На эмпирическом уровне используются два главных метода научного познания:
Наблюдение может входить в состав более сложного исследовательского метода, называемого экспериментом. Условия эксперимента создаются искусственно. Изучаемый объект при этом испытывает воздействия других объектов в некоторой контролируемой субъектом ситуации. Тогда появляется возможность проводить систематические наблюдения над исследуемым объектом, производя над ним разнообразные манипуляции. Субъект нередко проводит серию испытаний, активно меняя условия, в которых находится изучаемый объект.
Иногда в эксперимент вовлекаются природные взаимодействия объектов (например, движение Луны или Земли). Но в любом случае экспериментатор заранее планирует ситуацию, в которой наиболее четко представлена связь исследуемого объекта с его окружением. Она выделяется в качестве предмета изучения. Такими предметами могут быть, например, механические колебания маятника в отношении поверхности Земли, влияние движения Луны на появление солнечных затмений. Мысленная модель процесса служит в данном случае способом создания квазиприборной ситуации. Ее элементами становятся описания свойств природных взаимодействующих тел.
В ходе научного исследования нередко наталкиваются на случайно обнаруженные свойства, эффекты или объекты. Однако последовательное проведение экспериментов позволяет пройти путь от случайной регистрации некоторых событий к выяснению основных условий их существования. Таким было, скажем, случайное открытие радиоактивности, за которым последовало получение знания о радиоактивных элементах и внутриядерной природе процесса радиоактивного излучения.
Теоретическое знание оформляется в виде гипотез и теорий. Гипотезы содержат знания предположительные. Объяснительная сила законов и причин, высказываемых в гипотезах, весьма вероятна, но не обладает универсальной значимостью и необходимостью. Такова, например, гипотеза о ведущей роли труда в процессе антропогенеза. Также гипотетический характер имеет знание о происхождении солнечной системы из первобытной туманности.
Что касается теории, то в ее основе лежат идеальные модели. Они строятся как абстрактные объекты (теоретические конструкты). Относительно абстрактных объектов (теоретической модели) формулируются теоретические законы. Таковы, скажем, законы Кеплера о движении планет вокруг Солнца, законы Галилея о свободном падении тел, законы Карно о максимуме термодинамической работы.
Законы в различных областях науки формулируются с помощью абстракций, позволяющих достаточно четко выделить существенные связи в том или ином фрагменте действительности. Средствами абстрактного представления объектов являются, например, система отсчета, масштаб протекающего процесса (временной и пространственный), физическая, химическая и даже социальная сила (действие). Закон науки описывает связи и отношения между им деленными абстрактными объектами. Он приобретает часто форму функциональной зависимости и может выражаться математически с помощью уравнений разного порядка. Так, колебания маятника описываются уравнением мх + кх = 0, а кругооборот товара выражается формулой Т - Д - Т.
Формирование теоретического знания базируется на способности людей к логическому мышлению. Здесь совершаются мысле-действия по образованию понятий, по выработке суждений, осуществляется построение различных систем умозаключений. Кроме того, научное знание связано с процедурами определения, с постановкой вопросов, с разработкой аргументов и способов доказательства тех или иных научных положений. Сила абстракции и сила логических доказательств, используемых на теоретическом уровне, во многом заменяет экспериментальные и наблюдательные действия ученых. Но не только заменяет, а является новым прорывом познания, обеспечивая