Различие в объектах и предметах науки определяют и различие в методах. Методология является одной из самых существенных характеристик науки. В каждой группе наук можно выделить общенаучные и специфические методы. К общенаучным методам естественных наук можно отнести наблюдение, измерение, эксперимент, моделирование.
Наблюдение – это метод качественной оценки изучаемого явления. При помощи наблюдения в первую очередь можно сделать вывод о самом существовании такого явления, его начале и завершении. Например, при изучении солнечного затмения, используя метод наблюдения можно сказать, что оно началось или закончилось.
Измерение — метод количественной оценки изучаемого явления. Измерение проводится путем сравнения данного явления с каким-либо эталоном. В вышеприведенном примере измерение поможет установить время начала и завершения затмения, его продолжительность и т.д. Очень часто наблюдение и измерение объединяют в один метод. Это легко объяснимо – в современной науке очень высоки требования к получаемой информации и необходимо представить как можно больше данных, касающихся исследуемого процесса или явления. Отдельно метод наблюдения может дать лишь самые общие представления, поэтому он нуждается в дополнении, которое и предоставляет измерение.
Эксперимент (от лат.experimentum – проба, опыт) — метод научного познания, при помощи которого в контролируемых и управляемых условиях исследуются явления окружающей действительности. Как научный метод эксперимент возник в эпоху Нового Времени, его автором считается Г.Галилей. Английский философ Ф.Бэкон дал первую философскую трактовку эксперимента, показав его значение и как критерия научного знания. Эксперимент обычно используют для подтверждения или опровержения какой-либо гипотезы или теории. Одним из видов эксперимента является мысленный эксперимент, который оперирует не реальными объектами окружающего мира, а их идеальными аналогами. Мысленный эксперимент, таким образом, является теоретической моделью реальной ситуации.
Моделирование (от лат.modulus – мера, образец, норма) — метод научного познания, заключающийся в создании условий для выявления некоторых сторон изучаемого объекта. При моделировании возможно игнорирование определенных качеств оригинала, если они не представляют интереса для конкретного исследования. Например, аэродинамические свойства нового самолета не обязательно сразу исследовать в реальных условиях – достаточно поместить его в аэродинамическую трубу, смоделировав таким образом реальную ситуацию. Модель представляет собой аналог определенного фрагмента окружающего мира, который служит для получения, хранения, обработки информации об оригинале. Модель никогда не сможет полностью совпасть с оригиналом, поскольку такое совпадение не входит в задачи исследования. В некоторых случаях модель может выражать собой идеальный объект, соотносящийся с реальным объектом. Например, такими объектами являются математические модели физических явлений (тайфуна, ядерного взрыва и т.д.).