Методологическое своеобразие научного открытия состоит в том, что оно совершается в русле решения научных задач, ведет к разрешению определенной научной проблемы. Открытие рождается в большом цикле научного метода. Его характеристика включает: определение перспективного и актуального направления научного поиска, выдвижение и обоснование некоторой проблемы, построение гипотезы о природе тех трудностей, которые препятствуют решению проблемы. Далее используется классификация стандартных подходов, предпринимаются попытки выйти за рамки стандартов. На данной стадии предлагаются идеи нестандартного решения. Вместе с тем, апробируются разного рода аналогии и ассоциации, соотносимые с уже известными решениями. Чаще всего ученые выражают новую идею своеобразным языком, «столбя» ее с помощью новых обозначений. Главное же внимание уделяется поиску критериев эффективности новой идеи: по ним сопоставляются результаты возможных решений, уточняются их вес и значение. Здесь же определяется, насколько можно продвинуться в решении исходной проблемы. Чтобы ученые смогли «зацепиться» именно за открытие, важно установить, что найдено не частное, специфическое решение, решен не отдельный аспект задачи, а налицо серьезный результат, поднимающий научное знание на иной уровень понимания той задачи, которая была выдвинута в начальный период поиска.
Научное познание движется под девизом: открывая, утверждай. В таком процессе сталкиваются различные интерпретации добытых знаний. В целом этот процесс направляется деятельностью разума, способного выходить за пределы непосредственного опыта, вырабатывая основоположения, общие принципы и модели, которые применяются систематическим испытанием к накопленному опытному материалу. На высших этажах разумной деятельности строятся гипотетические модели, приближающие знание к установлению объективной истины.
Показательна в этом отношении деятельность научного разума в наше время. Современная наука смело использует новые принципы и подходы, применение которых ведет к преобразованию предметной области науки, вводит познание в новые, не изведанные ранее сферы действительного мира. К таким результатам привело, например, открытие и обоснование принципов синергетики. В этой области познания внедряется принцип асимметрии («стрела времени»), разрабатывается идея неравновесных процессов. Новый предмет науки формируется на основе теории хаоса. Хаос здесь рассматривается как система, из наличного состояния которой нельзя вывести конкретный ход ее эволюции. По Ляпунову, это неустойчивая система. Введение в науку таких систем связано с эрозией старого принципа детерминизма (И. Пригожин). Вместе с тем, использование понятия о таких системах связывает физику с концепциями жизни, организма, приближает к научному изучению живых систем (к разрешению проблемы их происхождения, эволюции). Одновременно рождается взгляд на мир с позиций космологической истории. Здесь высоко поднята планка отказа от старых идей и представлений. Речь идет, по существу, о преобразовании общей картины мира.
Гносеологический и методологический подходы позволяют рассмотреть научные открытия в русле расширенного поиска новых объектов науки. Для их описания и объяснения привлекаются различные ресурсы, в том числе заимствованные из разных областей науки. Добавим, что в эпоху открытий складывается особое состояние ученых, причастных к данному процессу. Они демонстрируют готовность обсуждать и решать задачи поискового характера в контексте общей методологии науки, в сфере теоретико-познавательной деятельности. В том числе готовы к пересмотру категориального аппарата, который управляет содержательной трактовкой добываемых наукой знаний. Так обстояло дело в период кризиса физики на рубеже XIX- XX веков. Подобная ситуация сложилась в период разработки фундаментальных идей кибернетики и теории информации, в эпоху бурных споров вокруг достижений генетики и генной инженерии, вокруг новых проблем космологии и т. д.
Все сказанное позволяет уточнить вопрос о случайности или неслучайности научных открытий. Непосредственных средств предвосхищения открытий наука, конечно, не имеет. Однако некоторые симптомы могут свидетельствовать о близости открытий. В истории естествознания о том говорили, в частности, некоторые не объяснимые с позиций предшествующей науки вопросы, побуждавшие ученых к продолжению научного поиска (например, проблема «черного тела» в физике начала XX столетия).