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理论科学是指人们对自然、社会现象,按照已知的知识或者认知,用一般化与演绎推理等方法,进行合乎逻辑的推论和总结的一门科学。
理论科学严格意义上来说应该叫科学理论,是人类通过概念—判断—推理等思维类型,论题—论据—论证的逻辑推导过程来认识、把握世界的逻辑体系,包括知性认识阶段的理论和理性认识阶段的理论体系。

这类理论体系建立在严格的思维模型和数据之上,可以在一定程度上解释客观事物且指导实践及应用科学。
简单来说,目前的科学发展通常都要经历理论发现——实践证实——应用推广这样的三个阶段,而理论科学,可以在学术及方向上对实践科学、应用科学提供重要的指导。
理论科学是目前世界科学发展的重要组成部分、指路明灯,如果离开了理论科学的指导,那么人类的科技发展速度将会降低上万个量级,重新回到原始社会级的科技发展速度。
例如,量子力学对基本粒子模型进行了基本论证和分类,基本上就指明了实践科学相关的研究方向发现基本粒子——研究基本粒子,所以在量子力学相关实践研究中,就主要干两件事:
一、在量子力学框架下,有组织、有计划的研究亚原子核尺度下各基本粒子的性质。
二、利用高能粒子对轰发现量子力学中预言的相关基本粒子,完善基本粒子模型。
所以,量子力学自1900年提出概念至今的一百二十一年时间里,来自亚原子微观世界的力量就已经充斥了我们的生活——半导体、微型计算机、激光、原子钟等等产品。
如果没有理论科学,怕是一千二百年我们都别想体验到量子带给我们的便利。
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