Общие методы научных исследований делят на три группы:

1. Методы теоретического исследования (восхождение от абстрактного к конкретному).

2. Методы эмпирического исследования (наблюдение, сравнение, измерение, эксперимент).

3. Методы, используемые как на эмпирическом, так и на теоретическом уровне исследования (абстрагирование, анализ и синтез, исторический метод).

3.1 Теоретический научный метод

3.1.1 Теории

Теория (греч. иещсЯб, "рассмотрение, исследование") - система знаний, обладающая предсказательной силой в отношении какого-либо явления. Теории формулируются, разрабатываются и проверяются в соответствии с научным методом.

Стандартный метод проверки теорий - прямая экспериментальная проверка ("эксперимент - критерий истины"). Однако часто теорию нельзя проверить прямым экспериментом (например, теорию о возникновении жизни на Земле), либо такая проверка слишком сложна или затратна (макроэкономические и социальные теории), и поэтому теории часто проверяются не прямым экспериментом, а по наличию предсказательной силы - то есть если из неё следуют неизвестные/незамеченные ранее события, и при пристальном наблюдении эти события обнаруживаются, то предсказательная сила присутствует.

научный метод эмпирический теоретический

3.1.2 Гипотезы

Гипотеза (от др. - греч. Qрьиеуйт - "основание", "предположение") - недоказанное утверждение, предположение или догадка.

Как правило, гипотеза высказывается на основе ряда подтверждающих её наблюдений (примеров) и поэтому выглядит правдоподобно. Гипотезу впоследствии или доказывают, превращая её в установленный факт (теорема, теория), или же опровергают (например, указывая контрпример), переводя в разряд ложных утверждений.

Недоказанная и не опровергнутая гипотеза называется открытой проблемой.

3.1.3 Научные законы

Закон - вербальное и/или математически сформулированное утверждение, имеющее доказательство (в отличие от аксиомы), которое описывает соотношения, связи между различными научными понятиями, предложенное в качестве объяснения фактов и признанное на данном этапе научным сообществом согласующимся с данными. Непроверенное научное утверждение, предположение или догадку, называют гипотезой. Закон, справедливость которого была установлена не из теоретических соображений, а из опытных данных, называют эмпирическим законом.

3.1.4 Научное моделирование

Научное моделирование - процесс исследования реального мира с помощью создания абстрактных, концептуальных, графических и/или математических моделей. Наука предлагает растущее собрание методов, методов и теории обо всех видах специализированного научного моделирования. Научная модель может обеспечить путь легкого прочтения элементов, которые были сломаны в более простой форме.

Моделирование - существенная и неотделимая часть всей научной деятельности, и много научных дисциплин имеют их собственные идеи об определенных типах моделирования. Есть небольшая общая теория о научном моделировании, предлагаемая философией науке - теория систем, и новые области как визуализация знания.

3.2 Эмпирический научный метод

3.2.1 Научные исследования

Научное исследование - процесс изучения, эксперимента, концептуализации и проверки теории, связанный с получением научных знаний, изучение с помощью научных методов явлений и процессов, анализ влияния на них различных факторов, а также изучение взаимодействия между явлениями с целью получить убедительно доказанные и полезные для науки и практики решения с максимальным эффектом.

Цель научного исследования - определение конкретного объекта и всестороннее, достоверное изучение его структуры, характеристик, связей на основе разработанных в науке принципов и методов познания, а также получение полезных для деятельности человека результатов, внедрение в производство с дальнейшим эффектом.

Основой разработки каждого научного исследования является методология, т.е. совокупность методов, способов, приемов и их определенная последовательность, принятая при разработке научного исследования. В конечном счете методология - это схема, план решения поставленной научно-исследовательской задачи

Научное исследование должно рассматриваться в непрерывном развитии, базироваться на увязке теории с практикой.

Важную роль в научном исследовании играют возникающие при решении научных проблем познавательные задачи, наибольший интерес из которых представляют эмпирические и теоретические.

Эмпирические задачи направлены на выявление, точное описание и тщательное изучение различных факторов рассматриваемых явлений и процессов. В научных исследованиях они решаются с помощью различных методов познания - наблюдением и экспериментом.

3.2.2 Эксперимент

Эксперимент (от лат. experimentum - проба, опыт) в научном методе - набор действий и наблюдений, выполняемых для проверки (истинности или ложности) гипотезы или научного исследования причинных связей между феноменами. Эксперимент является краеугольным камнем эмпирического подхода к знанию.

Эксперимент - это наиболее общий эмпирический метод познания, в котором производят не только наблюдения и измерения, но и осуществляют перестановку, изменения объекта исследования и т.д. В этом методе можно выявить влияние одного фактора на другой. Эмпирические методы познания играют большую роль в научном исследовании. Они не только являются основой для подкрепления теоретических предпосылок, но часто составляют предмет нового открытия, научного исследования. Теоретические задачи направлены на изучение и выявление причин, связей, зависимостей, позволяющих установить поведение объекта, определить и изучить его структуру, характеристику на основе разработанных в науке принципов и методов познания. В результате полученных знаний формулируют законы, разрабатывают теорию, проверяют факты и др. Теоретические познавательные задачи формулируют таким образом, чтобы их можно было проверить эмпирически.

Эксперимент - это апробирование испытания изучаемых явлений в контролируемых и управляемых условиях. Он может быть осуществлен лишь при наличии теории.

Эксперимент делится на следующие этапы:

1. Выдвижение научной гипотезы;

2. Постановка конкретной задачи;

3. Выбор объекта исследования;

4. Подготовка материальной базы для выполнения эксперимента;

5. Выбор оптимального пути эксперимента;

6. Наблюдение явлений при эксперименте и их описание;

7. Анализ и обобщение полученных результатов.

3.2.3 Наблюдение

Наблюдение - это метод познания, при котором объект изучают без вмешательства в него; фиксируют, измеряют лишь свойства объекта, характер его изменения.

Научное наблюдение требует постановки четкой цели и планирования. Заранее определяется, какие именно процессы и явления будут интересовать наблюдателя, по каким внешним проявлениям их можно прослеживать, в каких условиях будет происходить наблюдение и как предполагается фиксировать его результаты.

Наблюдение должно быть целенаправленным: наблюдатель должен отчетливо представлять и понимать, что он собирается наблюдать и для чего наблюдать, иначе наблюдение превратится в фиксацию случайных, второстепенных фактов. Наблюдение следует проводить систематически, а не от случая к случаю. Поэтому наблюдение, как правило, требует более или менее продолжительного времени. Чем дольше наблюдение, тем больше фактов может накопить наблюдатель, тем легче будет ему типичное от случайного, тем глубже и надежнее будут его выводы.

3.2.4 Измерение

Измерение - совокупность операций для определения отношения одной (измеряемой) величины к другой однородной величине, принятой за единицу, хранящуюся в техническом средстве (средстве измерений). Получившееся значение называется числовым значением измеряемой величины, числовое значение совместно с обозначением используемой единицы называется значением физической величины. Измерение физической величины опытным путём проводится с помощью различных средств измерений - мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей, систем, установок и т.д. Измерение физической величины включает в себя несколько этапов:

1) сравнение измеряемой величины с единицей;

2) преобразование в форму, удобную для использования (различные способы индикации).

· Принцип измерений - физическое явление или эффект, положенное в основу измерений.

· Метод измерений - приём или совокупность приёмов сравнения измеряемой физической величины с её единицей в соответствии с реализованным принципом измерений. Метод измерений обычно обусловлен устройством средств измерений.

В тех случаях, когда невозможно выполнить измерение (не выделена величина как физическая, или не определена единица измерений этой величины) практикуется оценивание таких величин по условным шкалам.

3.3 Методы, используемые как на эмпирическом, так и на теоретическом уровне исследования