研究特定层次系统的特征信息规律，就形成了不同的学科。在不严格的意义上，我们可以认为：研究粒子和原子系统的科学是原子物理学；研究原子、分子系统及相互作用变化的科学就是化学；研究宏观的气体、液体、固体属经典物理学的范畴(经典物理学有较宽的实用范围，但他的研究工作却是同与生命生物个体可比的尺度开始的)；研究大气圈、水圈、岩石圈、生物圈、地壳、地幔、地核系统的科学就是地学；研究细胞、生物个体、种群、群落、生态系统的科学就是生物学；研究地月系、太阳系、银河系乃至宇宙系统的科学就是天文学。
人和社会作为两个系统是人类最关心的，也是最复杂的系统。侧重研究人体的生理信息，以治疗、保健为目的的是医学。以侧重研究人的心理的是心理学。侧重研究人的精神的学问是比较复杂的，表达人的人生观、世界观的学问是哲学，表达人对美的追求看法的学问是艺术、美学、文学。
在社会系统中，研究经济的有：金融、企业、股票、会计、预算等方面的学问；研究政治的有：法律、行政、军事、党派等方面的学问；研究文化的有艺术、宗教、风俗、历史等方面的学问
所有的这些学问我们可以分为三大类。
精密科学：物理、数学、天文学(研究简单系统)。
描述性科学：地学、生物学、医学、心理学(研究复杂系统)。
人文学科：历史、文学、艺术、法律、政治、军事、金融、企业、股票、会计、美学、哲学等(研究人文系统)。
自然科学研究的最复杂的对象是人，所以可以用数学、实验的方法，直到现在人的许多问题还没有研究清楚，如人的大脑是如何工作？癌症的机理是什么？人文学科研究最简单的对象是人，人在人文学科中是作为一个最基本单位存在的，就好比是自然科学的基本粒子。组织人、统治人、与人斗、人的过去、人的未来、人的好恶这就是政治、军事、历史、艺术。
严格来讲学科的划分，并不是简单以研究对象系统层次的分类为依据，而是以各系统不同层次的信息规律为依据的。
物理学的内涵最简单，适用范围也最广泛。
物理学是关于物质结构及其运动规律的科学，由于物理运动是自然界最基本的运动形式，因此适用于一切可观察的物质。力学主要是研究机械运动的，这种运动形式在自然界最简单也最基本，是一切运动的基础。相对论和量子力学目前是最高研究成果，它适合于目前科学所观察到的所有时空范围。
热学是以热运动为主要研究对象，声学、光学分别以声波和光波为主要研究对象。
物理学研究对象多可测量，可量化，具有确定性，可准确预测，能较好地应用数学工具，是确定性科学。
化学是从原子、分子水平研究物质的组成结构，性质及其变化规律的科学。它的内涵比物理学丰富。
在力学中，同质量、同体积的小球在作机械运动时，我们可以不作区分，而在化学里，同质量、同体积的小球可以有几十种不同的组成成份。因为发生化学变化时，一定要发生物理变化，而发生物理变化时不一定发生化学变化，所以化学的适用范围比物理学要小。
在广阔的宇宙中恒星超高温的情况下，分子解体成为等离子态，在超强引力下，分子塌缩，成为超固态(如中子星)，虽然物理的基本定理仍然适用，但这已远超出化学研究的范围，小于原子的系统也不属化学研究的范围。
由于受化学实验条件的制约，化学研究的物质也主要以地球上的物质为主。化学研究的对象较为复杂，除物质的物理性质（浓度、溶解度）外，其它性质较难测量和量化。化学具有确定性，结果可预测，以描述性为主，推理为辅，是描述性科学。
地学是研究地球的结构、物质运动形式，地球环境及其发展变化的科学，它以地球系统为研究对象和层次。地学的内涵比化学更进了一个层次。
一块岩石，从物理学的角度是一个物体，从化学的角度它们的主要成份都是CaCO3，而从地学的角度分析必须分清楚它是大理石还是石灰石。
地学的研究对象复杂，除有关物理方面的内容外大多不可测量和量化，不确定因素更大，预测困难(如地震、气候)，实验和推理的方法在地学上很少应用，以科学观察测量为主，是描述性科学。
当然地学的适用范围只能是地球。
生物学是研究生物的个体、种群、群落、生态系统的结构、组成、发展规律的科学，它的内涵也比化学丰富。
一块木头，物理学可以认为是一个刚体，化学说它的主要成份是纤维素，但生物学就要搞清楚它是杨木还是桐木。
生物学的研究范围一般不出地球的生物圈。生物学有关物理、化学方面可测量和量化，有关个体层次有时具有确定性，有时可准确预测，有时用到实验。推理的方法在生物学上很少应用，研究方法以观察为主，是描述性科学。
医学是以人体为研究对象，以预防和治疗人体疾病为目的的一门科学。
它的研究对象的内涵比生物学更进了一个层次。一个人，生物学说它属于哺乳纲、灵长目、人种、人属，而医学则要搞清，他是健康人还是病人；病人则要诊断清是糖尿病还是心脏病。医学的研究范围更窄，只有人这一种生物。
系统的层次与科学的分科
|
研究层次 |
粒子 |
分子 |
细胞 |
生物个体到生态系统 |
地球 |
天体系统 |
|
数的层次数学的应用 |
力学 |
分析化学 |
|
生物统计学 |
|
天体测量学 |
|
质的层次物理的应用 |
粒子物理 |
物理化学 |
|
生物力学， 生物物理学 |
地质力学， 地球物理学 |
天体力学，天体物理学 |
|
分子的层次化学的应用 |
|
|
分子细胞生物 |
生物化学 |
地理化学 |
天体化学 |
|
细胞的层次 |
|
|
|
细胞学 |
地球生物学 |
|
|
器官的层次 |
|
|
|
生理学 |
|
|
|
个体的层次 |
|
|
|
植物学、动物学、微生物学 |
|
|
|
种群群落生态的层次 |
|
|
|
生态学 |
|
|
|
圈层的层次 |
|
|
|
生物地理学 |
地学 |
|
|
天体 |
|
|
|
|
|
天文学 |
|
系统演化的方式 |
粒子的转化 |
核反应 |
细胞发育 |
生物的个体发育系统发育 |
地质演变地球成因 |
天体演化学 |
以人为例。人体虽然复杂，但也可以把它看成一个物体，物理学的规律也适用研究人体，跳水运动员的运动，就遵循角动量守恒和自由落体的运动规律，用力学的方法研究人体的运动就是运动力学。
人体内，每秒钟都进行着几百万次的化学反应，所以化学的规律，也适用于人体。能够使蛋白质变性的物质对人体也有巨大的伤害，通过化验血脂可以作为诊断疾病的依据。研究人体内的化学反应的科学是生物化学。
人也可以看作是一个多细胞生物，人体有500亿个细胞，每个细胞生长、成熟、分裂、繁殖的规律也同样适合于人体细胞。人类基因组计划就是以分子细胞的水平进行的。医学上的穿刺检查，也是以细胞为研究对象。
人同时也是一个哺乳动物，动物生理学的规律也适合于人，我们在动物身上做实验得出的结论在人身上也往往是适用的。外科手术就是从器官水平对人体实施的治疗，治疗要遵循生理学的规律。
更重要的是，人是一个整体，他是有思想的高级动物，他即不是一个简单的物体，也不是一个化学反应器，也不是一大堆细胞，一筐子器官，中医学比西医更注重把人看作一个整体进行研究，减少了现代分子细胞医学模式的偏面性。
人从系统构成可由下图表示：质的层次→分子→细胞→器官→人体。
从质的层次研究就是运动力学。
从分子层次研究就是生物化学。
从细胞层次研究就是细胞学。
从器官层次研究就是生理学。
从个体层次研究就是医学。
医学的治疗方法可以反映出人体的不同层次的信息：比如牵引、手术就是物理疗法；药物疗法就是化学疗法；还有心理疗法就是个体层次的了。
我们可以用制造霓虹灯广告为例说明一下各种学科的关系，现在要制造一幅霓虹灯广告：电路连接，闪烁的控制属电学范畴；霓虹灯图案设计，颜色搭配属美术的范畴；霓虹灯的安放位置、大小、方式属广告学的范畴；广告词的撰写属文学的范畴；这则广告的预算，市场价值属经济学范畴。
设置一则成功的霓虹灯广告，就要应用不同学科的知识共同完成。在这里，哪一种学科都不能代替其它学科，无论多么好的电工，霓虹灯如何稳定工作，图案丑陋就不能取得很好的广告效果。再则，如果图案设计的美观，线路连接的也很好，但广告词表达的不清楚或位置布置不恰当，也可能导致广告的失败。如果预算不合理，卖糖葫芦的制作了一幅几万元的霓虹灯广告，恐怕再好的广告也要赔钱。
各个学科的关系也是这样，我们不能用粒子的全部规律推理由粒子组成的分子的全部规律，也不能由分子的化学性质推理出细胞的生理功能……
各个学科反映的是不同系统的特定的信息规律，相互不可代替。
各个系统有不同的特点，因此也具有不同的研究方法，物理学实验和推理并重，化学则以实验为主，地学、天文学以观测为主，生物学则是观察实验并重，文学、艺术则以直觉感悟为主。
实验和推理的方法在物理学的研究上取得巨大成功，但若非要用这两种方法研究社会科学，要计算美国下届总统的姓名，用实验的方法写出最好文章，恐怕是不可以的。