培根曾把科学方法比喻为黑暗中给人照路的明灯，他说，沿着正确路线走的跛子，甚至胜过没有确定方向乱跑的人。“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。”科学方法也是我们理解科技文化的重要内容。
（一）科学方法释义
科学方法在科技文化中占有重要位置，有很多时候我们都是从科学方法来理解科学，理解科技文化的。爱因斯坦对科学方法有个著名的比喻：
A=x y z
·成功=艰苦的劳动 正确的方法 少谈空话
爱因斯坦还进一步强调说，“方法比知识更重要！”大科学家巴甫洛夫也说过，“有了良好的方法，即使是没有多大才干的人也能做出许多成就。如果方法不好，即使是有天才的人也将一事无成”，因此，“方法掌握着研究的命运”。毛泽东说的更为明确：“我们不但要提出任务，而且要解决完成任务的方法问题。我们的任务是过河，但是没有桥或船就不能过。不解决桥或船的问题，过河就是一句空话。不解决方法问题，任务也只是瞎说一顿。”事实上，我们大多数人内心都有一种对万能方法论的崇拜和向往。而且，这种方法相对于其他学科有天然的优势，“科学方法是我们能够借以达到知识的唯一道路。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”。
那么，什么是科学方法呢？
我们不妨先从“方法”这个词说起。“方法”一词，在我国最早见于《墨子·天志》篇：以规度量圆形之法称作圆法，把以矩度量方形之法称做方法。这里的圆法、方法就是规则、规范的意思。在我国的古代的语言文字中，有多种表示法，诸如方、道、术、策、计、辙、办法、谋略，等等。
在西语中，方法Method的词源，一是来自希腊文，由（沿着）和（道路）两个词组成，意思是沿着正确的道路运动。二是来自拉丁语methodus，即“方法”。
一般而言，人们把方法界定为：主体从实践或理论上把握客体而采用的一般思维手段和操作步骤的总和。
什么是科学方法？我们可以定义为：科学方法是科学认识主体为从实践上和理论上把握科学认识客体（即科学对象）而采用的一般思维手段和操作步骤之总和。它包括科学研究中的实验观察方法、科学抽象方法、逻辑思维方法、数学方法、创造性思维方法、构建理论的方法、综合科学方法、科学评价方法等等。而科学方法论是关于这种一般方法的理论，是关于科学研究一般方法的性质、特点、内在联系和变化发展的理论体系，是关于获取科学认识的一般程序的系统理论。
自然科学相对于其他知识为什么是最可信的？按照一般的理解，科学的合理性首先就在于科学方法的客观有效性。美国的科学社会学家巴伯这样说：科学方法是达到知识的唯一可靠的路径。从科学研究过程和方法来看，科学建立在使用精确的观察——实验方法基础上，它在实验上具有严格的可重复性、可预言性。牛顿也曾声称：在实验哲学中，科学命题都是从现象中导出，然后通过经验归纳而使之成为一般的定律。并且他还断言：“我们应当力戒假说。”因为任何不是从现象中推论出来的说法都应称为假说，而这样一种假说，无论是形而上学的还是物理学的，无论是属于隐蔽性质的或者是力学性质的，在实验哲学中都没有它们的地位。假说既不是一个现象，也不是从任何现象中推论出来的，只是一种“臆断或猜测”。
而且，所有学科的科学方法是具有相同属性的，科学家赫胥黎总结为：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，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。
（二）科学方法的特征
自然科学方法论有何特点呢？
首先是还原论思维。“在当代西方文明中得到最高发展的赫胥黎著，单中惠等译：《科学与教育》，人民教育出版社2005年版，第42页。技巧之一就是拆零，即把问题分解成尽可能小的一些部分。”托夫勒所描述的“拆零”思维方法就是我们通常指的还原论思想。自从古希腊自然哲学家们提出了最初的还原论思想，如泰勒斯的水原论、赫拉克里特的火原论、阿拉克西米尼的气原论、恩培多克勒的四素说、毕达哥拉斯的数原论以及留基伯、德谟克里特的原子论等观念。还原论思想逐渐发展成为西方自然哲学最重要的思维模式，构成了西方思想文化的一条主流思维方法。
法国著名哲学家和科学家笛卡尔为了给新科学建立一个稳固的、不可怀疑的方法论基础，他在名著《谈谈方法》中首次确立了以分析为主要特征的方法论原则，深刻影响了近代科学的进程。简单而言，笛卡尔的方法论原则有四条。
一是任何东西在没有清楚确定是真的之前绝不能认为是真的。二是我所要探讨的每一个疑难问题应当尽量地加以划分，而且是怎样能得到更好的解决方法我便怎样划分，尽可能分成细小的部分，直到完满为止；三是有秩序地进行思维，首先从最简单的问题开始，循序渐进地进行，逐步达到最复杂的问题；第四个信条是不论在任何地方，收集必须齐全，观察必须广泛，直到自己确信没有遗漏时为止。
笛卡尔对还原论作了很好的描述，近代科学的发展始终也印证着他的方法论原则。还原论把整体分解为部分，把高层次存在回归到低层次存在，以此方法找到万事万物的统一的、最基本的构成要素和运行规律（或称本质）。还原论表现为一种科学研究的方法，但实质上是一种科学研究的方法论，也就是对科学研究的合理性、可信性的基本前提的规定。
近代以后，还原论思想首先在物理学和生物学领域进一步发展起来。这可以追溯到笛卡尔的“动物机器论”、拉美特里的“人类机器论”以至牛顿时代的“一切生物都是机器”的“生物机械论”，这些都是典型的还原论思想的代表。当然，近代科学中还原论思想得到最大发展、最有影响的还是物理学。1687年牛顿的《自然哲学之数学原理》的出版，一般认为是宣告了经典机械力学的诞生，也标志着近代机械还原论的真正确立。牛顿在序言中提出了包括其机械还原论在内的科学纲领，“希望……从力学原理中导出其余的自然现象”，一切自然现象都可以归结为质点在时空中的机械运动，一切物质系统都可以归结为用各种力黏合在一起的质点组。事实上十八九世纪科学家们在牛顿机械还原论思想的影响下，总是尽力为各种自然现象构建某种力学模型，然后以此模型为基础从力学原理中导出各类自然现象。之后的经典物理学的光学、声学、热学、电磁学等分支理论都采用了这种以分析为特征的研究方法。
所以，有人将近代物理学中的还原论描述为“使物理现象的世界还原为一套有限的基本方程”，自然现象及其规律描述为数学或几何学模型的理论努力。随着自然科学的发展，还原论思想逐渐超越其狭隘的物理学和生物学意义，向其他自然科学发展、渗透，以至到了20世纪，“还原论”已成为指导各门自然科学研究与构建科学理论的重要原则。可以说，还原论是科学研究中占主导地位甚至是唯一被认可的方法论原则。
其次是数学方法。数学及数学方法在西方文化中占有特殊的地位，“在西方文明中，数学一直是一种主要的文化力量”。克莱因又指出，近代人们要“利用理性重建所有知识，以及到大自然中寻求真理之源的运动……思维敏捷的学者寻求在确定无疑的知识基础上建立新的思想体系，数学的真实性正好符合这种要求”。
笛卡尔也强调说：“算术和几何之所以远比一切其他学科确实可靠，是因为，只有算术和几何研究的对象既纯粹而又单纯，绝对不会误信经验已经证明不确实的东西，只有算术和几何完完全全是理性演绎而得的结论。这就是说，算术和几何极为一目了然、极其容易掌握，研究的对象也恰恰符合我们的要求，除非掉以轻心，看来，人是不可能在这两门学科中失误的。……对于任何事物，如果不能获得相当于算术和几何那样的确信，就不要去考虑它。”由于数学推理的确定无疑，在人类的知识结构中，笛卡尔认为数学是最高的，数学推理是人类一切思维中“最纯粹、最深刻、最有效”的工具，数学及其方法理应是我们获得自然知识的最佳途径。
事实上，近代科学发展初期，大多科学家都具有鲜明的数学主义色彩。例如哥白尼，坚称他的日心说工作仅仅是要恢复古代毕达哥拉斯学说，因为传统的天文学，亚里士多德—托勒密体系本身过分复杂，肯定不符合上帝的旨意；数学审美的重要性不仅是方法论方面的原因，更为关键的是它与数学设计信仰的根本勾连。对天球不规则运动的消解以及对数学审美的追求体现了上帝的完美性。哥白尼写道：“想到哲学家们不能确切地理解最美好和最灵巧的造物主为我们创造的世界机器的运动，我感到懊恼。”哥白尼把追求造物主作品的美和赞美造物主的完善结合起来，这种美和善就是宇宙的和谐和对称。由于宇宙的秩序和数学和谐的联系，对后者的追求成为对宇宙秩序的追求和对上帝的赞美。
开普勒不仅确信宇宙就是三位一体的整体，天文学对外部世界进行研究的主要目的在于发现上帝赋予它的合理秩序与和谐，而这些是上帝以数学语言透露给我们的。所以开普勒宣称，世界的实在性是其数学关系构成的。开普勒自始至终都信奉自然遵循着“数学和谐”之原理，确信宇宙的结构和秩序符合“简单与美”的原则。
笛卡尔、伽利略、帕斯卡乃至牛顿和莱布尼兹等科学家，也都认为整个人类的首要追求目标应该是理解和发展上帝所创造的奇迹，大自然是数学化的，只有通过数学才能领悟世界的实质和精华。日心说在哥白尼时代并没有直接的经验证据，“我们从这种排列中发现了宇宙具有令人惊异的对称性以及天球的运动和大哥白尼著，叶式辉译：《天体运行论》，安徽人民出版社2003年版，第3—4页。小的已经确定的和谐联系。而这是用其他方法办不到的”。这就是为什么哥白尼到数学家而不是物理学家和神学家那里寻求理解和支持的根本原因。马克思同样认为，一种学科只有在成功地运用数学时，才算达到完善的地步，才算一门科学。
数学思维的生成与确立，对近代西方科学发展带来了一场深刻的认知革命。
1.数学思维强调以量化关系来认知自然事物，从而使人们得以摆脱定性思维的常识性判断。
2.数学思维强调认知上的简洁性和和谐性。
3.数学思维蕴涵了可知论的世界观，并强调认知上的确定性。
4.数学思维发展了公理化认知模式，并强调认知上的可预测性。
更重要的方法是实验。达·芬奇说：“科学如果不是从实验中产生并以一种清晰的实验结束，便是毫无用处的，充满谬误的，因为实验乃是确实性之母。”培根开创了经验主义认识论的基本原则，提出观察、归纳和经验是科学认识的重要方法。他倡导实验的方法，认为实验比感性更直观更优越。这使他成为唯物主义经验论创始人，“整个现代实验科学的真正始祖”。培根为代表的经验论哲学家的倡导，使科学实验方法得到普及。
而伽利略进一步强调实验方法与数学方法的结合，则是对实验理性精神的发展。伽利略把数学—实验和思想实验结合起哥白尼著，叶式辉译：《天体运行论》，安徽人民出版社2003年版，第35页。来，利用巧妙的斜面小球实验来“冲淡重力”，否定了亚里士多德的物体下落速度与重量成正比的错误结论，并最终发现了落体定律，奠定了运动学和动力学的基础。伽利略，被称为近代科学的奠基人是当之无愧的。正是从他开始，才将实验和数学方法真正结合起来，观察从科学研究的从属地位上升到了主要地位。在伽利略看来，事实不再是从权威和理性综合中演绎出来的，哥白尼的天文学是根据数学简单性这一先验原则建立起来的，伽利略却利用望远镜去加以实际检验。最重要的是，他把吉尔伯特的实验方法和归纳方法与数学的演绎方法结合起来，进而发现并建立了物理科学的真正方法。他以实验方法为中心，在尊重经验事实的基础上，创立了科学的实验研究方法，打通了科学发展的康庄大道。
最后一个重要的方法是以逻辑与演绎为基础的公理化方法。这得益于逻辑分析方法和公理化系统的广泛应用。亚里士多德的形式逻辑和以欧几里德为代表的数学传统从一开始就为西方的科学指明了方向，并奠定了坚实的方法论基础。
亚里士多德很早就提出了“科学是演绎系统”的理想构思，一个公理化的理论包括三个方面：（1）公理与定理有演绎关系；（2）公理本身是不证自明的真理；（3）定理与观察结果相一致。亚里士多德的理想在他的时代未能成为现实。尽管如此，他关于科学是演绎体系的理想，在后来欧氏几何学与阿基米德静力学中也得到了比较充分的体现，并在近代科学中也得到了补充和发展。
西方科学注重理论体系建设，他们通过严密的逻辑推理和数学方法，将分散的知识在理论的高度上组织成一个结构严谨的知识体系。牛顿的经典力学更是最典型的公理化方法的应用，同时它兼顾分析与综合的方法，是实验、归纳与演绎的结合。普特南的总结是最有代表性的（他称之为“方法崇拜”），“许多哲学家一直相信，科学活动是通过遵循一个独特的方法进行的。如果事实上真有这样一种方法，借助于它，一个人可保证发现真理；如果其他方法都没有发现真理的真正机会，并且，如果正是科学且唯有科学对这种方法始终如一的运用，才能说明科学的非凡成功和非科学领域的无休止争论，那么合理性（如果有这样一种东西）也许应该等同于这种方法的拥有和运用”。
