扁說」。18世紀中期法國科學院在南美洲和歐洲進行的弧度測量證實了「地扁說」。19世紀，隨著測量得來的數據，拉普拉斯和高斯相繼指出，地球並非為完美的橢球。1873年，利斯汀提出了大地水準面的概念，以與包圍地球的靜止海面重合的一個重力等位面表示地球的形狀。1945年，莫洛堅斯基利用地球重力測量數據，才確定了地球的真實形狀。

### 製圖技術的發展

測繪學的成果之一是地圖，因此測繪學發展的重要標誌便是地圖製圖技術的提高。最早的地圖刻畫在陶片、銅板上，可靠性不高。公元前3世紀，埃拉托斯特尼首先將經緯線運用於地圖上。公元前130年，西漢初期便有了《地形圖》和《駐軍圖》，為目前所發現中國最早的地圖。公元2世紀，托勒密在《地理學指南》中便闡述了編制地圖的方法，並提出了地圖投影問題。其後，西晉的裴秀創立了「製圖六體」，使地圖的可靠性得到了提升。第二次世界大戰以後，電腦製圖技術迅速發展，並由電腦輔助製圖發展為多位一體的地理資訊系統。

### 測繪儀器的變革

測繪學所依仗的工具是測繪儀器，因此測繪學的發展離不開測繪工具的革新。早期的測繪使用的是簡單的繩尺、矩尺等，17世紀望遠鏡發明，測繪工具開始變革。1617年，威理博·斯涅爾發明了「三角測量法」，開創了角度測量。1730年，西森研製出測角用經緯儀。地理大發現開始後，許多國家研究出了海上測定經緯度的儀器以定位船隻。19世紀50年代，洛斯達首創攝影測量法。20世紀以後，隨著飛機的發明，出現了航空攝影測繪地圖的方法。人造衛星升空後，衛星定位技術（GPS）和遙感技術（RS）得以廣泛應用，這與地理資訊系統技術（GIS）合稱「3S技術」。

## 學科分支

- 大地測量學是一門量測和描繪地球表面的學科，也包括確定地球重力場和海底地形。
- 攝影測量學是研究利用被攝物體影像來重建物體空間位置和三維形狀技術的學科。
- 地圖（製圖）學是研究地圖的理論、編制技術與應用方法的科學。
- 工程測量學是研究工程建設和自然資源開發中進行測量工作的理論。
- 海洋測繪學是以海洋和海底為對象進行測量和編制海圖的理論。
- 測量數據處理是研究如何消除各種誤差並判定精度，如何處理分析各種形式的測量數據進行合理預報等的數學手段。
統一資源定位符

統一資源定位符（Uniform Resource Locator，縮寫：URL，或稱統一資源定位器、定位地址、URL地址）俗稱網頁地址，簡稱網址，是網際網路上標準的資源的地址（Address），如同在網路上的門牌。它最初是由蒂姆·伯納斯-李發明用來作為全球資訊網的地址，現在它已經被全球資訊網聯盟編制為網際網路標準RFC 1738。

在網際網路的歷史上，統一資源定位符的發明是一個非常基礎的步驟。統一資源定位符的語法是一般的，可擴展的，它使用美國資訊交換標準代碼的一部分來表示網際網路的地址。統一資源定位符的開始，一般會標誌著一個電腦網絡所使用的網路協議。

統一資源定位符的標準格式如下：

協議類型://伺服器地址:埠號/資源層級UNIX文件路徑文件名?查詢#片段ID

統一資源定位符的完整格式如下：

協議類型://訪問資源需要的憑證資訊@伺服器地址:埠號/資源層級UNIX文件路徑文件名?查詢#片段ID 其中訪問憑證資訊、埠號、查詢、片段ID都屬於選填項。

## 語法

超文本傳輸協議的統一資源定位符將從網際網路獲取資訊的五個基本元素包括在一個簡單的地址中：

- 傳送協議
- 層級URL標記符號（為「//」，固定不變）
- 訪問資源需要的憑證資訊（可省略）
- 伺服器（通常為域名，有時為IP位址）
- 埠號（以數字方式表示，若為預設值可省略）
- 路徑（以「/」字元區別路徑中的每一個目錄名稱）
- 查詢（GET模式的表單參數，以「?」字元為起點，每個參數以「&」隔開，再以「=」分開參數名稱與資料，通常以UTF-8的URL編碼，避開字元衝突的問題）
- 片段（以「#」字元為起點）

### 示例

以「https://zh.wikipedia.org:443/w/index.php?title=Special:隨機頁面」爲例，其中：

- https，是協定。
- zh.wikipedia.org，是伺服器。
- 443，是伺服器上的網路埠號。
- /w/index.php，是路徑。
- ?title=Special:隨機頁面，是詢問。

大多數網頁瀏覽器不要求使用者輸入網頁中「https://」的部分，因為絕大多數網頁內容是超文本傳輸協議文件。同樣，「443」是超文字文件傳輸安全協定文件的常用埠號（而「80」是超文字文件傳輸協定文件的常用埠號），因此一般也不必寫明。一般來說使用者只要鍵入統一資源定位符的一部分（如「zh.wikipedia.org/w/index.php?title=Special:隨機頁面」）就可以了。

由於超文本傳輸協議允許伺服器將瀏覽器重定向到另一個網頁地址，因此許多伺服器允許用戶省略網頁地址中的部分，比如「www」。從技術上來說這樣省略後的網頁地址實際上是一個不同的網頁地址，瀏覽器本身無法決定這個新地址是否通，伺服器必須完成重定向的任務。

## 相對Protocol URL

相對Protocol links (PRL，又稱為相對protocol URLs (PRURL), 是沒有指定協議的URL。例如，//example.com 將使用當前頁面的協議，通常是 HTTP 或 HTTPS。

## 其它使用

統一資源定位符不但被用作網頁地址，JDBC 客戶端也使用統一資源定位符連接其資料庫伺服器。作為對比，ODBC 的連接字串作用相同，但並不採用 URL 格式，而是分號和等號分隔的鍵值對。

以下是一個 Oracle 資料庫的統一資源定位符:

```
jdbc:datadirect:oracle://myserver:1521;sid=testdb
```
計算

計算（Calculation）是一種將「單一或多個的輸入值」轉換為「單一或多個的結果」的一種思考過程。

計算的定義有許多種使用方式，有相當精確的定義，例如使用各種演算法進行的「算術」，也有較為抽象的定義，例如在一場競爭中「策略的計算」或是「計算」兩人之間關係的成功機率。

將7乘以8（7x8）就是一種簡單的算術。

利用布萊克-斯科爾斯模型來算出財務評估中的公平價格（fair price）就是一種複雜的算術。

從投票意向計算評估出的選舉結果（民意調查）也包含了某種算術，但是提供的結果是「各種可能性的範圍」而不是單一的正確答案。

## 字源

計算的英文Calculation，字源來自Κάχληκα，意為碎石，用來計算數目用的小石頭，它譯為Calculus，之後成為Calculation。在英文中，還有另一個字Computation，也被譯為計算。這兩個字在中古時代被分開。

## 外部連結

- 揭開運算的神秘面紗 是從18世紀的手稿，在阿拉伯語中，Ibn al-Banna' al-Marrakushi 有關的計算過程
數據結構

在電腦科學中，數據結構（data structure）是電腦中存儲、組織數據的方式。

數據結構意味著介面或封裝：一個數據結構可被視為兩個函數之間的介面，或者是由數據類型聯合組成的存儲內容的訪問方法封裝。

大多數數據結構都由數列、記錄、可辨識聯合、引用等基本類型構成。舉例而言，可為空的引用（nullable reference）是引用與可辨識聯合的結合體，而最簡單的鏈式結構鍊表則是由記錄與可空引用構成。

數據結構可透過程式語言所提供的數據類型、引用及其他操作加以實現。一個設計良好的數據結構，應該在儘可能使用較少的時間與空間資源的前提下，支援各種程式執行。

不同種類的數據結構適合不同種類的應用，部分資料結構甚至是為了解決特定問題而設計出來的。例如B樹即為加快樹狀結構存取速度而設計的資料結構，常被應用在資料庫和檔案系統上。

正確的數據結構選擇可以提高演演算法的效率（請參考演演算法效率）。在電腦程式設計的過程中，選擇適當的數據結構是一項重要工作。許多大型系統的編寫經驗顯示，程式設計的困難程度與最終成果的質量與表現，取決於是否選擇了最適合的數據結構。

系統架構的關鍵因素是數據結構而非演算法的見解，導致了多種形式化的設計方法與程式語言的出現。絕大多數的語言都帶有某種程度上的模塊化思想，透過將數據結構的具體實現封裝隱藏於使用者介面之後的方法，來讓不同的應用程式能夠安全地重用這些數據結構。C++、Java、Python等面向對象的程式語言可使用類來達到這個目的。

因為數據結構概念的普及，現代程式語言及其API中都包含了多種預設的數據結構，例如C++標準模板庫中的容器、Java集合框架以及微軟的.NET Framework。

## 常見的數據結構

- 堆疊（Stack）
- 佇列（Queue）
- 陣列（Array）
- 鍊表（Linked List）
- 樹（Tree）
- 圖（Graph）
- 堆積（Heap）
- 雜湊表（Hash table）

## 外部連結

- Descriptions from the Dictionary of Algorithms and Data Structures
- Data structures course
- An Examination of Data Structures from .NET perspective
- Schaffer, C. Data Structures and Algorithm Analysis
林納斯·托瓦茲

林納斯·貝內迪克特·托瓦茲（Linus Benedict Torvalds，1969年12月28日），生於芬蘭赫爾辛基，擁有美國國籍，Linux內核的最早作者，隨後發起了這個開源項目，擔任Linux內核的首要架構師與專案協調者，是當今世界最著名的程式設計師和黑客之一。他是開源項目Git的發起人和主要開發者。

## 生平

托瓦茲出生於芬蘭赫爾辛基市。父親尼爾斯·托瓦茲是一名活躍的電台記者，母親安娜·托瓦茲（Anna Torvalds）也是一名記者。祖父奧勒·托瓦茲（Ole Torvalds）是一名詩人和記者。外祖父Leo Törnqvist是芬蘭第一批統計學教授。芬蘭統計學會設立Leo Törnqvist Award，授予在頒獎之前的兩年內傑出的統計學碩士學位完成者。林納斯·托瓦茲在11歲時，應其外祖父要求用BASIC語言編寫一些統計學方面的小程序，這是他編程經歷之始。

托瓦茲家族屬於占芬蘭人口6%的芬蘭瑞典族，其父母都畢業於赫爾辛基大學，在學期間是積極的學運份子。他的名字來自美國著名化學家、諾貝爾化學獎得主萊納斯·鮑林（Linus Pauling）。

1988年，托瓦茲進入赫爾辛基大學電腦科學系。1989年，他進入芬蘭陸軍新地區旅，服11個月的國家義務兵役，軍階為少尉，主要服務於電腦部門，任務是彈道計算。服役期間，購買了安德魯·斯圖爾特·塔能鮑姆所著的教科書及minix原始碼，開始研究作業系統。1990年，他退伍後回到大學，開始接觸Unix。1991年8月25日，在網路上發布了Linux內核的原始碼。1994年3月14日發布了1.0版本。

1996年，自赫爾辛基大學碩士畢業，學位論文是《Linux: A Portable Operating System》。在拜訪全美達公司之後，托瓦茲決定接受他們的聘用，並移居美國加州。自1997年2月，至2003年6月之間，托瓦茲都在全美達公司服務，參與該公司晶片的code morph技術研發。在1997年至1999年間，主要投入86open計劃。

1999年，Red Hat及VA Linux這兩間公司，決定將他們公司的股票期權一部份贈與托瓦茲，以感謝他的貢獻。同年，在這兩間公司的股票在市場公開發行之後，托瓦茲的財產估計為2,000萬美元。

2003年，為了專心於Linux內核的發展，從全美達公司辭職，受聘於開源碼發展實驗室（OSDL），擔任Linux內核的主要維護者。

2004年6月，托瓦茲全家移居奧勒崗州Dunthorpe，接近於開源碼發展實驗室的總部所在地Beaverton。

2005年，為了管理Linux內核的原始碼，開發了Git。

2007年1月22日，自由標準組織與開源碼發展實驗室合併，成立了Linux基金會。Linux基金會提供薪水及各種協助，以支持托瓦茲繼續投入Linux內核的開發工作。

2024年10月23日，應制裁要求批准合併了一項移除俄羅斯籍Linux內核子系統維護者（MAINTAINERS）的補丁，並回應到：「我是一名芬蘭人，你認為我會支持俄羅斯的侵略嗎？」

## 家庭與私人生活

托瓦茲與妻子托芙（Tove，曾獲得六次芬蘭空手道冠軍頭銜的前女子空手道選手）於1993年結婚，育有三名孩子。

2010年，托瓦茲宣誓成為美國公民。

## 行事風格

托瓦茲堅持開放原始碼信念，並對微軟等對手的FUD戰略大為不滿。例如，在一封回應微軟資深副總裁克瑞格·蒙迪批評開放原始碼運動破壞了智慧財產權的電子郵件中，托瓦茲寫道：「我不知道蒙迪是否聽說過艾薩克·牛頓爵士？他不僅因為創立了經典物理學而出名，也還因為說過這樣一句話而聞名於世：『我之所以能夠看得更遠，是因為我站在巨人肩膀上的緣故。』」托瓦茲又說道：「我寧願聽牛頓的也不願聽蒙迪的。他（牛頓）雖然死了快300年了，卻也沒有讓房間這樣地臭氣熏天。」

林納斯在網上郵件列表中也以火暴的脾氣著稱。例如，有一次與人爭論Git為何不使用C++開發時與對方用「放屁」（原文為「bullshit」、「BS」）互罵。他更曾以「一群自慰的猴子」（a bunch of masturbating monkeys）來稱呼OpenBSD團隊，因為林納斯認為軟體一般性的錯誤比安全漏洞來的要多，而資訊安全人士因為找到漏洞而成為英雄，而忽略了一般性軟體錯誤的修補，並認為OpenBSD團隊過度重視安全性忽略其他部分。

2012年6月14日，托瓦茲在出席芬蘭的阿爾托大學所主辦的一次活動時稱NVIDIA是他所接觸過的「最爛的公司」（the single worst company）和 「最麻煩的公司」（the worst trouble spot），因為NVIDIA一直沒有針對Linux平台發布任何官方的Optimus支持，隨後托瓦茲當眾對著鏡頭豎起了中指，說「去你媽的NVIDIA！」（So, NVIDIA, fuck you!）。

## 榮譽

網路名人堂

2012年4月23日，托瓦茲進入網際網路協會的網路名人堂。

千禧技術獎

2012年4月20日，托瓦茲獲得當年的千禧技術獎。該獎被普遍形容為相當於在技術領域的諾貝爾獎。

學術

在1997年，在芬蘭赫爾辛基大學電腦科學系，托瓦茲接受了他的碩士學位（Laudatur級）。兩年後，他在斯德哥爾摩大學接受名譽博士學位，並在2000年在他的母校獲得了同樣的榮譽。

在2005年8月，托瓦茲獲得里德學院的霍華德·衛林獎。

工業界

- 1998年，托瓦茲接受了電子前哨基金會先鋒獎。
- 2000年，他被英國電腦學會授予洛夫萊斯勳章。
- 2001年，他與理察·斯托曼和坂村健分享為了社會／經濟福祉的武田獎。
- 2008年，他入選到加州山景城的電腦歷史博物館的資深會員堂（Hall of Fellows）。

媒體

時代雜誌多次確認了托瓦茲的成就：

- 2000年，在時代100人：本世紀最重要的人物投票中，他位居第17名。
- 2004年，他被評為世界最有影響力的人之一。
- 2006年，該雜誌的歐洲版命名他是在過去60年的革命英雄之一。

「InfoWorld」頒發了「2000工業成就獎」給他。

太空

在1996年發現的一顆小行星使用他的名字命名（9793 托瓦茲）。

專利

截至2011年3月，托瓦茲已獲得全球35項專利（申請和授權的專利）。

## 參看

- 林納斯定律
- 塔能鮑姆-托瓦茲辯論
- Git是一個由林納斯·托瓦茲創立的分布式版本控制／軟體配置管理軟體。

## 外部連結

- 林納斯·托瓦茲的部落格
- Just For Fun: Linux創始人托瓦茲自傳書評
- Linux25 週年：專訪 Linux 之父 Linus Torvalds

## 基本資料

- 日語原文：林納斯·托瓦茲
- 原文名：Linus Torvalds
- 出生：Linus Benedict Torvalds
- 出生日期：1969年12月28日
- 出生地：芬蘭赫爾辛基
- 居住地：美國俄勒岡州波特蘭
- 母校：赫爾辛基大學
- 國籍：芬蘭、美國
- 知名於：Linux內核、Git
- 雇主：Linux基金會
- 職業：軟體工程師
- 配偶：Tove Torvalds（娘家姓：Monni）
- 子女：3
- 父母：尼爾斯·托瓦茲（父）、安娜·托瓦茲（Anna Torvalds，母）
- 親屬：奧勒·托瓦茲（祖父）
- 網站： torvalds-family.blogspot.com、 cs.helsinki.fi/u/torvalds （不再更新）
自由軟體基金會

自由軟體基金會（Free Software Foundation，縮寫：FSF）是一個致力於推廣自由軟體的美國民間非營利性組織。它於1985年10月由理察·斯托曼與其他四個創始董事建立。其主要工作是執行GNU計劃，開發更多的自由軟體。

從其建立到1990年代中自由軟體基金會的基金主要被用來僱用編程師來發展自由軟體。從1990年代中開始寫自由軟體的公司和個人繁多，因此自由軟體基金會的僱員和志願者主要在自由軟體運動的法律和結構問題上工作。

## 最近工作

GNU工程 : 自由軟體基金會最早的目的在於促進自由軟體的開發，但自由軟體基金會也有開發GNU作業系統的任務。

施行GPL : 自由軟體基金會具有施行GNU通用公共許可證和其它GNU許可證的能力和資源，但自由軟體基金會只對它擁有版權的軟體負責。其它軟體必須由它們自己的擁有人來負責，原因是從法律規定上自由軟體基金會無法為這些其它軟體負責。自由軟體基金會每年約接觸到50個違反GNU通用公共許可證的事件，自由軟體基金會試圖不通過法院使對方遵守GNU通用公共許可證。

GNU許可證 : GNU通用公共許可證是自由軟體工程中最普及的許可證。最新的版本（版本3）發表於2007年6月29日。自由軟體基金會還發布了GNU寬通用公共許可證和GNU自由文檔許可證。

監督版權 : FSF擁有大多數GNU軟體和一些非GNU自由軟體的版權。若GNU軟體包的貢獻者簽署版權文件使得版權轉交給FSF，FSF就可以在訴訟案中在法庭上維護這些軟體。此外這樣假如許可證有所變化的話不必徵求軟體所有的貢獻者的同意。

自由軟體目錄 : 自由軟體目錄是所有自由軟體包的一個列表。其中列出的每個軟體包含47條資訊，比如工程的主頁、程序師、程式語言等。目的是提供一個自由軟體的搜尋引擎和為使用者提供一個檢查一個軟體包是否自由的工具。自由軟體基金會為此從聯合國教科文組織獲得少數基金。計劃是將來這個目錄可以翻譯成不同的語言。

維持自由軟體的定義 : 自由軟體基金會維持多個定義自由軟體運動的文獻。

法律教育 : 自由軟體基金會舉辦關於GNU通用公共許可證的法律問題的研究會，向律師提供諮詢服務。

工程管理 : 自由軟體基金會通過它的GNU草原（GNU Savannah）頁面提供工程管理的服務。

頒發獎勵 : 自由軟體基金會每年頒發兩部獎勵：自由軟體進步大獎和社會福利自由軟體獎勵。

## 高優先計劃

自由軟體基金會列出了一個高優先計畫（high priority projects）列表，FSF認為以下區域需要自由軟體社群們的注意，這些計畫所在區域還需要有不斷改進之處。

目前關注區域：

- 自由的手機作業系統
- 去中心化，聯邦化與服務自建
- 自由的驅動程序，固件和硬體設計
- 實時音影片通話
- 鼓勵社區中未被充分代表的人參與貢獻自由軟體
- 自由軟體的無障礙可訪問性問題
- 自由軟體的多語言翻譯問題
- 通過自由軟體來保護軟體安全以及對自由軟體的安全保護
- 智能個人助理
- 幫助各種GNU/Linux發行版專注於實現軟體自由
- 幫助政府採用自由軟體

## 結構

### 成員

2002年11月25日自由軟體基金會向個人提供自由軟體基金會附屬會員的可能性。到2005年3月它擁有3400多位附屬會員。2003年3月5日它向商業企業提供公司保護計劃，到2004年4月它擁有45位公司保護。

### 組織

#### 董事會成員

- Geoffrey Knauth，基金會財務秘書
- Christina Haralanova
- 亨利·普樂
- 傑拉德·傑伊·薩斯曼
- Ian Kelling，現任董事會主席
- en
- Maria Chiara Pievatolo
- 理察·斯托曼
- Alex Oliva，Free Software Foundation Latin America創始人
- Eko K.A. Owen

### 姊妹組織

2001年在德國成立了歐洲自由軟體基金會作為自由軟體基金會在歐洲的代表人。2003年在喀拉拉邦成立了印度自由軟體基金會。2005年11月成立了拉丁美洲自由軟體基金會。

## 獲得的榮譽

- 1999年：林納斯·托瓦茲獎
- 2005年：電子藝術大獎

## 參考資料

- 類型：501(c)(3) 非營利組織
- 法律地位：501(c)(3)
- 目標：電腦使用者自由
- 總部：遠距工作，現無實體辦公室
- 服務地區：全球
- longitem 會員：私人和企業贊助人
- 董事會主席：Ian Kelling
- 員工數：10
- 營收：$1,177,880（2024年度）
- 支出：$1,579,069（2024年度）
- 執行董事：Zoë Kooyman
作業系統列表

此列表列出了早期至今的所有作業系統名稱。

## 早期作業系統（專利保護）

- TRS-DOS，ROM OS's
- TI99-4
- Commodore PET，64，和 VIC-20。
- 第一套IBM-PC
- System v1.0~7.6.1，Mac OS 7.6~9.2.2（蘋果電腦）
- Sinclair Micro和QnX等

## 商業作業系統（非Unix）

- CP/M
- CP/M-86
- MP/M-80
- UCSD P-system
- Mini-FLEX
- SSB-DOS
- DR-DOS
- FreeDOS
- MS-DOS
- PC-DOS
- Mach 由卡納尼基梅隆大學研究
- L4微內核 第二代微內核
- CHORUS
- Choices
- Multics
- OS-9
- NSJ
- Netware:一種網路伺服器作業系統

## Unix及類似系統

- Unix System V
- Xenix-微軟
- OS/2-IBM 微軟
- SCO UNIX-SCO
- IRIX-SGI
- iOS-Apple
- A/UX-Apple->Mac OS X->macOS
- HP-UX-HP
- AIX-IBM
- Solaris，Open Solaris<-SunOS
- OS/390
- Chorus OS
- Cromix
- UNIflex
- QNX
- OS-9
- Digital UNIX->Tru64
- DNIX
- Inferno
- MenuetOS
- OSF/1
- Plan9
- Ultrix
- UniCOS
- z/OS
- Syllable Desktop
- Minix
- BSD
- NetBSD
- OpenBSD
- FreeBSD
- PC-BSD
- DragonFly BSD
- Kylin(麒麟作業系統)：Kylin 3.0版之後，採用Linux來改寫。
- SUN OS
- GNU
- Hurd
- GNU/Hurd
- Linux（或稱GNU/Linux）
- Debian
- Red Hat
- Ubuntu
- Linux mint
- Deepin<-Hiweed
- StartOS<-ylmf OS
- Chrome OS
- Android
- ezgo
- 安同 GNU/Linux
- ArchLinux

## 其他

### NeXT

- NEXTSTEP（即之後的Mac OS X）
- 九號計畫
- Inferno

### 西門子

- BS2000 - 用於西門子公司的大型主機。
- SINIX（也稱Reliant UNIX） - 用於西門子公司的UNIX電腦系統。

## 其他作業系統

- 動態可擴展作業系統
- MIT的Exo Kernel
- 華盛頓大學的 SPIN
- 哈佛大學的 VINO
- illinois大學的Choices
- ReactOS
- JNode
- MenuetOS
- CLeonOS
GNU計劃

GNU計劃（GNU Project），是一個自由軟體集體協作計劃。1983年9月27日由理察·斯托曼在兩個USENET新聞組內公開發起。其主要目標是創建一套完全自由的作業系統，稱為GNU。兩年後斯托曼在GNU宣言中號召為GNU作業系統的開發提供支持，打破專有軟體對使用者的控制。該宣言認為發展自由軟體是通往後稀缺社會的一個關鍵。

GNU是「GNU's Not Unix」的首字母遞歸縮寫。與單詞gnu（牛羚）的「new」發音不同。GNU計劃中GNU發音為「Guh-NOO」。

## 歷史

1985年，理察·斯托曼和其他四人創立了自由軟體基金會（FSF），為GNU計劃提供技術、法律以及財政支持。雖然GNU計劃有許多個人自願無償貢獻，但FSF也會聘請程式設計師幫助編寫。Bash的原作者布萊恩·福克斯即為FSF早期全職雇員。

當GNU計劃開始逐漸獲得成功時，一些商業公司開始介入開發和技術支援。Canonical（Ubuntu為旗下產品）開發了GNU Bazaar並部署在公司內部軟體Launchpad上。儘管其分叉Breezy還在積極開發，Launchpad最終於2025年棄用了Bazaar。在激烈的市場競爭中，有的公司獲得了成功。如後來被Red Hat兼併的Cygnus Solutions。也有曇花一現的。GNOME計劃發起後，曾參與麥金塔項目（Macintosh）重要設計的安迪·赫茲菲爾德創辦了en公司。Eazel公司為GNOME開發了圖形化界面的Nautilus，用於取代純文本界面的GNU Midnight Commander文件管理器。但是Eazel最後沒有取得商業上的成功，並於2001年5月倒閉。

### 管理分歧

2009年，GNOME聯合創始人米格爾·德伊卡薩在Planet GNOME上發表了關於專有軟體Silverlight的文章。斯托曼進入GNOME的郵件列表參與討論後，他想要阻止GNOME的Planet聚合器上的部落格參與者編寫宣傳專有軟體的文章。因為與斯托曼觀點相左，GNOME計劃的核心參與者如Philip Van Hoof就想過脫離GNU計劃，並且在GNOME計劃內部發起了脫離GNU的投票。

2021年4月，部分來自GCC、GNU C Library、GnuCOBOL等GNU軟體包的參與者開始追求管理結構的革新。他們在GNU計劃內部成立了一個新的名叫GNU Assembly的組織。新聞引述他們官網上對自己的定位：「the GNU project would be healthier and more effective if GNU maintainers had the ability to act collectively, beyond our capacities in our individual projects.」。這個新的組織使用GNU Social Contract（GNU社會契約）和成文的行為準則進行管理。

## 實現方法

### 哲學構築

1980年，美國開始把電腦軟體正式列入著作權保護的範疇內。1985年整理成型的GNU宣言闡明了GNU計劃以及自由軟體運動想要達成的目標。後來，為了界定什麼樣的軟體代碼公開方式以及配套許可證能構成一款自由軟體，自由軟體基金會與gnu.org從一開始的兩大自由逐漸擴展並整理出了如今自由軟體定義的四大自由。根據斯托曼的陳述，FSF發行的軟體許可證GNU GPL之所以被稱作「Copyleft」許可證，是因為專有軟體開發者用「Copyright」（著作權）奪取使用者自由，而他們想做的事情正好相反，即用著作權法保障使用者自由。

### 法律保障

GNU計劃主要通過各種Copyleft許可證來為軟體的四大自由提供法律保障。因為Gosling Emacs變為專有軟體，斯托曼發起了GNU Emacs項目，並基於Emacs Commune（Emacs公社）的精神為GNU Emacs建立了許可證。之後，斯托曼和幾位律師合作改寫了GNU Emacs的許可證並在1989年釋出了GNU通用公共許可證（GNU GPL）。GPL被運用在一些計劃內的GNU軟體包上（如GCC的非運行時庫部分、GNU核心工具組、R語言等）以及大量非GNU的軟體上。後來又針對各類程序庫和軟體包增加了LGPL和AGPL許可證。GNU貢獻者可以選擇轉移著作權給FSF。轉交著作權給單個擁有者的一個原因是項目分散的Copyleft著作權可能會導致Copyleft效力減弱。

### 經濟支持

除了公司或非營利組織僱傭GNU軟體包的開發者以外。計劃內軟體包有的從FSF的Working Together for Free Software Fund捐款渠道獲取資金支持，也有GNU軟體包如Octave採用其它的捐款渠道。還有同時從FSF的Fund和其它渠道獲取捐款的GNU項目，如Guix。此外，荷蘭的基金會在規定期限內會資助通過資質審核的自由軟體項目，其中就存在一些GNU軟體。比如對於GNU，NLnet配合歐盟委員會倡議旗下NGI（下一代網際網路倡議）在2026年4月就啟動了開發兼容性插件及本體的資助計劃。

## 批評

### 管理模式

GNU計劃貢獻者，也同時是開放原始碼促進會（OSI）的聯合創始人埃里克·雷蒙曾經批評GNU計劃的開發模式是「大教堂」（Cathedral）。他認為這類中心化的開發模式在效率上低於類似當時新生的Linux內核那種更去中心化，從下到上的「集市」（Bazaar）開發模式。因為GNU計劃內部的管理分歧，也出現了本文提到的GNOME計劃退出GNU、開發者創建新的跨項目管理結構GNU Assembly等情況。法律層面上，FSF在2021年放寬了對GCC的著作權擁有權，不再要求所有開發者都把著作權轉移給FSF。

## 子計劃

### 已退出

#### GNOME計劃

在一次對GNOME聯合創始人米格爾·德伊卡薩的採訪中，他自述創建GNOME桌面環境是因為KDE最開始調用的Qt工具庫是專有的。而GNOME計劃發起就是為了創建一個完全由自由軟體構成的桌面環境。2000年，Linux Journal里關於GNOME的文章記錄了其包含於GNU計劃的歷史。FSF也曾是GNOME基金會的成員組織。2021年4月14日，GNOME的X平台社交媒體官號表示「Let's also clarify that here. GNOME is NOT a GNU project.」。相較2018年的情況，GNU計劃官方網站軟體包列表里2024年的版本也不存在GNOME。

### 已停止

#### GNU Enterprise（GNUe）

GNUe（一套企業資訊化管理軟體）已停止維護。該軟體曾在IEEE Software期刊2006年5-6月期中得到介紹。

## 外部連結

- 斯托曼1983年宣告GNU計劃開始的宣言
- GNU哲學的網頁
- GNU宣言
- GNU專案的細節記錄
- GNU專案的簡要歷史
- 原碼3路_3/5 :用革命存活社群-GNU (1/2)
- GNOME Foundation relationship with GNU and the FSF
自由軟體運動

自由軟體運動（free software movement或free/open source software movement，簡稱FSM或FOSSM）是一個推廣使用者有使用、複製、研究、修改和分發軟體等權利的社會運動。接近和相關的運動包括開放源碼運動及自由軟體的開放源碼運動。這運動跟1970年代的黑客文化有淵源，而理察·斯托曼是該運動的主要發起人以及精神領袖。

自由軟體運動人士認為自由軟體的精神應當貫徹到所有軟體：他們認為禁止電腦使用者行使這種自由是不道德的行為。理察·馬修·斯托曼認為販賣不附帶源代碼的二進制軟體是不道德的，因為這樣阻止了軟體使用者學習以及幫助其他人的權利。然而目前還沒有如何實現自由軟體運動最終目標的共識。有些人認為應當使用法律手段強制軟體供應商提供源代碼；有些則認為應當通過抵制專有軟體來達到目的。還有一些人則認為時間將證明，自由軟體最終在質量上要比專有軟體略勝一籌，並會在自由市場上取得勝利。

部分自由軟體運動人士也認為其他受專利權保護的產品也應當自由化。還有一些人士則認為有部分資源不應當被自由更改，例如GNU通用公共協議證書，小說等。

## 理念

這個運動的理念在於電腦的使用不應該阻礙人際合作。更直接地說，這個運動代表著拒絕專有軟體並推廣自由軟體。它的終極目標在於解放網路世界中的每個人——即每個電腦使用者。理查·斯托曼表明這個行動旨在提升而非妨礙科技進步，因為「這代表我們可以避免重複無益的系統編程，而把這份精力用在推動技術革新上面。」("It means that much wasteful duplication of system programming effort will be avoided. This effort can go instead into advancing the state of the art.")

自由軟體運動的成員相信所有軟體使用者有享有自由軟體定義中列舉的自由。許多成員認為禁止他人享有這些自由是不道德的，也相信在創造一個使用者可以互相幫助並擁有自己對於電腦控制權的社會，這些自由是必須的。斯托曼在一篇《Copyleft: Pragmatic Idealism》中描述，他的一位朋友便不排斥開發專有軟體，但是開發專有軟體的時候這位朋友要求薪資。

雖然社會變遷是一個科技變遷下非刻意造成的副產物，新科技的倡議者經常宣傳這些新技術就社會正面影響一個工具。聖荷西州立大學的教授Joel West解釋了許多自由原始碼運動的理念。如果假設科技不僅對社會變遷造成影響，並從科技進步主導社會變遷的角度來看待，禁止特定人員使用這些科技是道德的嗎？因此—縱使不能造成立刻的改變—自由軟體運動還是希望喚醒人們這個運動所能造成的影響，因為能造成對現實社會的影響。舉例來說：與沒有電腦時相比，電腦給了我們更多自由，但這些科技媒介究竟是帶來自由、或僅賦予少數人特權？這樣的道德爭論如何取的一個折衷的辦法對自由軟體運動是個難題。

自由軟體基金會堅信所有的軟體需要說明文件，特別是周到的工程師應做到能更新說明書以反映他們對軟體的調整，但他們認為對修改其他著作的自由本身是相對次要的。在自由軟體運動中FLOSS Manuals基金會特別強調提供此類文件的目標。自由軟體運動的成員也倡議具實際用途的軟體應該自由的。

## 知名自由軟體

- GNU Hurd
- Mastodon
- Linux
- PHP
- MySQL
- Notepad++
- Firefox
- Thunderbird

## 行動

### 編寫及推廣自由軟體

自由軟體運動的核心工作專注於軟體開發。自由軟體運動也反對專有軟體，拒絕安裝不給予自由權利的軟體。根據斯托爾曼敘述，「在軟體領域比專有程序未經授權的拷貝更糟糕的唯一一件事，就是私有軟體的授權副本。因為這樣做同樣傷害其整個使用者群體。此外，通常開發商，這個邪惡的犯罪人，就可從中獲利。

### 建立意識

自由軟體運動的一些支持者們會通過公眾演講，或者主持軟體相關會議，以提高公民對於軟體自由的認識。這被視為相當重要，因為接受自由軟體的人們，往往不知道它是自由軟體。進而繼續使用專有軟體或者專有的插件。

### 道德平等

瑪格麗特·S·埃利奧特，一個在在加州大學歐文分校的軟體研究者。不僅列出了可能來自自由軟體運動的許多好處，她還聲稱，它本質上是要給予每個人平等的機會利用網際網路。假設計算機是全球訪問，由於世界變得更加立足於技術及其發展，建立一個選擇性的網際網路，只允許部分人在訪問，這根據「艾略特自由」是荒謬的。根據許多推動有關自由軟體運動的學者的認識，如果人們想要生存在通信和全球援助更加共存的世界，那麼全球自由軟體更加應該爭取一個位置。這個由GNU同夥引發的想法，是促進一個理解當地和全球社區的利益，所謂「合作環境」的一種嘗試。

## 立法

大量的抵制軟體專利和著作權法擴張的遊說工作已經完成。其他遊說則直接專注於政府機構和政府資助的項目中所使用的自由軟體。

委內瑞拉政府在2006年1月實施了保證軟體自由的法律。法令第3,390條，授權所有政府機構可以將完成超過兩年的軟體，編列為自由軟體。

國會議員埃德加·戴維斯·維拉紐瓦和雅克·羅吉克·阿克曼在引進祕魯法案1609「公共管理自由軟體」的過程中，出力極大。而這一事件立刻引起微軟公司祕魯分部的注意，而其總經理隨後寫了一封信給埃德加·戴維斯·維拉紐瓦博士。維拉紐瓦博士的反應受到了全世界的關注，此後對於自由軟體的論證，更是被視為經典。

在美國，也已經有了在州政府於州級對促進使用自由軟體通過立法的努力。

## 發展中採取措施

Ohloh。一種成立於2004年，發起於2006年的Web服務。用於監視在自由軟體社區的軟體開發活動，對項目和編程語言的發展和普及提供詳細的軟體度量和定量分析。

黑鴨子軟體。監視很多FOSS軟體倉庫和分析各種FOSS軟體許可證的普及。

## 外部連結

- 自由軟體的定義
- Free Software Movement intro by FSF
- 自由軟體的故事
材料科學

材料科學（materials science），涉及物質的性質及其在各個科學和工程學領域的整合應用，是一個研究材料的製備或加工工藝、材料的微觀結構與材料宏觀性能三者之間的相互關係的跨領域學科。涉及的理論包括固體物理學、材料化學、應用物理和應用化學，以及化學工程、機械工程、電機工程、電子工程、土木工程和建築工程。與機械結合則衍生出機械材料，與電子結合則衍生出電子材料，與土木建築結合則衍生出結構材料，與生物學結合則衍生出生物材料等等。隨著近年來媒體將注意力大量集中在納米科學上，材料科學在科學與工程學領域越來越廣為人知。它也是鑑識科學和破壞分析中的一個重要組成部分，以後者為例，它是分析各種飛航意外的關鍵。今日許多科技上的問題受限於材料能夠容許的極限，也因此，在此領域的突破在未來科技具有指標性的影響。材料科學有著廣泛的應用前景。

## 簡史

在各時代上材料的選擇往往決定了該時代的發展，像是石器時代、青銅器時代、鐵器時代和工業革命就是明顯的例子。材料科學是最古老的應用科學及工程學之一，起初被引導來自陶瓷的加工和冶金學的延伸。現代材料科學演進來自於冶金學。在十九世紀晚期一位美國科學家約西亞·吉布斯發現材料在不同相態之間的熱力學性質，使得在理解材料性質上有重大性的突破。材料科學與其他領域的合作發展革命性科技，像是塑膠、半導體和生物材料。

在1960年代前，許多材料科學系都被稱為礦冶系。1960後當時美國高等研究計劃署(Advanced Research Projects Agency)，現為國防高等研究計劃署(Defense Advanced Research Projects Agency)，為了材料科學的基礎研究以及訓練的國家計劃(「to expand the national program of basic research and training in the materials science」)在1960年代創立一系列大學實驗室，建立了材料科學。此領域包含陶瓷材料、聚合物、半導體、磁性材料、生物材料、奈米材料。

## 材料科學理論

- 物理冶金學
- 晶體學
- 固體物理學
- 材料化學（固體化學）
- 材料應用力學
- 材料靜力學
- 材料動力學
- 材料力學
- 材料熱流學
- 材料熱力學
- 材料流體力學
- 材料計算科學

## 材料的分類

- 基本材料分類
- 木材
- 金屬材料
- 陶瓷材料
- 玻璃材料
- 高分子材料
- 複合材料
- 半導體材料
- 按化學狀態分類
- 木材
- 金屬材料
- 無極非金屬材料
- 陶瓷材料
- 有機材料
- 高分子材料
- 按物理性質分類
- 高強度材料
- 耐高溫材料
- 超硬材料
- 導電材料
- 絕緣材料
- 磁性材料
- 透光材料
- 半導體材料
- 按狀態分類
- 單晶材料
- 多晶質材料
- 非晶態材料
- 准晶態材料
- 按物理效應分類
- 鐵電材料
- 壓電材料
- 熱電材料
- 電磁材料
- 雷射材料
- 按用途分類
- 土木材料
- 建築材料
- 結構材料
- 研磨材料
- 耐火材料
- 耐酸材料
- 水工材料、配管材料
- 機械材料
- 電機材料
- 電子材料
- 電工材料、配線材料
- 光學材料
- 感光材料
- 包裝材料
- 按組成分類
- 單組分材料
- 複合材料

## 材料工程技術

- 金屬材料成形
- 機械加工
- 非傳統加工
- 熱處理
- 熱加工
- 陶瓷冶金
- 陶瓷工程
- 粉末冶金
- 薄膜生長技術
- 表面處理技術
- 表面改性技術
- 表面塗覆技術

## 材料的應用

- 結構材料
- 資訊材料
- 儲存材料
- 半導體材料
- 機械材料
- 電機材料
- 電子材料
- 航行材料
- 航空材料
- 航海材料
- 土木材料
- 建築材料
- 能源材料
- 生物材料
- 環境材料
- 儲能材料和含能材料
生命

生命是一種特徵，物質存在的一種活躍形式。目前對於生命的定義在學術界還無共識，較流行的定義是一類維持體內平衡、具有生命周期和穩定的物質和能量代謝現象、能對刺激做反應、能進行自我複製和繁殖、進化的半開放物質系統。由細胞組成，能夠成長、適應環境。其他定義有時包括非細胞生命形式，如病毒和類病毒。

生命是生物學的基本概念，而生物學是研究生命的科學。生命具有生物進程（如信號傳遞和自我維持過程）的物理實體與那些沒有生物進程的實體區分開來。如果生物過程的功能已經停止（死亡），或者它們從來沒有這樣的功能則會被歸類為無生命。

生命包含所有「生物的特性」，生命個體一定會經歷出生、成長、衰老和死亡。生命種群則在一代代個體的更替中經過自然選擇發生進化以適應環境。生物學則是以研究生命為中心的科學。

生命的最小單位是生物，生物是由一個或多個細胞組成，能夠新陳代謝，維持恆定性，可以成長，回應刺激，可以繁殖甚至演化，以適應外界環境，繼續繁殖並產生後代。生命以各種形式存在，如植物、動物、真菌、原生生物、古菌和細菌。在地球的生物圈內可以找到許多不同的生物，在這些生物中都有共同的特徵，都是由以碳和水為基礎的細胞構成，有其組織以及可以遺傳的基因資訊。

生命起源是生命從非生物物質（如簡單的有機化合物）中產生的Q13878858。普遍的科學假設是，從非生物到生物的轉變不是一個單一的事件，而是一個逐漸增加複雜性的過程。地球上的生命最早出現在42.8億年前，在44.1億年前海洋形成後不久，在45.4億年前地球形成後不久。當時是始太古代，冥古宙熔化的地殼已經固化。已知最早的生命形式是細菌的微化石。研究人員普遍認為，目前地球上的生命來自於RNA世界 儘管基於RNA的生命可能不是第一種存在的生命。地球上最早的生物證據是在西格陵蘭發現的37億年前變質岩中的生物物質石墨，及西澳洲34.8億年前砂岩中的遠古生物化石。不過很多研究推測地球在更早之前就已有生命。根據其中一種研究，可能在42.5億年前就已有生命，另一個研究則認為是44億年前。目前仍不確定地球上產生生命的機制，不過已有許多的生命起源假說。生命形成後，變成許多不同的形式，生物學家則將其分類成許多分類單元的體系。生命可以在許多不同的條件下生存。

## 生命現象

新陳代謝和自我複製的能力有時被視為判斷生命的根本條件，稱之為生命現象。有生命現象的蛋白質分子為朊病毒，為最原始的生命物質，如狂牛症朊病毒，可感染腦細胞，並自行複製遺傳。病毒在有寄主可寄生的時候，會表現出生命現象；但在沒有寄主可寄生的時候，不會表現生命現象，所以病毒是介於生命與非生命之間的一種奇妙的有機物。

## 定義

生命沒有公認定義，不同的科學家曾提出過各種定義。

### 傳統定義

科學家經常認為只有生物體會展現以下全部現象：

- 恆定性：能夠調節體內環境以維持身體處於一個相對恆定的狀態，例如恆溫動物能發汗來降低過熱的體溫，也能靠發抖來產生額外的熱量以保持體溫。
- 組織性：由一個或以上的生物基本單位──細胞所組成。
- 新陳代謝：能夠轉換非生物為細胞成分（組成代謝）以及分解有機物（分解代謝）來獲取和轉化能量。生物體需要能量來維持體內平衡及產生其他生命現象。
- 生長：使組成代謝的速率高於分解代謝的速率來讓細胞體積增大，並在細胞分裂後使細胞成長。一個生長中的有機體增加其細胞的數量和體積，而不止是將得到的物質積存起來。某些物種的個體可以長得很巨大，例如藍鯨。
- 適應：對環境變化作出反應的能力，與生物當前的身體構造、生活習性及遺傳有關。這種能力對生存是很重要的。生物可以通過進化適應環境。
- 感應：反應可以以很多方式進行，從單細胞變形蟲被觸碰時的收縮到高等生物在不同情況下的複雜反射。最常見的反應是運動，例如植物的葉片轉向太陽以及動物追捕其獵物。
- 繁殖：能夠產生新的個體。包括只需一個親本的無性生殖和需要至少兩個親本的有性生殖。

大部分科學家稱這樣的現象為生命的表現方式。通常必須具備全部七個特徵才能被視作生命。

但是，這個定義也有局限性。例如：有些生物體不能繁殖，因為它們是正常物種中自然形成的。這些生物體仍是生命。有些人說生命的特性是可遺傳的；因此，這些不能繁殖的有機體也還是有生命的，它們仍可以通過親屬選擇等機理來產生新個體。

有些人認為病毒和朊毒體（能夠進行自我複製的蛋白質）是可以自行複製的毒素而不是生命體，因為它們不能在沒有其他細胞的情況下表現出生命現象。但是，立克次體和衣原體等有類似細菌的細胞結構的生物也不能獨立執行很多重要的生物過程，它們也要進入真核生物宿主細胞的細胞質內進行生長和自我複製。另外，幾乎所有的生命都倚賴其他物種提供食物，並且歸根結底需要地球上某些細胞的特殊化學作用來提供能量源，如光合作用和海底熱泉細菌的硫化作用。

具系統性的生命定義是，生物是自我組織並自我製造的。這些物質不與耗散結構混淆（如：火）。

這個定義變種包括了斯圖亞特·考夫曼定義生命為能夠複製自己或他人的一種自主主體（autonomous agent）或一種多主體系統（multi-agent system），並最少完成一次熱力學循環。

## 起源

儘管不能準確地找到確實時間，但有證據表現地球上的生命已存在了大約37億年。

雖然沒有標準表示生命起源的模型，但現時最為公認的科學模型建立於一個或更多包括下面的發現之上，可以粗略地列出有以下假設：

- 模擬真實的史前生物環境以製造形成生命的基本細小分子。這已由米勒-尤里實驗以及Sidney W. Fox的工作所證明。
- 磷脂自發地形成脂雙分子層，而脂雙層是細胞膜的基本結構。
- 製造隨機核糖核酸分子的過程可能製造出核酶，而可以在非常特殊的環境下製造更多核糖核酸。

很多不同的假說認為早期地球上的簡單有機分子能夠轉變為原始細胞並進行新陳代謝。很多模型可分為「先有基因」或「先有新陳代謝」兩類，但最近流行的混合模型並不屬於任何一類。現時所推測的生命歷史還有很多疑點，生命的起源對科學家而言仍是一個很大的謎團。

## 外星生命

在宇宙中，地球是人類已知的唯一存有生命的星球。德雷克公式可以估算其他地方出現生命的機率，但科學家不同意很多公式中變量的值（嚴格地說，德雷克公式計算的是處於銀河系中且我們可能接觸的外星生物的數量，而不是有生命的機率）。取決於不同的值，方程式可以暗示生命的形成是頻繁或稀少的。德雷克計算我們在任何時間可能接觸的外星生命只有1個。

有關地球生命的起源，胚種論也被稱為外源性起源認為生命來自宇宙，通過隕石、彗星或宇宙塵等天體到達地球。但是這些理論對解釋生命的起源沒有幫助。

## 終結

即生命體之死亡階段或狀態。以人類為例，一般以呼吸及心臟跳動停止和腦部完全停止活動（非暫時性的停止）為判定死亡的標準。

生命體的死亡可以是因為細胞分裂的次數達到極限而衰亡，也可以是被毒素、自然災害或其他生物殺死。

任何一個個體的死亡並不會威脅物種的存在，反而是維持物種延續的重要環節。如果年老的個體永遠不死，新的個體會失去生存空間和生存必需的資源。但個體大量死亡至難以維持繁殖時，物種就可能滅絕。

已經死亡的細胞不能重建生命活動。已經死亡的生物個體不能復活。這是生命的基本特徵之一。

## 外部連結

- Wikispecies - 維基網上生命字典（英）
程序設計

電腦程式設計，或稱程式設計，是給程序解決出特定問題的過程，軟體開發過程中的重要步驟。程序設計方法往往以某種程序設計語言為工具，給出這種語言下的程序。程序設計過程一般包括分析、設計、編碼、測試、除錯等不同階段。

## 發展歷程

在電腦技術發展的早期，軟體開發主要就是程序設計。但隨著技術的發展，軟體系統越來越複雜，逐漸分化出許多專用的軟體系統，如作業系統、資料庫系統、應用伺服器，而且這些專用的軟體系統愈來愈成為普遍的系統環境的一部分。這種情況下軟體開發的內容越來越豐富，不再只是純粹的程序設計，還包括資料庫設計、使用者界面設計、通信協議設計和複雜的系統配置過程。

空間方面，在早期，由於機器資源比較昂貴，如何縮小儲存空間往往是設計關心的首要重點；而隨著硬體技術的飛速發展，電腦上資料儲存媒體的價格降低，空間不再是考慮的第一要點，一些較耗時的運算也漸漸發展出以空間換取時間的模式。

時間方面，在早期，如何加強程式效率、縮短程式執行時間是程式設計師的共同目標；而在硬體效能進步、效率差距縮小，軟體規模與複雜度卻日益增加的現在，程序的結構、可維護性、重複使用性、彈性等因素更顯得重要。在多人合作的程式設計專案裡，程式設計師們會加上各種註解以協助其他參與者理解程式碼，但卻因能達到較好的溝通並提高程式碼的可維護性，而成為目前的主流。

然而，隨著智慧型手機等攜帶裝置的興起，執行時間的縮短與儲存空間的有效運用再次成為焦點，形成與主機伺服器類型應用程式不同的重點考慮方向。

## 設計工具

- 開發環境
- 原始碼編輯器、編譯器、解釋器、調試工具
- 集成開發環境
- 可視化開發環境
- 電腦輔助軟體工程

## 圖像展覽

- 早期IBM 402會計電腦的程式是用改變線路連接的方式來撰寫
- GNAT程式設計軟體
- 中華民國經濟部舉辦的手機程式設計比賽

## 外部連結

- Computers/Programming
電腦程式

```c
#include <stdio.h>
int main(void) {
    printf("Hello world!\n");
    return 0;
}
```

```java
public class HelloWorld {
    public static void main(String[] args){
        System.out.println("Hello World!");
    }
}
```

```csharp
using System;

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("Hello World!");
        }
    }
```

```python3
print("Hello World!")
```

```c
#include <iostream>
int main()
{
    std::cout<<"Hello World!"<<endl;
    return 0;
}
```

電腦程式（computer program）是指一組指示電子計算機或其他具有訊息處理能力的電子裝置每一步動作的指令，通常用某種程序設計語言編寫，運行於某種目標體系結構上。打個比方，一個程序就像一個用漢語（程序設計語言）寫下的紅燒肉菜譜（程序原始碼），用於指導懂漢語的人（體系結構）來做這個菜。電腦程式是軟體的一個組成部分，它還包括文檔和其他無形組成部分。通常，以英文文本為基礎的電腦程式要經過編譯和連結而成為一種人們不易看清而電腦可解讀的一連串數字的格式，然後放入運行。這種程序也叫作編譯語言。未經編譯就可運行的程序，通常稱之為腳本程序（script）或解釋型語言。

## 程序的運行

為了一個程序運行，電腦加載程序代碼，可能還要加載數據，從而初始化成一個開始狀態，然後調用某種啟動機制。在最低層上，這些是由一個載入器開始的。

在大多數電腦中，作業系統例如Windows等，加載並且執行很多程序。在這種情況下，一個電腦程式是指一個單獨的可執行的映射，而不是當前在這個電腦上運行的全部程序。

程序里的指令都是基於機器語言。程序通常由一個電腦程式設計語言編寫，然後由該語言的編譯器（或者，有時由彙編程序）編譯為機器語言。

## 馮諾依曼體系結構（普林斯頓結構）

馮·諾伊曼結構又做普林斯頓結構，在一台基於最常見的馮諾依曼體系結構的電腦上，程序從某種外部設備，通常是硬碟，被加載到電腦之內。如果電腦選擇馮諾依曼體系結構，那麼程序就被加載入記憶體。指令序列順序執行，直到一條跳轉或轉移指令被執行，或者一個中斷出現。所有這些指令都會改變指令寄存器的內容。

基於這種體系的電腦，如果沒有程序的支持，將無法工作。一個電腦程式是一系列指令的集合。

程序裡的指令都是基於機器語言；程序通常首先用一種電腦程式設計語言編寫，然後用編譯器或者直譯器翻譯成機器語言。有時，也可以用組合語言編程，組合語言實質就是表示機器語言的一組記號－在這種情況下，用於翻譯的程序叫做組譯程式。

## 程序和數據

數據可以被定義為被程序處理的資訊。當我們考慮到整個電腦系統時，有時程序和數據的區別就不是那麼明顯了。中央處理器有時有一組微指令控制硬體，數據可以是一個有待執行的程序（參見腳本程式語言），程序可以編寫成去編寫其它的程序；所有這些例子都使程序和數據的比較成為一種視角的選擇。有人甚至斷言程序和數據沒有區別。

編寫一個程序去生成另外一個程序的過程被稱之為元編程（Metaprogramming）。它可以被應用於讓程序根據給定數據生成代碼。單單一個程序可能不足以表示給定數據的所有方面。讓一個程序去分析這個數據並生成新的程序去處理數據所有的方面可能會容易一些。Lisp就是一例支持這種編程模式的程序語言。

在神經網路裡儲存的權重是一種數據。正是這些權重數據，跟網路的拓撲結構一起，定義了網路的行為。人們通常很難界定這些數據到底表示什麼或者它們是否可以由程序來代替。這個例子以及跟人工智慧相關的其它一些問題進一步考驗程序和數據的區別。

## 演算法

演算法指解決某個問題的嚴格方法，通常還需輔以某種程度上的運行性能分析。演算法可以是純理論的，也可以由一個電腦程式實現。理論演算法通常根據複雜性分為不同類別；實現的演算法通常經過剖析（Profiling）以測試其性能。請注意雖然一個演算法在理論上有效可行，但是一個糟糕的演算法仍會浪費寶貴的電腦資源。（更詳細資訊，參見演算法資訊理論（Algorithmic Information Theory））

## 開發

編寫程序是以下步驟的一個往復過程：編寫新的原始碼，測試、分析和提高新編寫的代碼以找出語法和語義錯誤。從事這種工作的人叫做程式設計師。由於電腦的飛速發展，編程的要求和種類也日趨多樣，由此產生了不同種類的程序設計員，每一種都有更細緻的分工和任務。軟體工程師和系統分析員就是兩個例子。現在，編程的長時間過程被稱之為「軟體開發」或者軟體工程。後者也由於這一學科的日益成熟而逐漸流行。

因此，如今程序設計員可以指某一領域的編程專家，也可以泛指軟體公司裡編寫一個複雜軟體系統裡某一塊的一般程式設計師。一組為某一軟體公司工作的程式設計師有時會被指定一個程序組長或者項目經理，用以監督項目進度和完成日期。大型軟體通常經歷由系統設計師掌握的一個長時間的設計階段，然後才交付給開發人員。牛仔式的編程（未經詳細設計）是不為人所齒的。

兩種當今常見的程序開發方式之一是項目組開發方式。使用這種方式項目組裡每一個成員都能對項目的進行發表意見，而由其中的某一個人協調不同意見。這樣的項目組通常有15個左右的成員，這樣做是為了便於管理。第二種開發方式是結對開發。

## 參考文獻

- Eric Baum What is Thought MIT Press 2004年 ISBN 0-262-02548-5
- - Chapter Two: The Mind is a Computer Program
歷史學家

歷史學家，又稱歷史家、史學家、史家，是指以撰寫歷史著作為職業或對歷史學的創立、發展與應用付出努力的知識分子。

## 概念

歷史學家包括歷史記錄的編撰者和史料的研究者。人們研究歷史必須倚靠前人所留下的記錄。歷史學家會研究過去所發生的事件和這些事件記錄的真確性，並將他們的研究記錄下來。歷史學家的研究對象可以是某人的經歷，某城市、某地或某國家的發展。根據他們不同的研究對象，歷史可有不同的分類，例如：個人歷史，是有關某人過去發生的事做研究；地方歷史，是有關某城市或某地曾發生事件的研究；世界歷史，是有關世界各地過去事件的研究。

## 古中國歷史

在古代中國，歷史學的傳統主要是以歷史編撰的形式創立和發展的，在西漢歷史編撰者司馬遷之後，唐代的劉知幾開創了另外一種門類的工作，即對歷史編撰這項工作本身的研究（史學）。在宋代，開始了以往的歷史記錄為材料的針對「歷史」的研究活動。在清代，也有史學家劉鶚研究商代甲骨文。

## 古希臘/羅馬歷史

而在古希臘/羅馬，歷史學家向來被視為文學家的一種，撰寫歷史的首務是將人物或事件寫的生動，甚至某些「修飾」是被認為理所當然的。

## 歷史分析

歷史分析的過程比較複雜，牽涉到研究、調查和分析不能同時接受的構想、事實和傳說去設一致的講法去解釋「發生什麼事」、「怎麼樣發生」和「為什麼發生」。現代的歷史分析常利用很多其他社會科學，包括經濟學、社會學、政治學、心理學、人類學、哲學和語言學。
開放原始碼

開放原始碼（Open Source）是一種在電腦程式出品前和開發中提供其內部程式碼的做法。

開放原始碼在網際網路上獲得廣泛使用，參加者需要大量更新電腦原始碼。開放原始碼使得生產模組、通訊管道、互動社群獲得改善。隨後，一個新著作權、軟體授權條款、域名和消費者提供建立的，一個新詞開源軟體誕生。

開源模型概念包括同時間不同時程和方法來生產，相對而言，更加集中式的軟體設計模型，例如典型的商業軟體公司。一個開源軟體開發的主要原則和慣例是易貨貿易和合作的同儕生產，經由免費公開的最終產品、原始資訊、藍圖和文件。這逐漸應用在其它領域，例如生物技術。

## 歷史

開放原始碼的概念和免費分享技術資訊，在電腦誕生前存在很長的一段時間。例如食譜共享從人類文化一開始就有。開放原始碼能夠用在商業技術上的電腦和軟體。

在汽車發展的初期，二行程引擎的專利被資產家喬治·賽爾登所壟斷。藉由掌握這項專利，能夠壟斷市場，或是對於競爭者提出侵權訴訟。然而，汽車製造商亨利·福特在1911年挑戰這項專利，其結果使得這項專利變成幾乎一文不值，並形成新的關聯，催生出汽車製造商協會。

1998年，提姆·奧萊理召開了一次開放原始碼會議，包括BSD陣營與Linux社群的中堅份子都參與其中。因為自由軟體基金會提出的自由軟體（Free Software）可能與免費軟體造成混淆，在會議中，決議以克里斯蒂娜·彼得森提出的Open Source作為共通名稱。

## 開源軟體列表

### 應用軟體

三維繪圖及渲染

- Blender

整合式開發環境

- Eclipse
- Lazarus

圖像處理

- GIMP

影片編輯

- OpenShot
- Kdenlive

桌面出版

- Scribus

繪圖軟體

- Krita
- LibreCAD
- FreeCAD

矢量圖形編輯器

- Inkscape

數位聲波編輯

- Ardour
- Audacity
- OpenAL

純文字編輯器

- Emacs
- Vim

電子郵件客戶端

- Mozilla Thunderbird

虛擬地球

- NASA World Wind

線上直播

- Open Broadcaster Software

桌面搜尋遊戲引擎

- Godot

### 作業系統

- MINIX——為Linux之前的作業系統。
- Linux——類Unix作業系統家族。
- Android——基於Linux的作業系統。
- Firefox OS——基於Linux的作業系統。
- FreeBSD——類Unix的作業系統。
- OpenIndiana——類Unix作業系統家族。
- ReactOS——建立在Windows NT架構的作業系統。
- Haiku——與BeOS相容的作業系統。

### 程式語言

- Perl——一種通用的程式語言。
- PHP——適用於網路開發的程式語言。
- Python——一種通用的程式語言。
- Ruby——一種通用的程式語言。
- Go——一種通用的程式語言。
- Rust——一種通用的程式語言。
- Swift——一種支援多編程範式，編譯式編程語言。
- Java——一種通用的程式語言。
- Scratch——為初學者而設的電腦程序開發平台。

### 伺服器軟體

- Apache HTTP Server——一種網頁伺服器。
- Drupal——內容管理系統。
- Joomla!——內容管理系統。
- MediaWiki——執行於維基百科的Wiki引擎。
- MongoDB——檔案導向資料庫管理系統
- Moodle——課程管理系統、虛擬學習環境。

### 電腦硬體

- Arduino——單晶片微電腦，由藝術家、設計師、業餘愛好者所使用。

## 開源可樂

開源可樂是一種開放可樂配方，任何人都能夠輕易地獲取它的配方並對其做出修改。開源可樂發行運動的最初目的是推廣自由和開源軟體。

## 外部連結

- 開放原始碼促進會
- 《開源軟體文集》
- 台灣中央研究院 自由軟體鑄造場
- 中國的LUPA開源社區 供參考
- OSMSG開源資訊
- 10 things people get wrong about open source (images) （10個對於開源碼的錯誤印象）
- 自由開源軟體侵權警告與因應流程
- DARPA Open Catalog - 美國國防高等研究計劃署
運算數學

運算數學是數學的一個分支，研究的內容包括設計和分析演算法以及數學建模等，目的是為了在實際工程中利用快速穩定的演算法得到精確值的近似值。在運算機科學高度發展的今天，其基礎運算理論的發展使運算數學進入現代化階段。

## 運算數學的幾個主要方面

- 逼近論與函數逼近
- 非線性方程求解
- 矩陣及特徵值理論
- 最優化及其演算法
- 微分方程及其數值解
- 建立在上面基礎之上的數學建模及其應用

## 延伸閱讀

- R. E. White (2003), Computational Mathematics: Models, Methods, and Analysis with MATLAB, Chapman and Hall. ISBN 978-1-58488-364-7
- X. S. Yang (2008), Introduction to Computational Mathematics, World Scientific, (2008). ISBN 978-9812818171
- G. Strang (2007), Computational Science and Engineering, Wiley. ISBN 978-0961408817

## 外部連結

- Princeton Program in Applied and Computational Mathematics
- Applied and Computational Mathematics, Caltech
- Center for Computational Mathematics, University of Colorado Denver
- Scientific Computing and Computational Mathematics Program, Stanford University
- Institute for Computational Science and Engineering, The University of Texas at Austin
- Foundations of Computational Mathematics非利潤組織
自然數

自然數（natural numbers）按ISO 80000-2和ISO 2382定義，指非負整數 $( 0, 1, 2, 3, 4, \ldots)$；此定義相同於集合論和電腦科學領域中，認為0屬於自然數。但在數論領域中，認為0不屬於自然數，因而按數論描述，自然數會同義於正整數。為免歧義，可直接以術語「非負整數」代替自然數稱之。

數學中，一般以$\mathbb{N}$代表以自然數組成的集合。自然數集是一個可數的，無上界的無窮集合。非零自然數即指正整數$( 1, 2, 3, 4, \ldots)$。

自然數可用於計數（如：桌子上有「三」個蘋果）和定序（如：國內「第三」大城市）。

## 符號

數學家們使用$N$或$\mathbb{N}$來表示所有自然數的集合。較早的教科書也有使用$J$來表示這一集合的情況。

為了消除是否包含0的歧義，有時通過上、下標的形式表示集合中是否包含0：

- 自然數：$\mathbb{N}_0 = \mathbb{N}^0 = \{0, 1, 2, \dots\}$
- 非零自然數：$\mathbb{N}^* = \mathbb{N}^+ = \mathbb{N}_1 = \mathbb{N}_{>0} = \{1, 2, \dots\}$

## 定義

### 基於序數理論

基於序數理論提出的皮亞諾公理可以得到自然數的許多特性，這五條公理用非形式化的方法敘述如下：

- 0是自然數。
- 每一個確定的自然數a，都有一個確定的後繼數a'，a' 也是自然數。
- 對於每個自然數b、c，b=c若且唯若b的後繼數=c的後繼數。
- 0不是任何自然數的後繼數。
- 任意關於自然數的命題，如果證明：它對自然數0是真的，且假定它對自然數a為真時，可以證明對a' 也真。那麼，命題對所有自然數都真。

其中，一個數的後繼數指緊接在這個數後面的數，例如，0的後繼數是1，1的後繼數是2等等；公理5保證了數學歸納法的正確性，從而被稱為歸納法原理。

### 基於基數理論

在基數理論中，集合論的一般做法是將0定義為空集後，將任一非零自然數看作是所有比該數小的自然數組成的集合，即

$$0 = \{\}, 1 = \{0\}, 2 = \{0,1\}, 3 = \{0,1,2\}, \ldots$$

通過無窮公理，可以得到存在一個只包含全體自然數的自然數集$\mathbb{N}$。

另外，在此定義下，在集合$n$內就有$n$個元素；而若$n$小於$m$，則$n$會是 $m$的子集。

## 性質

### 無限性

自然數的集合是無限集。根據定義，這種無限稱為可數無限。可以與自然數建立雙射關係的所有集合都具有這種無限性，稱作，這個集合的勢為$\aleph_0$。

### 可加性

自然數加法可經$a+0=a$及$a+(b+1)=(a+b)+1$遞歸定義而成。因而得出交換么半群$(N,+)$，是由$1$生出的自由么半群，其中么元為$0$。此么半群服從消去律，可嵌入一群內：最小的是整數群。

### 可乘性

同理，自然數乘法$\times$可經$a \times 0=0$及$a \times (b+1)=ab+a$ 得出。

### 加乘關係

而$(N, \times)$亦是交換么半群；$\times$和$+$符合分配律：

$a \times (b+c)=ab+ac$。

### 有序性

我們說$a \le b$若且唯若有自然數$c$使得$a+c=b$。$(N, \le)$是一個良序集，即每個非空子集都有一個最小的自然數。

此序也和加法及乘法兼容，即若$a$，$b$和$c$都是自然數且$a \le b$，則$a+c \le b+c$及$ac \le bc$。

### 可除性

給定兩個自然數$a$和$b$，其中$b \ne 0$，可找到唯一的兩個自然數$q$及$r$使得

$$a=bq+r,\ 0\le r < q$$

$q$稱為「商數」而$r$稱為「餘數」。若$r=0$，則稱$a$可被$b$整除，記為$b|a$。

相關概念有輾轉相除、質數及其它數論概念。

## 歷史與0的爭議

自然數由數數而起。古希臘人最早研究其抽象特性，當中畢達哥拉斯主義更視之為宇宙之基本。其它古文明也對其研究作出極大貢獻，尤其以印度對0的接受，為人稱道。

零早於公元前400年被巴比倫人用作數字使用。瑪雅人於公元200年將零視為數字，但未與其它文明有所交流。現代的觀念由印度學者婆羅摩笈多於公元628年提出，經阿拉伯人傳至歐洲。歐洲人一開始仍對零作為數字感到抗拒，認為零不是一個「自然」數。不過歷史上也有人把0包括在自然數之內，例如這兩本18世紀的法國書籍。

19世紀末，集合論者給自然數一個較嚴謹的定義。據此定義，把零（對應於空集）包括於自然數內更為方便。邏輯論者及電腦科學家，接受集合論者的定義。而其他一些數學家，主要是數論學家，則依從傳統把零拒之於自然數之外。

在全球範圍內，目前針對0是否屬於自然數的爭論依舊存在。

在中國大陸，2000年左右之前的中小學教材一般不將0列入自然數之內，或稱其屬於「擴大的自然數列」。在2000年左右之後的新版中小學教材中，普遍將0列入自然數。

認為自然數不包含零的其中一個理由是自然數所指為自然界中存在的數，例如一棵大樹、兩條魚、十億個細胞等等，而鮮少有人說零個物品。

國際標準ISO 31-11:1992《量和單位 第十一部分：物理科學和技術中使用的數學標誌與符號》（已被ISO/IEC 80000-2取代）中，從集合論角度規定：符號 $\mathbb{N}$ 所表示的自然數集是包括正整數和0。

中國大陸於1993年制定的強制性國家標準《物理科學和技術中使用的數學符號》(GB 3102.11-93)參照國際標準ISO 31-11規定：$\mathbb{N}$表示「非負整數集；自然數集」，$\mathbb{N}=\{0,1,2,3,\ldots\}$。但自2017年3月23日起，該標準轉化為推薦性標準，不再強制執行。

## 推廣

自然數用於計數時稱之為基數，用於定序時稱之為序數。基數用於判定集合的大小，序數用作排列。

對於有限序列或有限集合，序數及基數皆與自然數同。
數域

數域（number field）又稱數域，是近世代數學中常見的概念，指對加減乘除四則運算封閉的代數結構。通常定義的數域是指複數域$\mathbb{C}$的子域。「數域」一詞有時也被用作代數數域的簡稱，但兩者的定義有細微的差別。

## 定義

設$\mathcal{P}$是複數域$\mathbb{C}$的子集。若$\mathcal{P}$中包含0與1，並且$\mathcal{P}$中任兩個數的和、差、乘積以及商（約定除數不為0）都仍在$\mathcal{P}$中，就稱$\mathcal{P}$為一個數域。用域論的話語來說，複數域的子域是為數域。

任何數域都包括有理數域$\mathbb{Q}$，但並不一定是$\mathbb{Q}$的有限擴張，因此數域不一定是代數數域。例如實數域$\mathbb{R}$和複數域$\mathbb{C}$都不是代數數域。反之，每個代數數域都同構於某個數域。

## 例子

除了常見的實數域$\mathbb{R}$和複數域$\mathbb{C}$以外，通過在有理數域中添加特定的無理數進行擴張得到的擴域也是數域。例如所有形同：

$$a + b\sqrt{2}, \; \; a, b \in \mathbb{Q}$$

數的集合，就是一個數域。可以驗證，任何兩個這樣的數，它們的和、差、乘積以及商（約定除數不為0）都能寫成$a+b\sqrt{2}$的形式，故仍然在集合之中。這個集合記作$\mathbb{Q}(\sqrt{2})$，是有理數域$\mathbb{Q}$的二次擴域。

### 可構造數

可構造數也叫規矩數，指的是從給定的單位長度開始，能夠通過有限次標準的尺規作圖步驟做出的長度數值。所有可構造數的集合記為$\mathcal{C}$，是一個數域。因為給定了兩個已經做出的線段後，可以通過符合尺規作圖規定的手段，在有限步內作出長度為兩者長度之和、差、乘積以及商的線段。$\mathcal{C}$是$\mathbb{Q}$的擴域，次數為無限大，是實數域$\mathbb{R}$的子域。

### 代數數

代數數指能夠成為某個有理係數多項式的根的數。所有代數數的集合記作$\mathcal{A}$，是一個數域。$\mathcal{A}$也常被稱為代數數域，但與定義為「$\mathbb{Q}$的有限擴張」的代數數域是不同的概念。不過，每個$\mathbb{Q}$的有限擴張生成的域都可看作是$\mathbb{Q}$中加入某個代數數擴成的，所以都是$\mathcal{A}$的子域。可構造數構成的數域$\mathcal{C}$也是$\mathcal{A}$的子域。由於虛數單位i也是代數數，所以$\mathcal{A}$不是$\mathbb{R}$的子域。另一方面，自然對數的底e以及圓周率π都不是代數數，所以$\mathbb{R}$也不是$\mathcal{A}$的子域

$\mathcal{A}$

$\mathbb{R}$

$\mathcal{A}$。