1) Абстрагирование – мысленное отвлечение от большинства свойств объекта с сосредоточением на определённых свойствах, интересующих исследователя. Примеры: для вычисления закономерностей движения планет важны их масса, траектория, скорость движения, расстояние до Солнца, не важны – их химический состав, расстояние до наблюдателя, количество спутников, наличие жизни и многое другое. Масса, скорость – результаты абстрагирования. Для биолога, исследующего, чем питается осьминог, не важно, в акватории какого государства этот осьминог находится, какие силы создают океаническое течение в данном районе. Рацион осьминога – результат абстрагирования.
2) Обобщение – выделение на основании абстрагирования свойств, общих для объектов некоторой группы. Примеры: гелий, неон, аргон и ряд других газов являются химическими элементами и почти никогда не образуют химических соединений с другими элементами, поэтому объединены в группу «инертные газы». Самые различные жидкости подчиняются одним и тем же законам гидродинамики. Литературные произведения, текст которых имеет чёткое ритмическое деление, объединяются понятием «поэзия» (в противоположность прозе).
3) Индукция – если свойство присуще каждому отдельному представителю данного класса, то оно присуще всем представителям данного класса. Примеры: если наблюдения за отдельными тиграми свидетельствуют, что все они предпочитают не объединяться в стаи (как, например, волки), то можно сделать вывод, что это – общая особенность тигров как биологического вида. Если каждый из маятников демонстрирует, что период его колебаний не зависит от величины отклонения, то это можно считать свойством всех маятников.
4) Дедукция – если свойство присуще всем объектам данного класса и известно, что рассматриваемый объект принадлежит данному классу, то свойство присуще рассматриваемому объекту. Примеры: известно, что все млекопитающие дышат лёгкими; дельфин – млекопитающее, значит, он дышит лёгкими. Алмаз царапает стекло; этот кусок камня – алмаз, значит, он будет царапать стекло. Все числа, которые делятся на 12 без остатка, делятся и на 3 без остатка; 72 делится на 12 без остатка, значит, оно делится и на 3 без остатка.
5) Гипотетико-дедуктивный метод. Он заключается в следующем. Выдвигается гипотеза, из которой логически (по принципу дедукции) следуют некоторые выводы – такие, которые можно проверить с опорой на факты. Если эти выводы соответствуют фактам, то вероятность истинности гипотезы повышается, если не соответствуют – значит, гипотеза не верна. Примеры: если закон всемирного тяготения – истина, то орбита Юпитера должна быть такой-то. В действительности она именно такова – подтверждение закона. Если Земля вращается вокруг Солнца (согласно гелиоцентрической теории Коперника), то у Венеры должны наблюдаться фазы, как у Луны. Это подтвердил Галилей, первым применивший телескоп. Если бы фаз у Венеры не наблюдалось, это было бы доводом, опровергающим гелиоцентрическую теорию Коперника.
6) Аналогия – на основании выявленного сходства между двумя объектами по ряду пунктов выдвигается предположение о сходстве их ещё в одном пункте. Аналогия является нестрогим методом, она, как правило, лишь даёт материал, который потом нужно проверять другими методами. Примеры: большинство веществ в жидком состоянии имеют меньшую плотность, чем в твёрдом. Если мы перенесём это свойство на железо, то будем правы, а если на воду, то ошибёмся. В желудках хищных животных вырабатываются специальные вещества, способствующие перевариванию мяса. Можно предположить, что в растениях-хищниках (например, в росянке, которая переваривает комаров, прилипающих к её листьям) вырабатываются схожие вещества. Химический анализ это подтверждает.
7) Моделирование – исследование объектов через исследование их моделей – объектов, схожих с исследуемыми по ряду свойств. Моделирование базируется на аналогии. Модели бывают материальными (например, глобус, миниатюрная модель участка морского побережья) и идеальными (например, в математическом моделировании).
8) Идеализация – мысленное формирование объектов, некоторые свойства которых доведены до максимума, невозможного в природе. Примеры: точка, линия, плоскость в геометрии (в природе существуют только тела с тремя измерениями), идеальный газ, абсолютно чёрное тело, материальная точка, общественно-экономическая формация. Идеализация играет ключевую роль при построении научных теорий.
9) Аксиоматический метод – выведение положений теории по заданным правилам из некоторых исходных положений – аксиом. Пример: выведение теорем в геометрии Евклида.
10) Формализация – отображение информации в знаково-символическом языке, специально разработанном в той или иной науке. Служит упрощению записи и исключению неоднозначности. Примеры: математические, физические формулы, химические уравнения.
