Ценность конечного результата научного познания определяется его предсказательной силой. Например, на основе сформулированного Периодического закона Д. И. Менделеев предсказал существование, пути открытия и свойства ещё неизвестных науке химических элементов – галлия, скандия и германия.
Каждый уровень познания использует свои методы. Так, для получения научных фактов применяют наблюдение и эксперимент, которые являются основными методами эмпирического исследования. При выдвижении гипотез и построении теории используют моделирование и мысленный эксперимент.
Наблюдательность – одно из замечательных качеств, присущее многим людям. Настоящий учёный должен в совершенстве владеть методом наблюдения, уметь отмечать общие и особенные черты тех явлений, которые являются предметом его изучения. Особую роль наблюдение играет при изучении естественных наук, поскольку именно этот метод позволяет получать основные знания о природе.
Наблюдение – это целенаправленный процесс восприятия объектов действительности для выявления их существенных свойств.
Наблюдение позволяет накапливать информацию об окружающем мире, систематизировать её. Однако самое главное, ради чего проводят наблюдение, – это поиск закономерностей в полученной из наблюдений информации.
Наблюдение как метод научного познания будет плодотворным, если наблюдатель очертит себе круг задач, которые станет последовательно выполнять. Сначала нужно определить предмет наблюдения – конкретный объект, его свойства, то или иное изменение, происходящее с ним в зависимости от условий окружающей среды, и т. д. Затем необходимо сформулировать цель наблюдения и составить план действий, которые помогут это наблюдение осуществить. Результатом наблюдений являются научные факты, составляющие эмпирический базис науки.
Наблюдатель не вмешивается в естественный ход процесса. Наблюдение может происходить в природных условиях. А предметом наблюдения могут быть различные природные явления: астрономические (движение небесных тел), биологические (рост, развитие, поведение организмов), химические (протекание химических реакций) или физические (радуга, полярное сияние, земной магнетизм).
Наблюдение может быть непосредственным или опосредованным. В первом случае те или иные свойства тел или явления воспринимаются непосредственно органами чувств. Во втором случае наблюдение проводится с использованием приборов: звёздное небо наблюдают с помощью телескопов, микроорганизмы – с помощью оптических микроскопов, группы атомов и отдельные атомы – с помощью сканирующих микроскопов.
В процессе наблюдения складываются представления о материальном мире, о происходящих в нём явлениях и о свойствах объектов материального мира. Так, наблюдая за падением тел, Галилей пытался найти закономерности этого движения.