Проблемы вырастают из потребностей практической деятельности человека в ходе стремления к новому знанию. К. Поппер рассматривал развитие науки как переосмысление проблем, переход от одних проблем, менее глубоких и плодотворных, к проблемам более глубоким и открывающим более обширные теоретические перспективы. Проблемы возникают, по мнению этого философа, либо как следствие противоречия в отдельной теории, либо при становлении двух различных теорий, либо в результате столкновения теории с наблюдениями. Постановка проблемы включает в себя предварительное знание путей ее решения. Разрешение одной научной проблемы ведет к появлению новых проблем, ибо расширение круга знаний сопровождается увеличением области неизведанного (на это обратил внимание Зенон). Проблема есть единство неизвестного и известного, незнания и знания. Без постановки вопросов целенаправленный научный поиск невозможен, а без ответов на поставленные вопросы наука останется лишь собранием предположений. Решить проблему означает обосновать выбор более истинной (эмпирически богатой, логически совершенной) теории.
Необходимым моментом развития научного знания выступает выдвижение, обоснование и доказательство гипотез. Гипотеза - знание, в основе которого лежит предположение, это еще не доказанное теоретическое построение (рассуждение). Одни гипотезы носят предварительный характер, служат для первоначальной систематизации фактов, другие используются для более глубокого объяснения фактов и со временем, после подтверждения их практикой, могут стать достоверными теориями. Часто в науке одновременно существует несколько конкурирующих между собой гипотез. Одним из методов теоретического исследования является гипотетико-дедуктивный. Этот метод основан на выведении (дедукции) заключений из системно связанных между собой гипотез и других посылок, истинное значение которых неизвестно. Заключение, полученное на основе данного метода, носит вероятностный характер.
Обоснование и доказательство гипотезы превращает ее в теорию. Теория отражает закономерности, сущностные характеристики определенной области действительности.
По своему строению научная теория представляет собой целостную и внутренне дифференцированную систему взаимосвязанных понятий, законов и высказываний об изучаемых объектах. В построении теории участвуют логика и методология, философские установки и ценностные факторы.
Теория резюмируется в методах, а методы развертываются в теорию. Теория, считал А. Уайтхед, «навязывает метод», который применим только к теориям соответствующего вида. Теория и метод дополняют друг друга и вместе с тем они различаются: «а) теория - результат предыдущей деятельности, метод - исходный пункт и предпосылка последующей деятельности; б) главные функции теории - объяснение и предсказание (с целью отыскания истины, законов, причин и т.п.), метода - регуляция и ориентация деятельности; в) теория - система идеальных образов, отражающих сущность, закономерности объекта, метод-система регулятивов, правил, предписаний, выступающих в качестве орудия дальнейшего познания и изменения действительности; г) теория нацелена на решение проблемы - что собой представляет данный предмет, метод - на выявление способов и механизмов его исследования и преобразования».
Существуют объекты (например, становление Вселенной, возникновение человека и т.п.), которые не могут быть воспроизведены в опыте. Для их изучения прибегают к историческим и логическим методам, которые применяются при построении теоретических знаний о сложных исторически развивающихся объектах.
Использование исторического метода предполагает описание реального процесса возникновения и развития объекта, осуществляемое с максимальной полнотой. Задачей такого исследования является раскрытие конкретных условий, обстоятельств и предпосылок различных явлений, их последовательности и смены одних стадий развития другими. Без исследования генезиса невозможно понять явления живой природы, характер геологических, исторических и других процессов. В наибольшей степени генезисно-исторический подход применим к обществу.
Конкретно-исторический анализ определенных ситуаций дает возможность правильно осмыслить и объяснить Реальный ход истории, выявить ее «уроки». В историческом уроке огромное значение приобретает осмысление
прошлого в связи с потребностями и возможностями современности и будущего. Например, противоборство в прошлом тенденций чрезмерного огосударствления общественной жизни и гуманно-демократического развития во многом объясняет современное переходное состояние общества в СНГ, где наличествуют элементы авторитаризма и демократии.
Принцип историзма означает: обусловленность настоящего и будущего прошлым; рассмотрение явлений как в контексте общего мирового развития, так и специфики той или иной страны; относительное перенесение характеристик особенных исторических форм на иные, более универсальные социально-исторические состояния (например, анализ капитализма для Маркса стал основой создания диалектико-материалистического понимания истории в целом); учет единства объективных условий и субъективных факторов - человеческого выбора, идеалов, воли к действию.
Исторический метод органично перерастает в логический, который фиксирует объективную логику развития событий, отвлекаясь от их частных конкретно-исторических особенностей. В ходе логического анализа исследование более поздних и развитых форм процесса дает ключ к пониманию и изучению ранних его форм.
Одним из методов теоретического исследования выступает аналогия - прием познания, при котором на основе сходства объектов в одних признаках заключают об их сходстве и в других признаках. Аналогия одновременно является общелогическим методом познания. Близок к аналогии метод моделирования - прием познания, который позволяет посредством одной системы (естественной, а чаще искусственной, созданной человеком) воспроизвести другую, более сложную систему, являющуюся объектом исследования. Модель выступает как некоторая идеализация, упрощение действительности. (Таковы, например, наивные, не связанные с наукой представления Анаксимандра о Земле как плоском цилиндре, вокруг которого вращаются наполненные огнем полые трубки с отверстиями.) Представления античных философов (Демокрита, Эпикура и др.) об атомах, их форме, способах соединения, об атомных вихрях и ливнях, о круглых и гладких или крючковатых частицах, сцепленных между собой, являются прообразами современных моделей, отражающих
ядерно-электронное строение атома вещества. Достаточно выраженные попытки моделирования относятся к эпохе Возрождения, когда Филиппо Брунеллески создал модель собора во Флоренции, а Микеланджело Буанаротти - модель купола собора Святого Петра в Риме.
Различаются модели материальные и идеальные. Материальные модели — вещественное воспроизведение исследуемого объекта (например, модели различных органов и тканей живого организма). Идеальные модели представляют собой совокупность мыслительных элементов - математических формул, уравнений, логических символов, различного рода знаков и т.д. В современном познании компьютер способен моделировать самые различные процессы (например, колебания рыночных цен, динамику народонаселения, взлет и выход на орбиту искусственного спутника Земли, химическую реакцию и т.д.).
Идеализация - мыслительная процедура, связанная с образованием абстрактных (идеализированных) объектов, не существующих в действительности («точка», «идеальный газ» и т.д.). Такие объекты, тем не менее, - не фикции, а опосредованное выражение реальных процессов. Они представляют собой некоторые предельные случаи последних, служат средством их изучения и построения теоретических представлений о них. Идеализация тесно связана с абстрагированием.
Важную роль в научном познании играет формализация, которая предполагает при изучении объектов использование знаков, формул и т.п. Формализация позволяет уточнять вводимые понятия, придавать им строгую логическую форму. При этом переходят, как правило, от неявного (имплицитного) их смысла к явному и строго определенному (эксплицитному) смыслу. Понятия приводятся в логическую субординацию между собой, одни понятия выводятся из других. В точном естествознании формализация во многом совпадает с математизацией теории. Вместе с тем, как показал Гёдель, в теории всегда остается неформализуемый остаток, т.е. ни одна теория не может быть полностью формализована.
В научном познании под влиянием феномена нелинейности, успехов квантовой теории поля, квантовой космологии, синергетики происходят определенные сдвиги. Меняется стиль научного мышления: возрастает степень неопределенности, локальной непредсказуемости (непредсказуемо поведение объекта в зоне бифуркации, тогда как общая картина его динамики достаточно предсказуема).
В современной науке нередки случаи неадекватной трактовки результатов, получаемых «на выходе» достаточно длинных цепей абстракций и обобщений. Происходит не отказ от рациональности вообще, а либерализация (смягчение) критериев рациональности. Современный теоретик при построении абстрактных моделей часто руководствуется не столько традиционными жесткими и эмпирически обоснованными принципами (например, принципами наблюдаемости, соответствия, симметрии и др.), сколько более «мягкими» регулятивами и критериями, такими как простота, когерентность, логическая совместимость, семантическая согласованность, красота и др.
Научное знание усложняется, знания разных наук перекрещиваются, взаимно оплодотворяя друг друга. Сфера научного познания расширяется и углубляется. Наука перешла к исследованию объектов принципиально нового типа - сверхсложных, самоорганизующихся систем, включающих в себя человека, машины, технологии, экосреду, социокультурную среду, все социальные объекты, рассматриваемые в аспекте функционирования и развития.