Процесс научного познания осуществляется на эмпирическом и теоретическом уровнях. На эмпирическом уровне объект фиксируется со стороны его внешних, доступных наблюдению проявлений. Ведущей логической формой выражения эмпирического является суждение, констатирующее факт, или система суждений, описывающих явление. Теоретическое знание основной своей функцией имеет не описание, а объяснение, выявление законов, связей, управляющих классом объектов. На теоретическом уровне используются такие приемы, как абстрагирование, идеализация, моделирование. Н. включает в себя определенные приемы своего осознания, поэтому теоретический уровень исследования можно разделить на собственно теоретический и метатеоретический, уровень методологии Н. Метатеоретический уровень включает представление об идеалах и нормах научности, о научных методах, научную картину мира. Учитывая, что самосознание Н. неизбежно апеллирует к философским аргументам, некоторые исследователи выносят метатеоретический уровень за пределы собственно Н., выделяя особый «уровень мировоззренческих оснований» Н., который включает как методологические обобщения, так и собственно философские представления о мире, человеке, познании.
Теоретическое знание включает в себя такие компоненты, как проблема, гипотеза и собственно научная теория. Проблема – результат противоречий, возникающих либо внутри самой теории, либо при столкновении теории с фактами, либо при столкновении двух теорий. Гипотеза – теоретическое предположение, возникающее в результате проблемной ситуации, его истинностное значение не определено и нуждается в обосновании. Обоснованная гипотеза становится теорией. Теория должна удовлетворять требованиям непротиворечивости, сопоставимости с опытом, должна описывать круг фактов, на который она опирается, должна быть наделена определенной предсказательной и объяснительной силой. Основные компоненты теории: исходные понятия, принципы, основополагающие законы; абстрактная модель изучаемого предмета («идеализированный объект»); совокупность научных положений, вытекающих из исходных постулатов теории.
Следует помнить, что законы Н. – это законы той реальности, той идеализированной модели, которая сконструирована ученым; они не являются простой копией материальных связей и зависимостей. К основным функциям научной теории относятся следующие: описание определенного круга явлений с помощью понятий, используемых в данной теории; объяснение, то есть выявление существенных характеристик предмета, нахождение общего закона, которому подчиняется множество единичных явлений; предсказание существования неизвестных ранее объектов или их свойств, связей между ними. К функциям научной теории относят также синтезирующую функцию, т. е. возможность с помощью положений этой теории объединить существовавшие доселе обособленно знания в систему; методологическую функцию, т. е. создание новых методов исследования.
Функционирование каждой научной теории предполагает использование целого ряда методов исследования. Метод – это совокупность приемов, применяемых в той или иной сфере деятельности. В Н. метод как система правил всегда разрабатывается на основании определенной теории; метод – теория в действии. Среди методов Н. можно выделить философский уровень, общенаучные методы, частные методы, методы междисциплинарных исследований. К философским принципам исследования, выполняющим функцию методологических регулятивов, относятся принципы развития, историзма, всесторонности, конкретности и т. п. К общенаучным методам относятся наблюдение, эксперимент, моделирование, формализация, структурно-функциональный метод, вероятностный метод, системный подход и т. п.
Наблюдение – целенаправленное восприятие явлений, предполагающее их описание; эксперимент уже предполагает активное вмешательство в ход естественно протекающих процессов. Важным теоретическим методом является формализация, кодирование понятий данной теории. Существует также аксиоматический метод построения научной теории, гипотетико-дедуктивный метод. В Н. используется также ряд таких мыслительных процедур, как анализ и синтез (мысленное расчленение объекта и воссоздание целостности), индукция и дедукция (движение мысли от единичного к общему и от общего к частному), аналогия (установление сходства по некоторым признакам между несходными объектами), абстрагирование и идеализация (отвлечение от ряда свойств объекта и мысленное образование объектов, наделенных неосуществимыми в действительности свойствами), мысленный эксперимент, моделирование (воспроизведение ряда свойств исследуемого объекта на специально созданной модели—«заменителе»).