科学是人类活动的特殊形式，是凭藉相应方法获得新知识的创造性过程，它创造客观反映世界并被实践检验的新思想。在自己漫长而艰难的道路上，科学收集了许多事实，得出了许多设想和理论，发现了规律性并逐渐变成严整、完美的产物。这是人类最美好的成就之一。
一、什么是科学方法
“方法”（method）一词源于希腊语“沿着”（μετα）和“道路”（σδσζ），即meta和hodos的合成，其本意是“沿着某一道路”或“按照某种途径”，后意指达到某目标或做某事的程序或过程。中文“方法”一词最早出现于《墨子•天志》，原为量度方形之法，后转意为知行的办法、门路、次序等。“科学方法”（scientific method，method of science）是认识自然或获得科学知识的步骤、顺序或过程；它既意谓特定科学门类所使用的或对其来说是恰当的探究程序、途径、手段、技巧或模式，通常实施时是比较有秩序的、合乎逻辑的、系统的和行之有效的；它又意谓处理科学探究的原则和技巧的研究领域或学科，大体相当于“科学方法论”（scientific methodology）。
以上所言，是本文作者对科学方法的界定。许多学者对此都持有自己的大同小异的看法。辛格认为，进行科学研究的观察、分类、导出定律等连锁活动构成科学的“方法”。 波兰尼强调：“与解决实践问题时的情况相比，科学方法的设计正是为了在更小心控制的条件下，用更严密的标准达到详细阐明事物本质的目的。这些条件和标准只能通过对它的题材纯粹的科学兴趣才能被发现，而这种兴趣又只可能存在于受到过鉴赏科学价值的教育的心灵之中。这种感觉力不可能为它的内在热情以外的目的而随意触发。” 在这个问题上，中国学人也有发表了诸多值得注意的见解。例如王星拱指出，科学方法就是“实质的逻辑”，即“制造知识的正当方法” 。丁文江言简意赅：
我们所谓科学方法，不外将世界上的事实分起类来，求它们的秩序。等到分类秩序弄明白了，我们再想出一句最简单明白的话来，概括这许多事实，这叫做科学的公例[定律]。
有无成套的和严密的方法，是科学区别于其他知识、学科或文化部门的显著特色。诚如梅尔茨所言，科学据说是精密的、实证的和客观的，它同那些不精密的、模糊的和主观的其他思想对立。科学据说是用确定的、直接的和一般的术语传达其结果和观念，而有一个很大的文学和思想部门则以不确定的、象征的和间接的表现方式运动。科学声称立足于清晰的和精确的知识，因而与其他立足于意见、信念和信仰的思想领域相对立。这里完全可以指出，这些不同的说法或者指处理的方法，或者指被处理的题材。惟独科学拥有严格的、不容争辩的方法。其他思想分支不是从科学假借方法，就是只有捉摸不定的、未得到公认的方法，或者根本拒绝服从方法。
二、科学方法的重要意义
科学方法的重要性或意义是怎么估计也不会过分的。近代科学方法的先驱培根，把科学方法比作在黑暗中给人照路的明灯。他确切地说，沿着正确路线走的跛子，甚至胜过没有确定方向乱跑的人。 在培根看来，方法是新学问的关键。他明确指出，真正的哲学有两部分——理性的和道德的——对应于人的心智的两种官能：理性和意志。真正的科学把这两种官能结合起来，使它自己既不满足于被动的理性之光，也不满足于迟钝的经验。科学是健全的方法的果实，不是健全的人的果实。 另一位科学方法论的先驱笛卡儿则断言：“方法，对于探求事物真理是绝对必要的。” 狄德罗即使告诫人们不要迷信方法时也断然肯定：“方法是把我们引向真理的向导，谁都不能不要方法，因为一旦忽略方法，就必然步入歧途。” 皮尔逊多次强调：“科学方法是通向整个知识区域的惟一门径。”他说：
科学方法是我们能够借以达到知识的惟一道路。的确，正是知识一词仅仅适用于科学方法在这个领域的产物。其他方法可能处处导致像诗人或形而上学家那样的幻想，导致信仰或迷信，但永远不会导致知识。
萨顿和怀特海则从历史的视角洞察到：科学史在很大程度上就是一部方法史 ；新方法的发明才是震撼古老文明基础的真正新鲜的事物 。
科学方法对科学自身的重要性是不言而喻的。近代科学的先行者伽利略早就争辩说：如果人们审慎地坚持“感觉经验和必要的证明”的方法，那么将获得与上帝的知识相等的知识，即使不是在外延上获得，至少也是在内涵上获得。 确实，“牛顿的方法创立了近代科学，而牛顿关于方法的理论则创立了近代科学哲学。” 现代科学以及现代科学哲学的创立何尝不是如此呢？它们正是以马赫、彭加勒为首的批判学派 、爱因斯坦和波尔等哲人科学家的新颖科学方法的必然结果。难怪贝伦布卢姆深有感触地说：
近现代科学成就的取得并不在于人本身的变化，而在于他采纳的新技巧——科学研究方法。
在谈到科学方法对科学研究和科学创造的意义时，劳丹尽管出言十分谨慎，但是也和盘托出了其无可比拟的威力。他说，科学在它是成功的意义上是成功的，因为科学理论起因于筛选过程，与我们核验我们关于物理世界的经验猜想而找到的其他技巧相比，该过程更健全、更有分辨力。这些方法和过程尽管没有保证产生真的理论，但是比其他方法更可能产生更可靠的结果。科学方法并不必然是最好的探究方法，也不能选出完全可靠的理论，即使在这种较少完美的状态中，科学的探究工具也比其他工具能够更好地选择可靠的理论。我们能够详尽地说明，该工具为什么比现有的竞争者更好地起作用，因为我们能够说明，科学的成功中止了一些哲学家和社会学家使它变成十分神秘的东西。 佩拉对科学方法可谓推崇备至：科学是三个游戏者的游戏——方法M支配心智I和自然N连接的每一步程序。在他的图示中，方法被描绘成上帝之眼；从它占支配地位的优越点来看，真理和错误被确实、可靠地揭示出来。 海德格尔则在对科学研究的本质的揭橥中充分肯定了科学方法的价值、尤其是科学思维模式（他所谓的“筹划”与之相近和相通）的意义。
中国学人对科学方法与科学研究的密切关系也了如指掌。任鸿隽指出：“研究者，用特殊之智识，与相当之法则，实行其独创切合于名学之理想，以求启未辟之奥之谓也。研究之表征，亦有二事如下：（一）研究必用观察与实验，其结果必有新事实之搜集。（二）研究必于搜集之事实与观察所得之现象，加以考验，使归于一定之形式，而成为新智识。由此观之，研究与发明，于次则有首末之殊，于律则有因果之别，而实具有一不易之鹄，作始之点焉，则所谓新事实是也。当其向此鹄而行，则谓之研究，及其既达此鹄，则谓之发明。” 他还明锐地洞察到：
西人得其为学之术，固其学繁衍滋大浸积而益宏。吾人失其为学之术，固其学疾萎枯槁，浸衰以至于无。吾所谓术者何？以术语言之，即所谓归纳的方法，积事实以抽定律是也。以近语言言之，则斯宾塞所谓“学事物之意，而不学文字之意”是也。盖自培根创归纳之法，西方为学之本，一趋重于事实。其所谓事实者，乃自观察印证以得之，而不徒取诸故纸陈言。故西方为学之术，其第一步，即在搜集事实。……吾国古人为学之法，言格物致知矣。今且置“格物欲致良知”之说，而取“即物穷理”之解。然理当穷矣，而穷理之法，未之闻也；知当致矣，而致知之术，未尝言也。要言之，即所格物致知者，但存其目而无其术。说者谓格致一篇之忘，则有以致之。然此已忘之术，诚有如今之所谓科学方法者耶？
科学方法不仅在科学发现或发明、科学叙述、科学评价中举足轻重，而且也是科学统一的法宝。皮尔逊早就提出“整个科学的统一仅仅在于它的方法” 的命题。贾丁从历史的考察中洞察到，科学方法具有强大的统摄作用。他发现，直到1870年代和1880年代，自然科学学科在学校的全部课程、社会结构和工业化国家的经济和政治战略中，才变得建制化和奉为神圣。在自然科学的巩固过程中，统一的经验论的方法论发挥了重大作用。的确，在哈贝马斯的下述戏剧性的主张中存在真理的要素：19世纪末看到传统的认识论被科学方法论代替。
也许正因为科学方法与科学自身的关系如此紧密和径直，许多学者甚至把科学方法和科学等量齐观。事实上，
科学在某种意义上的确等价于方法，方法则独立于任何科学的对象、问题和题材；科学理论的实证性、合理性、臻美性等特性正是科学的实证方法、理性方法、审美方法的自然而然的结果。
其实，莱布尼兹早就正确地提出，数学的本质不在于它的对象，而在于它的方法 。不少后人也持此说。例如，怀特认为：“科学不单是事实和公式的汇集，它是处理经验的主要方法。” 巴姆揭示，使一种研究成为科学的那种东西，不是这种研究所涉及的事物的本性，而是这种研究用以处理这些事物的方法。科学的本质在于它的方法。科学（作为理论）是某种不断变化的东西，科学中存在的不变的东西就是方法。 在这方面，皮尔逊的见解特别透辟且具有典型性。他斩钉截铁地断定，“科学是用它的方法自我辩护的”。他进而揭示：
科学方法的特质在于，一旦它变成心智习惯，心智就能把所有的无论什么事实转化为科学。科学的领域是无限的；它的可靠的内容是无尽的，每一群自然现象、社会生活的每一个阶段、过去或现在发展的每一个时期，都是科学的材料。整个科学的统一仅仅在于它的方法，而不在于它的材料。分类无论什么种类的事实、查看它们的相互关系和描述它们关联的人，就是科学人。事实可能属于人类过去的历史，我们的大城市的社会统计，最遥远的恒星的氛围，蠕虫的消化器官，或肉眼看不见的杆菌的生活。形成科学的，不是事实本身，而是用来处理事实的方法。科学的材料是与整个物理宇宙同样广阔的，不仅是现在存在的宇宙，而且是它的过去史以及在其中的所有生命的过去史。
胡明复、任鸿隽、杨诠等中国学者十分欣赏皮尔逊的观点。例如，胡明复赞同，科学之异于它学，不在取材不同。盖科学必有所以为科学之特性在，然后能不以取材分。此特性为何? 即在科学方法也。 任鸿隽在《科学》创刊号论述中国无科学之原因时说：“要之科学之本质不在物质，而在方法。今之物质与数千年之物质无异也，而今有科学，数千年前无科学，则方法之有无为之耳。诚得其方法，则所见之事实无非科学者。不然，虽尽贩他人之所有，亦所谓邯郸学步，终身为人厮隶，安能有独立进步之日耶，笃学之士可以知所从事矣。” 七年后，他在讨论“科学与近世文化”时又说：“科学的方法，可以应用到无穷无尽上。”
由此可见，科学方法在科学和科学共同体内部是须臾不可或缺的。而且，科学方法在科学之外也具有无可替代的社会和文化功能。胡明复别具只眼：
科学方法之影响，尚远出于科学自身发达以外。科学知识于人类思潮、道德、文化之影响，视其有功人类犹远过之。于是遂不得不合科学之方法与精神二者为一谈。精神为方法之髓，而方法则精神之郛也。是以科学之精神，即科学方法之精神。
丁文江也深知个中滋味，因此他大声疾呼：“惟有科学方法在自然界内小试其技，已经有伟大的结果，所以我们要求把它的势力范围，推广扩充，使它作人类宗教性的指路明灯：使人类不但有求真的诚心，而且有求真的工具，不但有为善的意向，而且有为善的技能！”
科学方法具有认知功能。科学方法不仅是认识自然的利器，也是认识社会以及人生的有用助手和工具。伏尔泰曾经提出，牛顿的方法决不限于物理学，它一般而言对于所有人类知识也成立。 本-戴维看到：“对科学探究在理智上优于其他认知传统和方法的信念，使‘科学方法’不可避免地扩展到社会探索中。对社会问题的这些探究在自信方面有所变化，但是却被普遍地尝试。” 在20世纪初的中国学术界和科学界，人们也普遍认识到，“研究学术最正当的方法就是科学的方法” 。“今日中国的学问和事业仍旧这样的不发达，这就是因为科学的致知致行的方法尚未得门径” 。基于这样的共识，梁启超旗帜鲜明地提出，用西洋人精密的科学方法研究中国文化 。
科学方法具有教育功能。经过科学方法的训练和熏陶——这应该是科学教育的重点之一——的心智，不仅能够应对日益扩张的科学知识前沿 ，更重要的是能够成为现代科学社会的健全公民。对此，皮尔逊洞若观火：
近代科学因其训练心智严格而公正地分析事实，因而特别适宜于促进健全公民的教育。于是，就科学对于实际生活的价值而言，我的第一个结论指向它在方法上所提供的有效训练。……受到科学方法训练的人，将把他的科学方法带进社会问题的领域。他将不满意仅仅是皮相的陈述，不满足仅仅诉诸想象、激情、个人偏见、盲目的情绪，他将要求推理的高标准、对事实及其结果的洞见，他的要求不能不充分地有益于共同体。
科学方法具有文化功能。麦克莫里斯以历史上的例证为例说明这种功能：科学方法在启蒙运动中永垂不朽，因为它影响了所有人的活动。哲学家想使科学方法跨越广泛的活动范围，它甚至嵌入我们的文化之中。哲学家被等同于“科学研究者”，格外意指“理解事实和从事实合理地演绎牢固原理、尤其是健全方法的人”。 科学方法也具有政治功能——有人直言“美国民主是科学方法的政治翻版” 。
最后也许也是最有价值的，是科学方法的新人功能——塑造新的人格，使人具有优秀的品性和素质，从而成为一代新人的功能。萨顿在论及实验方法的这种功能时可谓言必有中：
实验方法一直就培育着最精致的思维戒律，这时，听到旧人文主义者谈论克制和戒律，仿佛只有他们才具有这些优秀品质，这是很有意思的。自然，它并不适用于一切事物，它也不认为在自己的领域之外有决定一切的能力。正是实验方法才使人类的理性能充分发挥它的潜力，而与此同时，它本身又明白地显示了它的局限性而且提供了限制它的方式。它证明了真理的相对性，同时又使对它的客观性和它的近似程度的估量成为可能。更为重要的是，它教导人们要不偏不倚（或至少要努力做到）地追求完整的真理，而不仅仅追求也许能适合一时需要的或者使人高兴的那部分真理。
胡明复也言之凿凿：科学方法之惟一精神曰“求真”。知“真”则事理明，是非彰，而廉耻生。“知真”则不复妄从而逆行。
更有甚者，贝伦布卢姆以至提出用科学方法拯救文明的命题。他在列举了当代文明在精神领域的诸多遗憾状态、以及教育制度的诸多弊端之后坚信，如果进行恰当的科学教育，“科学毕竟可以拯救文明”。他在这里所说的科学，“不是作为职业的科学，不是作为个人的科学家，甚至不是科学的果实，包括这些果实可以为人类提供的物质利益，而是运用于生活的所有活动领域的科学方法。”
三、科学方法的内涵
最后，我们讨论一下学界对科学方法的内涵——主要是它的构成要素、特异性质及程序步骤——的总的看法。不用说，这三种类型的内涵往往“枝枝相覆盖，叶叶相交通”，很难把它们截然分开。我们分类叙述，大半是出于方便而已。
关于科学方法的构成要素，T. H. 赫胥黎早就有言在先：所有学科的方法是完全相同的，这样的方法有以下一些。（1）对事实的观察，包括称之为实验的人为的观察。（2）把相同的事实归纳起来，标上名称以备应用；这个过程就称为比较和分类——其目的就是给一堆事实标上名称，可称为一般前提。（3）演绎，又使我们从一般前提再回到个别事实——它教我们从那个标签上找到所期待的那些事实（假如我们可以这样说的话）。（4）证明，就是根据事实来确定我们的结论是否正确的过程。 美国天文学家哈勃一言以蔽之：“科学方法可以被描述为定律的发现、用理论对定律的说明和用新观察检验理论。” 中国学者对此也有简明的概括。任鸿隽指明，科学方法是从搜集事实入手；搜集事实的方法有二：一曰观察，二曰试验。有了正确的事实后，经过分类、分析、归纳、假设这样的归纳逻辑和演绎逻辑形成科学通则。 胡明复表明：
科学方法，在征集事变而求其通则。……事变之通则，谓之科学之律例[定律]。科学观察事变，辨其同违，比较而审察之，分析而类别之，得其事之常、理之通，然后综合会通成律例，此科学律例之由来也。
关于科学方法的特异性质，贝伦布卢姆指出：“科学方法是十分简单的：首先，它一次回答一个问题，因为只有如此答案才能够摆脱模棱两可；其次，它依赖精确的资料，在这些资料用简单的观察不能获得的地方，为引出信息就要设计实验；第三，由于人的心智难以发现达到推理的细微差别，如果可能的话，则通过客观的记录坚持定量的而非定性的值。”在他看来，“这就是科学作为一种追求知识的工具的有效性的整个秘密。” 邦格列举的科学方法的一些十分明显的法则，实际上体现了科学方法的特异性质：
（R1）精确地陈述你的问题，尤其是在开始。（R2）尝试确定的和有某种程度根据的猜想，而不是不明朗的或混乱的想法。（R3）使你的假定服从难对付的检验而不是轻松的检验。（R4）不要宣布满意地确认的假设为真，至多把它看做部分为真。（R5）询问答案为什么是这样而不是那样。
