До основних форм наукового пізнання належать наукові факти, проблеми, гіпотези і теорії. Їх призначення полягає в тому, що вони розкривають динаміку процесу пізнання, тобто рух і розвиток знання в ході дослідження або вивчення будь-якого об'єкта.
Фундаментом всього наукового знання є наукові факти, з встановлення яких починається наукове пізнання. Науковий факт - це відображення конкретного явища в людській свідомості, тобто його опис за допомогою мови науки (позначення, терміни і т.п.). Одним з найважливіших властивостей наукового факту є його достовірність, яка обумовлюється можливістю його відтворення за допомогою різних експериментів. Щоб факт вважався достовірним, потрібно його підтвердження в ході численних спостережень або експериментів. Так, якщо ми один раз побачили, що яблуко з дерева падає на землю, то це всього лише одиничне спостереження. Але якщо ми фіксували подібні падіння неодноразово, то можна говорити про достовірне факт. Подібні факти становлять емпіричний, тобто досвідчений, фундамент науки.
Складність полягає в тому, що в безпосередньому спостереженні зафіксувати сутнісні характеристики предмета практично неможливо. Тому прямо перейти з емпіричного на теоретичний рівень пізнання теж не можна. Теорія не будується шляхом безпосереднього індуктивного узагальнення досвіду. Тому наступним кроком в науковому пізнанні стає формулювання проблеми.
ня починається з висунення проблеми, що свідчить про виникнення труднощів у розвитку науки, коли знову виявлені факти не вдається пояснити існуючими знаннями. Пошук, формулювання і рішення проблем - основна риса наукової діяльності. Проблеми відокремлюють одну науку від іншої, задають характер наукової діяльності як справді наукової або псевдонаукової.
У свою чергу, наявність проблеми при осмисленні непояснених фактів тягне за собою попередній висновок, що вимагає свого експериментального, теоретичного і логічного підтвердження. Такого роду можливе знання, істинність або хибність якого ще не доведена, називається науковою гіпотезою.
Гіпотеза - це знання в формі припущення, сформульованого на основі ряду достовірних фактів.
Висування гіпотез - один з найскладніших моментів в науці. Адже вони не пов'язані прямо з попереднім досвідом, який лише дає поштовх до роздумів. Величезну роль відіграють інтуїція і талант, що відрізняють справжніх вчених, імена яких нам відомі зі шкільних підручників. Інтуїція важлива так само, як і логіка. Адже міркування в науці не є доказами, це тільки висновки, які свідчать про істинність міркувань, якщо посилки вірні, але вони нічого не говорять про істинність самих посилок. Вибір посилок пов'язаний з практичним досвідом і інтуїцією вченого, який з величезної кількості емпіричних фактів і узагальнень повинен вибрати дійсно важливі. Потім вчений повинен висунути припущення, що пояснює ці факти, а також цілий ряд явищ, ще не зафіксованих в спостереженнях, але відносяться до цього ж класу подій. При висуванні гіпотези приймається до уваги не тільки її відповідність емпіричним даним, а й вимоги простоти, краси і економічності мислення.
У разі свого підтвердження гіпотеза стає теорією.
Теорія - це логічно обгрунтована і перевірена на практиці система знань, що дає цілісне відображення закономірних і істотних зв'язків в певній галузі об'єктивної реальності.
Головне завдання теорії - описати, систематизувати і пояснити всю множину емпіричних фактів. Іншими словами, теорія являє собою систему істинного, вже доведеного, підтвердженого знання про сутність явищ, вищу форму наукового знання, всебічно розкриває структуру, функціонування і розвиток досліджуваного об'єкта, взаємини всіх його елементів, сторін і зв'язків.
Розкриваючи сутність об'єктів, закони їх існування, взаємодії, зміни і розвитку, теорія дозволяє пояснювати досліджувані явища, передбачати нові, ще не відомі факти і що характеризують їх закономірності, передбачати поведінку досліджуваних об'єктів в майбутньому. Таким чином, теорія виконує дві найважливіші функції: пояснення і передбачення, тобто наукове передбачення.