Умение видеть и замечать важное и существенное в том, что большинству кажется недостойным внимания, - вот что составляет секрет новаторства в науке и искусстве И характеризует ум проницательный, творческий и оригинальный. Наблюдение требует специальной подготовки. Важнейшее место в подготовке наблюдений должно занимать уяснение задач наблюдения, требований, которым оно должно удовлетворять, предварительная разработка плана и способов наблюдения. Наблюдение фиксирует то, что предлагает сама природа. Но человек не может ограничиться ролью наблюдателя. Проводя эксперименты, он является и деятельным испытателем. Эксперимент - это метод исследования, с помощью которого объект или воспроизводится искусственно, или ставится в определенные условия, отвечающие целям исследования. Особую форму познания составляет мысленный эксперимент, который совершается над воображаемой моделью. Для него характерно тесное взаимодействие воображения и мышления.
Основным методом эксперимента является метод изменения условий, в которых обычно находится исследуемый предмет. Он дает возможность вскрыть причинную зависимость между условиями и свойствами исследуемого объекта, а также характер изменения этих свойств в связи с изменением условий. Одновременно данный метод позволяет обнаружить те новые свойства предметов, которые не проявляются в естественных условиях, например, в лабораториях искусственного климата можно более или менее точно определить воздействие температуры, света, влажности и т.п. на рост и развитие растений. Поскольку с изменением условий изменяются (иногда возникают вновь) определенные свойства предмета, а другие при этом не претерпевают существенных изменений, мы можем отвлечься от последних. Для эксперимента характерны контролируемость условий, возможность измерения параметров процессов и использование инструментов и приборов. Человек может впасть во всевозможные заблуждения. Приборы лишены этого недостатка. Благодаря микроскопу, телескопу, рентгеновскому аппарату, радио, телевидению, телефону, сейсмографу и т.п. человек значительно расширил и углубил свои возможности восприятия. Успехи науки, особенно естествознания, теснейшим образом связаны с совершенствованием методов и средств экспериментирования, которые позволяют со все возрастающей гибкостью и тонкостью проводить наблюдения. За последние годы ученые получили возможность использовать, например, компьютеры, которые включены теснейшим образом в сам процесс научного творчества.
Эксперимент можно многократно повторять и тем самым основывать выводы на большом количестве наблюдений. Для постановки эксперимента, так же как и для наблюдения, необходимы предварительные знания, требуется, как отметил И.П. Павлов, известное общее представление о предмете для того, чтобы было на что цеплять факты, для того, чтобы было что предполагать для будущих изысканий. Эти общие представления, предположения, рабочие гипотезы берутся из предшествующих наблюдений, экспериментов и из совокупного опыта человечества. Они-то и направляют эксперимент. Наблюдение, эксперимент фактический или мысленный, производимые наобум, без ясно осознанной цели, не могут привести к эффективному результату. Без идеи в голове, говорил И.П. Павлов, вообще не увидишь факта.
В ходе и в результате наблюдения и эксперимента осуществляется описание или протоколирование. Оно производится и в виде отчета с использованием общепринятых терминов, и наглядным образом в виде графиков, рисунков, фотои кинопленок, и символически в виде математических, химических формул и т.п. Основное научное требование к описанию - это достоверность, точность воспроизведения данных наблюдений и эксперимента. Описание может быть полным и неполным, но всегда предполагает определенную систематизацию материала, т.е. его группировку и некоторое обобщение: чистое описание остается лишь в преддверии научного творчества.
Научный факт. Установление факта (или фактов) является необходимым условием научного исследования. Факт - это явление материального или духовного мира, ставшее удостоверенным достоянием нашего знания, это фиксация какого-либо явления, свойства и отношения. По словам А. Эйнштейна, наука должна начинаться с фактов и оканчиваться ими вне зависимости от того, какие теоретические структуры строятся между началом и концом.
Констатация бытия объекта - это первая, и очень бедная, ступень познания. Ученый, находящийся на этой ступени, недалек еще от героя гоголевского "Вия" Хомы Брута, который знал о своих родителях только одно что они есть, не имея понятия о том, каковы они. Установление факта состава преступления имеет первостепенное значение для суда. Суд должен быть уверен в том, что факт, который исследуется, в действительности имел место.
Точно так же хирург не может приступать к операции, а терапевт не имеет права прописывать лекарство и способ лечения без диагноза, т.е. установления факта определенной болезни.