Процес наукового пізнання включає два основні рівні : емпіричний і теоретичний . Обидва рівні використовують свої методи наукового пізнання , а також загальнологічні методи . Метод наукового пізнання , або науковий метод, це узагальнена назва сукупності засобів отримання , обґрунтування і застосування ( використання ) наукового знання . Поява самої проблеми методу пізнання свідчить про перетворення пізнання на дійсно наукове. До природних знарядь пізнання можна віднести розвинені мозок і органи чуття, мову і пізнавальні здібності, а до штучних – різні прилади.

Емпіричний (від грецьк. «дослід», «досвід») рівень наукового пізнання – це такий рівень , зміст якого є отриманим із досліду (досвіду) , що включає спостереження і експеримент . На цьому рівні фіксуються якості та властивості предмету, доступні чуттєвому «живому» спогляданню .

Для емпіричного рівня наукового пізнання характерними є два основні методи : спостереження і експеримент .

Спостереження – початковий метод емпіричного пізнання. Спостереження – цілеспрямоване , організоване вивчення досліджуваного об’єкту , при якому спостерігач не втручається у нього . Воно спирається , в основному, на такі чуттєві здібності людини як відчуття , сприйняття , уявлення . У ході спостереження ми отримуємо знання про зовнішні сторони , властивості , ознаки об’єкту , яке має бути певним чином зафіксоване засобами мови (природної та (або) штучної), схем, діаграм, цифр і т. д. До структурних компонентів спостереження належать: спостерігач, об’єкт спостереження, умови і засоби спостереження (в тому числі прилади, вимірювальні інструменти). Утім, спостереження може відбуватися і без приладів. Спостереження має важливе значення для пізнання , проте у нього є власні недоліки . По-перше, пізнавальні можливості наших органів чуття, навіть посилені приладами, все одно є обмеженими. Спостерігаючи, ми не можемо змінювати об’єкт, що вивчається, активно втручатися в його існування і в умови процесу пізнання. (Відмітимо в дужках, що активність дослідника буває іноді або не потрібна – із-за боязні спотворити дійсну картину, або просто неможливою – із-за недоступності об’єкту, наприклад, або з моральних міркувань). По-друге, спостерігаючи, ми отримуємо уявлення лише про явища, лише про властивості об’єкту, але не про його сутність.

Наукове спостереження , за своєю сутністю , є спогляданням , проте активним спогляданням . Чому активним ? Тому що спостерігач не просто механічно фіксує факти , а цілеспрямовано їх відшукує , спираючись на вже наявний різноманітний досвід , припущення , гіпотези , теорії . Наукове спостереження проводиться з певною метою , спрямовано на певні об’єкти , припускає вибір певних методик і приладів , відрізняється систематичністю , надійністю отримуваних результатів , контролем за коректністю .

Зате другий основний метод емпіричного наукового пізнання відрізняється активно-перетворюючим характером. У порівнянні з експериментом спостереження є пасивним способом дослідження. Експеримент – це активне організоване, цілеспрямоване дослідження об’єктів у певних умовах їхнього існування , які можуть систематично відтворюватися , змінюватися , контролюватися самим дослідником . Учений може втручатися в об’єкт, систематично змінювати умови протікання наукового дослідження. Він може створити об’єкт штучно, він може його ізолювати від інших об’єктів, вивчати його, так би мовити, в «чистому вигляді», відповідно до заздалегідь поставленої мети. В умовах експерименту можна виявити такі властивості, які не спостерігаються в природних умовах. Експеримент припускає використання ще більшого арсеналу спеціальних приладів, інструментів, установок, ніж спостереження.

Експерименти можна класифікувати на:

1) експерименти прямі і модельні, перші здійснюються прямо на об’єкті, а другі – на його моделі, і потім екстраполюються на сам об’єкт;

2) експерименти польові і лабораторні, такі, що відрізняються один від одного місцем проведення;

3) експерименти пошукові, не пов’язані з якимись вже висунутими версіями, і перевірочні, такі, що мають метою перевірити, підтвердити або спростувати конкретну гіпотезу;

4) експерименти вимірювальні, покликані виявити точні кількісні співвідношення між об’єктами, між сторонами і властивостями кожного з них.

Особливим видом експерименту є уявний експеримент. У ньому умови для вивчення явищ є уявними, учений оперує чуттєвими образами, теоретичними моделями, проте уява підкоряється законам науки і логіки. Уявний експеримент належить, скоріше, до теоретичного рівня пізнання, ніж до емпіричного.

Безпосередньому проведенню експерименту передує його планування (вибір мети, типу експерименту, продумування його можливих результатів, осмислення тих чинників, які впливають на даний об’єкт, визначення тих величин, які повинні вимірюватися). Крім того, необхідно вибрати технічні засоби проведення і контролю експерименту. Особливу увагу слід приділити якості вимірювальних приладів. Використання саме цих вимірювальних засобів має бути обґрунтованим. Після проведення експерименту його результати статистично і теоретично аналізуються.

До методів емпіричного рівня наукового пізнання можна віднести також порівняння і вимірювання . Порівняння – пізнавальна операція, що виявляє схожість або відмінність об’єктів (або ступені їхнього розвитку). Вимірювання – процес визначення відношення однієї кількісної характеристики об’єкту до іншої, однорідною з нею і прийнятою за одиницю вимірювання.

Вивчаючи структуру емпіричного знання, звернемо увагу на її чотири елементи – первинний (пов’язаний із отриманням протокольних речень); другий елемент, пов’язаний із отриманням наукових фактів; третій елемент емпіричного рівня знання – це емпіричні закони; четвертий, такий, що є вищою формою організації емпіричного знання, це – феноменологічні теорії, що є системою емпіричних законів. Розглянемо це докладніше.

Отже, первинним і простим рівнем емпіричного знання є одиничні емпіричні вислови – так звані «протокольні речення». Їхнім змістом є дискурсна фіксація результатів одиничних спостережень; при складанні таких протоколів фіксується точний час і місце спостереження. Потрібно врахувати, що наукові досліди проводяться переважно цілеспрямовано і часто для перевірки конкретних наукових гіпотез. Наші чуттєві образи завжди є раціонально навантаженими, ми сприймаємо світ через призму наших знань, ідей, теорій і т. п.

Більш високим рівнем емпіричного знання є наукові факти. Науковими фактами є індуктивні узагальнення протоколів, це загальні твердження статистичного або універсального характеру. Вони утверджують відсутність або наявність деяких подій, властивостей, відношень у досліджуваній наочній області та їхню інтенсивність (кількісну визначеність). Їхніми символічними уявленнями є графіки, діаграми, таблиці, класифікації, математичні моделі.

Ще вищим рівнем емпіричного знання є емпіричні закони різних видів (функціональні, причинні, структурні, динамічні, статистичні тощо). Наукові закони – це особливий вид відношень між подіями, станами або властивостями, для яких є характерною тимчасова або просторова постійність (мірність). Так само як і факти, закони мають характер загальних (універсальних або статистичних) висловів: «Усі тіла при нагріванні розширюються», «Усі метали електропровідні», «Усі планети обертаються навколо Сонця по еліптичних орбітах» і т. д. Наукові емпіричні закони (як і факти) є загальними гіпотезами, отриманими шляхом різних видів індукції. Індуктивне сходження від часткового до загального, як правило, здатне дати у висновку тільки гадане, імовірнісне знання. Тому емпіричне знання за своєю природою є в принципі гіпотетичним. Як вірно помітив Ф. Енгельс, формою розвитку природознавства, оскільки воно мислить, є гіпотеза.

Найзагальнішим, четвертим, рівнем існування емпіричного наукового знання, вищою формою логічної організації емпіричного знання є феноменологічні теорії. Вони є логічно організованою множиною відповідних емпіричних законів і фактів (феноменологічна термодинаміка, небесна механіка Кеплера та ін.). Феноменологічні теорії за характером свого походження, за можливостями обґрунтування залишаються гіпотетичним, вірогідним знанням. І це пов’язано із тим, що індукція, тобто обґрунтування загального знання за допомогою часткового (даних спостереження і експерименту), не має доказової логічної сили, а в кращому разі – тільки підтверджуючу.

Відмінності між рівнями усередині емпіричного знання є швидше кількісними , чим якісними , оскільки відрізняються лише ступенем узагальнення представлення одного і того ж змісту ( знання про чуттєво-спостережуване ). Відмінність емпіричного знання від теоретичного є вже якісною , тобто такою, що припускає їхню належність до суттєво різних за походженням і властивостями об’єктів .

Основним ( базовим ) результатом емпіричного пізнання ( або формою ( рівнем ) емпіричного знання ) є наукові факти . Емпіричним знанням є сукупність наукових фактів , які створюють базис теоретичного пізнання . Науковий факт – це об’єктивна реальність , зафіксована певним способом, – за допомогою мови , цифр, чисел, діаграм , фотографії тощо . Проте не все, що одержуємо в результаті спостереження і експерименту, можна назвати науковим фактом. Науковий факт виникає в результаті певної раціональної обробки даних спостереження і експерименту : їхнього осмислення , інтерпретації , повторної перевірки , статистичної обробки , класифікації , відбору тощо. Достовірність наукового факту виявляється в тому, що він може бути відтвореним і може бути отриманим шляхом нових споглядань і експериментів , які проводяться у різний час. Факт зберігає свою достовірність незалежно від різноманітних інтерпретацій. Достовірність фактів багато в чому залежить від того, яким чином, із використанням яких засобів вони отримані. Наукові факти (а також емпіричні гіпотези і емпіричні закони , які розкривають усталену повторюваність і зв ’ язки між кількісними характеристиками досліджуваних об’єктів ) являють собою знання лише про те, як відбуваються процеси і явища , але не пояснюють причини і сутність явищ , процесів , які лежать в основі наукових фактів . Для цього є необхідним теоретичний рівень наукового пізнання .

У попередній темі ми дали визначення сенсуалізму, а в цій уточнимо поняття «емпіризм». Емпіризм – це напрям у теорії пізнання , який визнає джерелом знань чуттєвий дослід і стверджує , що зміст знання може бути представленим або як опис цього досліду , або зведений до нього . Емпіризм представляє раціональне пізнання до комбінацій результатів досліду . Засновником емпіризму вважають Ф. Бекона. Він вважав, що вся попередня наука (антична і середньовічна) мала споглядальний характер і нехтувала потребами практики, знаходячись під владою догм і авторитету. А «істина – дочка Часу, а не Авторитету». А про що говорить час (Новий час)? По-перше, що «знання – сила» (теж афоризм Ф. Бекона): загальне завдання всіх наук – збільшення влади людини над природою і принесення користі. По-друге, що над природою панує той, хто до неї прислухається. Природа перемагається підпорядкуванням їй. Що це, за Ф. Беконом, означає? Що пізнання природи повинно виходити з неї самої і спиратися на дослід, тобто рухатися від вивчення одиничних фактів з дослідів до загальних положень. Але Ф. Бекон не був типовим емпіриком, він був, так би мовити, розумним емпіриком, бо початковим пунктом його методології був союз дослідів і розуму. Дослід, що керує собою, – це рух на дотик. Дійсний метод полягає в розумовій переробці матеріалів із досліду.