ประวัติศาสตร์ของวิธีการทางวิทยาศาสตร์พิจารณาถึงการเปลี่ยนแปลงในระเบียบวิธีของการสืบสวนทางวิทยาศาสตร์ ซึ่งแตกต่างจากประวัติศาสตร์ของวิทยาศาสตร์เอง การพัฒนาหลักเกณฑ์สำหรับการให้เหตุผลทางวิทยาศาสตร์นั้นไม่ได้ราบรื่นวิธีการทางวิทยาศาสตร์เป็นหัวข้อของการถกเถียงอย่างเข้มข้นและเกิดขึ้นซ้ำแล้วซ้ำเล่าตลอดประวัติศาสตร์ของวิทยาศาสตร์ และนักปรัชญาธรรมชาติและนักวิทยาศาสตร์ผู้มีชื่อเสียงต่างก็โต้แย้งถึงความสำคัญของแนวทางใดแนวทางหนึ่งในการสร้างความรู้ทางวิทยาศาสตร์

คำอธิบายธรรมชาติแบบเหตุผลนิยม รวมถึงทฤษฎีอะตอมปรากฏขึ้นทั้งในกรีกโบราณในความคิดของเลวซิปปัสและเดโมคริตุสและในอินเดียโบราณ ใน สำนัก ปรัชญาญายะไวเศศิกะและพุทธศาสนา ในขณะที่ ลัทธิวัตถุนิยม แบบจารวกะปฏิเสธการอนุมานในฐานะแหล่งความรู้ โดยหันมาใช้ประสบการณ์นิยมซึ่งมักมีข้อสงสัยอยู่เสมออริสโตเติลเป็นผู้บุกเบิกวิธีการทางวิทยาศาสตร์ในกรีกโบราณควบคู่ไปกับชีววิทยาเชิงประจักษ์และงานด้านตรรกศาสตร์ของเขา โดยปฏิเสธ กรอบความคิด แบบนิรนัย อย่างเดียว และหันมาใช้การสรุปจากข้อสังเกตเกี่ยวกับธรรมชาติแทน

การถกเถียงที่สำคัญที่สุดบางส่วนในประวัติศาสตร์ของวิธีการทางวิทยาศาสตร์มุ่งเน้นไปที่: ลัทธิเหตุผลนิยม โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ เรเน่ เดส์การ์ตส์สนับสนุน; ลัทธิอุปนัยนิยมซึ่งมีความโดดเด่นเป็นพิเศษกับไอแซค นิวตันและผู้ติดตามของเขา; และลัทธิอุปนัยนิยมซึ่งได้รับความนิยมในช่วงต้นศตวรรษที่ 19 ในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 และต้นศตวรรษที่ 20 การถกเถียงเรื่องสัจนิยมกับลัทธิปฏิเสธสัจนิยมเป็นประเด็นสำคัญในการอภิปรายเกี่ยวกับวิธีการทางวิทยาศาสตร์ เนื่องจากทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์ที่ทรงพลังขยายออกไปนอกเหนือขอบเขตของการสังเกตได้ ในขณะที่ในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 นักปรัชญาที่มีชื่อเสียงบางคนโต้แย้งว่าไม่มีกฎสากลใด ๆ ของวิทยาศาสตร์เลย^{[ 1 ]}

มีการอภิปรายอย่างชัดเจนเกี่ยวกับระเบียบวิธีทางวิทยาศาสตร์ในบันทึกที่หลงเหลืออยู่จากวัฒนธรรมยุคแรกๆ น้อยมาก สิ่งที่สามารถอนุมานได้มากที่สุดเกี่ยวกับแนวทางในการดำเนินงานทางวิทยาศาสตร์ในยุคนี้มาจากคำอธิบายเกี่ยวกับการตรวจสอบธรรมชาติในยุคแรกๆ ในบันทึกที่หลงเหลืออยู่ตำราแพทย์ของอียิปต์ปาปิรัสเอ็ดวินสมิธ (ประมาณ 1600 ปีก่อนคริสตกาล) ใช้ส่วนประกอบต่อไปนี้: การตรวจ การวินิจฉัย การรักษา และการพยากรณ์โรค ในการรักษาโรค^{[ 2 ]} ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความคล้ายคลึงอย่างมากกับ วิธีการเชิงประจักษ์ พื้นฐานของวิทยาศาสตร์ และตามที่GER Lloyd ^{[ 3 ]} กล่าวไว้ว่า มีบทบาทสำคัญในการพัฒนาวิธีการนี้ปาปิรัสเอเบอร์ส (ประมาณ 1550 ปีก่อนคริสตกาล) ยังมีหลักฐานของประสบการณ์นิยม แบบดั้งเดิม อีก ด้วย

ในช่วงกลางของสหัสวรรษที่ 1 ก่อนคริสต์ศักราชในเมโสโปเตเมียดาราศาสตร์บาบิโลนได้พัฒนาจนกลายเป็นตัวอย่างแรกสุดของดาราศาสตร์เชิงวิทยาศาสตร์ เนื่องจากเป็น "ความพยายามครั้งแรกและประสบความสำเร็จอย่างสูงในการให้คำอธิบายทางคณิตศาสตร์ที่ละเอียดถี่ถ้วนของปรากฏการณ์ทางดาราศาสตร์" ตามที่นักประวัติศาสตร์Asger Aaboe กล่าวไว้ว่า "ดาราศาสตร์เชิงวิทยาศาสตร์ทุกรูปแบบที่ตามมาในโลกเฮลเลนิสติกในอินเดียในโลกอิสลามและในตะวันตก – หากไม่ใช่ความพยายามทั้งหมดในภายหลังในวิทยาศาสตร์ที่แม่นยำ – ล้วนขึ้นอยู่กับดาราศาสตร์บาบิโลนในทางที่เด็ดขาดและเป็นพื้นฐาน" ^{[ 4 ]}

ชาวบาบิโลนและชาวอียิปต์ในยุคแรกพัฒนาความรู้ทางเทคนิค งานฝีมือ และคณิตศาสตร์^{[ 5 ]} มากมาย ซึ่งใช้ในงานปฏิบัติของการทำนาย รวมถึงความรู้ด้านการแพทย์^{[ 6 ]}และจัดทำรายการประเภทต่างๆ ในขณะที่ชาวบาบิโลนโดยเฉพาะได้มีส่วนร่วมในรูปแบบแรกสุดของ วิทยาศาสตร์คณิตศาสตร์ เชิงประจักษ์ด้วยความพยายามในยุคแรกๆ ในการอธิบายปรากฏการณ์ทางธรรมชาติด้วยคณิตศาสตร์ แต่โดยทั่วไปแล้วพวกเขายังขาดทฤษฎีพื้นฐานเชิงเหตุผลของธรรมชาติ^{[ 4 ] [ 7 ] [ 8 ]}

นักปรัชญาโบราณที่พูดภาษากรีกมีส่วนร่วมในรูปแบบแรกสุดที่รู้จักกันในปัจจุบันของสิ่งที่ได้รับการยอมรับว่าเป็นวิทยาศาสตร์เชิงทฤษฎีที่มีเหตุผล^{[ 7 ] [ 9 ]}ด้วยการเคลื่อนไหวไปสู่ความเข้าใจธรรมชาติที่มีเหตุผลมากขึ้นซึ่งเริ่มต้นอย่างน้อยตั้งแต่ยุคอาร์เคอิก (650 – 480 ปีก่อนคริสตกาล) กับสำนักปรัชญาก่อนโสกราตีสธาเลสเป็นนักปรัชญาคนแรกที่รู้จักกันที่ใช้คำอธิบายทางธรรมชาติ โดยประกาศว่าทุกเหตุการณ์มีสาเหตุทางธรรมชาติ แม้ว่าเขาจะเป็นที่รู้จักจากการกล่าวว่า "ทุกสิ่งล้วนเต็มไปด้วยเทพเจ้า" และบูชายัญวัวเมื่อเขาค้นพบทฤษฎีของเขา^{[ 10 ]}ลูซิปปัสได้พัฒนาทฤษฎีอะตอมนิยมซึ่งเป็นแนวคิดที่ว่าทุกสิ่งประกอบขึ้นจากธาตุต่างๆ ที่ไม่เสื่อมสลายและแบ่งแยกไม่ได้ที่เรียกว่าอะตอมซึ่งได้รับการขยายความอย่างละเอียดโดยเดโมคริตุส^{[ a ]}

แนวคิดอะตอมนิยมที่คล้ายคลึงกันเกิดขึ้นอย่างอิสระในหมู่นักปรัชญาอินเดีย โบราณ ของสำนักนยายะไวเสสิกะและ พุทธ ศาสนา^{[ 11 ]}โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เช่นเดียวกับสำนักนยายะ ไวเสสิกะ และพุทธศาสนา ญาณวิทยาของจารวากะเป็นแบบวัตถุนิยม และมีความสงสัยมากพอที่จะยอมรับการรับรู้เป็นพื้นฐานของความรู้ที่เป็นจริงโดยไม่มีเงื่อนไข ในขณะเดียวกันก็เตือนว่าหากสามารถอนุมานความจริงได้เท่านั้น ก็ต้องมีความสงสัยเกี่ยวกับความจริงนั้นด้วย ความจริงที่อนุมานได้นั้นไม่สามารถเป็นจริงโดยไม่มีเงื่อนไขได้^{[ 12 ]}

ราวกลางศตวรรษที่ 5 ก่อนคริสตกาล องค์ประกอบบางส่วนของประเพณีทางวิทยาศาสตร์ได้ถูกสร้างขึ้นอย่างมั่นคงแล้ว แม้กระทั่งก่อนเพลโต ซึ่งเป็นผู้มีส่วนสำคัญในประเพณีที่กำลังเกิดขึ้นนี้ ด้วยการพัฒนาการให้เหตุผลแบบนิรนัยตามที่อริสโตเติล ลูกศิษย์ของเขาได้เสนอไว้ ในProtagoras (318d–f) เพลโตได้กล่าวถึงการสอนเลขคณิต ดาราศาสตร์ และเรขาคณิตในโรงเรียน แนวคิดทางปรัชญาในยุคนี้ส่วนใหญ่เป็นอิสระจากข้อจำกัดของปรากฏการณ์ในชีวิตประจำวันและสามัญสำนึกการปฏิเสธความเป็นจริงอย่างที่เราประสบนั้นถึงจุดสูงสุดในParmenidesผู้ซึ่งโต้แย้งว่าโลกเป็นหนึ่งเดียว และไม่มีการเปลี่ยนแปลงหรือการแบ่งย่อย^{[ b ]}

นับตั้งแต่ศตวรรษที่ 4 ก่อนคริสตกาลทรงกลมจำลองท้องฟ้าได้ถูกประดิษฐ์ขึ้นในประเทศจีน^{[ c ]}และในศตวรรษที่ 3 ก่อนคริสตกาลในประเทศกรีซเพื่อใช้ในทางดาราศาสตร์การใช้งานของทรงกลมจำลองท้องฟ้าได้รับการเผยแพร่ในเวลาต่อมา ตัวอย่างเช่น โดย§ Ibn al-Haythamและโดย§ Tycho Brahe

ในศตวรรษที่ 3 และ 4 ก่อนคริสต์ศักราชแพทย์ชาวกรีกเฮโรฟิโลส (335–280 ก่อนคริสต์ศักราช) และอีราซิสทราตัสแห่งคิออสได้ทำการทดลองเพื่อพัฒนาการวิจัยทางการแพทย์ของพวกเขา อีราซิสทราตัสเคยชั่งน้ำหนักนกในกรงซ้ำๆ และบันทึกการลดลงของน้ำหนักระหว่างการให้อาหาร^{[ 15 ]}

วิธีการอุปนัย-นิรนัยของอริสโตเติลใช้การอุปนัยจากการสังเกตเพื่ออนุมานหลักการทั่วไป การนิรนัยจากหลักการเหล่านั้นเพื่อตรวจสอบกับการสังเกตเพิ่มเติม และวัฏจักรของการอุปนัยและนิรนัยเพิ่มเติมเพื่อความก้าวหน้าของความรู้ต่อไป^{[ 16 ]}

Organon (ภาษากรีก: Ὄργανονแปลว่า "เครื่องมือ อุปกรณ์ ออร์แกน") คือชุดผลงานมาตรฐานของอริสโตเติล เกี่ยวกับ ตรรกศาสตร์จำนวน 6 ชิ้น ชื่อOrganonนั้นตั้งโดยผู้ติดตามของอริสโตเติล คือพวกเพริพาเทติกส์ลำดับของผลงานไม่ได้เรียงตามลำดับเวลา (ปัจจุบันยากที่จะกำหนดลำดับเวลาได้) แต่ธีโอฟราสตัส ได้เลือกไว้โดยเจตนา เพื่อให้เป็นระบบที่มีโครงสร้างที่ดี อันที่จริง บางส่วนของผลงานเหล่านี้ดูเหมือนจะเป็นโครงร่างของการบรรยายเกี่ยวกับตรรกศาสตร์ การจัดเรียงผลงานนี้ทำโดยอันโดรนิคัสแห่งโรดส์ราว 40 ปีก่อนคริสตกาล^{[ 17 ]}

ออร์กาโนนประกอบด้วยผลงานหกชิ้นดังต่อไปนี้:

1. หมวดหมู่ (ภาษากรีก: Κατηγορίαι , ภาษาละติน: Categoriae ) นำเสนอการจำแนกสิ่งที่มีอยู่ 10 ประการของอริสโตเติล ได้แก่ สสาร ปริมาณ คุณภาพ ความสัมพันธ์ สถานที่ เวลา สถานการณ์ สภาพ การกระทำ และอารมณ์
2. หนังสือ ว่าด้วยการตีความ (ภาษากรีก: Περὶ Ἑρμηνείας , ภาษาละติน: De Interpretatione ) แนะนำแนวคิดของอริสโตเติลเกี่ยวกับประโยคและการตัดสินและความสัมพันธ์ต่างๆ ระหว่างประโยคบอกเล่า ประโยคปฏิเสธ ประโยคสากล และประโยคเฉพาะ อริสโตเติลกล่าวถึงสี่เหลี่ยมแห่งการคัดค้านหรือสี่เหลี่ยมของอพูเลียสในบทที่ 7 และภาคผนวกบทที่ 8 บทที่ 9 กล่าวถึงปัญหาของเหตุการณ์ในอนาคตที่อาจเกิดขึ้นได้
3. หนังสือPrior Analytics (ภาษากรีก: Ἀναλυτικὰ Πρότερα , ภาษาละติน: Analytica Priora ) แนะนำวิธีการอนุมานแบบตรรกะ ของอริสโตเติล (ดู คำว่า ตรรกศาสตร์ ) โต้แย้งถึงความถูกต้องของวิธีการนี้ และอภิปรายเกี่ยวกับการอนุมานแบบอุปนัย
4. การวิเคราะห์ภายหลัง (กรีก: Ἀναλυτικὰ Ὕστερα , ละติน: Analytica Posteriora ) เกี่ยวข้องกับการสาธิตคำจำกัดความและ ความรู้ ทางวิทยาศาสตร์
5. หนังสือTopics (ภาษากรีก: Τοπικά , ภาษาละติน: Topica ) กล่าวถึงประเด็นต่างๆ ในการสร้างข้อโต้แย้งที่ถูกต้อง และการอนุมานที่น่าจะเป็นไปได้มากกว่าความแน่นอน ในหนังสือเล่มนี้ อริสโตเติลได้กล่าวถึงpredicablesซึ่งต่อมาได้รับการอภิปรายโดยปอร์ฟีรีและนักตรรกศาสตร์สำนักสโคลัสติก
6. การพิสูจน์เชิงซับซ้อน (กรีก: Περὶ Σοφιστικῶν Ἐλέγχωνละติน: De Sophisticis Elenchis ) ให้การรักษาความเข้าใจผิดเชิงตรรกะ และเป็นกุญแจสำคัญในการเชื่อมโยงงานวาทศาสตร์ของอริสโตเติล

หนังสือ Metaphysicsของอริสโตเติลมีเนื้อหาบางส่วนที่ซ้ำซ้อนกับงานเขียนที่ประกอบขึ้นเป็นOrganonแต่โดยทั่วไปแล้วไม่ได้ถูกนับว่าเป็นส่วนหนึ่งของ Organon นอกจากนี้ยังมีงานเขียนเกี่ยวกับตรรกศาสตร์ที่ถูกกล่าวอ้างว่าเป็นของอริสโตเติลด้วยระดับความน่าเชื่อถือที่แตกต่างกัน ซึ่งนักปรัชญาสำนักเพริพาเทติกไม่รู้จัก

อริสโตเติลได้รับการยกย่องว่าเป็นผู้ก่อตั้งวิทยาศาสตร์สมัยใหม่โดยDe Lacy O'Leary [ ^{18 ] วิธี}การสาธิตของเขาพบได้ในPosterior Analyticsเขาได้มอบส่วนประกอบอีกอย่างหนึ่งของประเพณีทางวิทยาศาสตร์ นั่นคือประสบการณ์นิยมสำหรับอริสโตเติล ความจริงสากลสามารถรู้ได้จากสิ่งเฉพาะเจาะจงผ่านการเหนี่ยวนำ ดังนั้นในระดับหนึ่ง อริสโตเติลจึงประสานความคิดเชิงนามธรรมกับการสังเกต แม้ว่าจะเป็นความผิดพลาดที่จะบอกว่าวิทยาศาสตร์แบบอริสโตเติลมีรูปแบบเชิงประสบการณ์ อันที่จริง อริสโตเติลไม่ยอมรับว่าความรู้ที่ได้มาจากการเหนี่ยวนำสามารถนับเป็นความรู้ทางวิทยาศาสตร์ได้อย่างถูกต้อง อย่างไรก็ตาม สำหรับเขา การเหนี่ยวนำเป็นขั้นตอนเบื้องต้นที่จำเป็นสำหรับภารกิจหลักของการสืบสวนทางวิทยาศาสตร์ โดยให้ข้อสมมติฐานเบื้องต้นที่จำเป็นสำหรับการสาธิตทางวิทยาศาสตร์

อริสโตเติลแทบจะไม่ได้ให้ความสำคัญกับการให้เหตุผลแบบอุปนัยในการศึกษาค้นคว้าทางวิทยาศาสตร์เลย เพื่อให้เข้าใจชัดเจนยิ่งขึ้น ลองพิจารณาข้อความนี้ในหนังสือPosterior Analytics :

เรามักคิดว่าตนเองมีความรู้ทางวิทยาศาสตร์ที่สมบูรณ์แบบเกี่ยวกับสิ่งใดสิ่งหนึ่ง ซึ่งแตกต่างจากการรู้สิ่งนั้นโดยบังเอิญแบบที่นักปรัชญาโซฟิสต์รู้ เมื่อเราคิดว่าเรารู้สาเหตุที่ข้อเท็จจริงนั้นขึ้นอยู่กับ เป็นสาเหตุของข้อเท็จจริงนั้นและไม่มีสาเหตุอื่นใด และยิ่งไปกว่านั้น ข้อเท็จจริงนั้นไม่สามารถเป็นอย่างอื่นไปได้นอกจากที่เป็นอยู่

ดังนั้น หน้าที่ของนักปรัชญาคือการพิสูจน์ความจริงสากลและค้นหาสาเหตุของความจริงเหล่านั้น^{[ 19 ]}แม้ว่าการเหนี่ยวนำจะเพียงพอสำหรับการค้นพบความจริงสากลโดยการสรุป แต่ก็ไม่ประสบความสำเร็จในการระบุสาเหตุ สำหรับงานนี้ อริสโตเติลใช้เครื่องมือของการให้เหตุผลแบบนิรนัยในรูปแบบของตรรกบทโดยใช้ตรรกบท นักวิทยาศาสตร์สามารถอนุมานความจริงสากลใหม่จากความจริงสากลที่มีอยู่แล้วได้

อริสโตเติลได้พัฒนาแนวทางเชิงบรรทัดฐานที่สมบูรณ์แบบสำหรับการสืบสวนทางวิทยาศาสตร์โดยใช้ตรรกบท ซึ่งเขาได้กล่าวถึงอย่างละเอียดในหนังสือPosterior Analytics ของเขา ความยากลำบากของแผนการนี้อยู่ที่การแสดงให้เห็นว่าความจริงที่ได้มานั้นมีข้อตั้งต้นที่มั่นคง อริสโตเติลไม่อนุญาตให้การพิสูจน์เป็นแบบวนซ้ำ (สนับสนุนข้อสรุปโดยข้อตั้งต้น และสนับสนุนข้อตั้งต้นโดยข้อสรุป) และเขาก็ไม่อนุญาตให้มีคำกลางจำนวนอนันต์ระหว่างข้อตั้งต้นกับข้อสรุป สิ่งนี้จึงนำไปสู่คำถามว่าข้อตั้งต้นนั้นถูกค้นพบหรือพัฒนาขึ้นมาได้อย่างไร และดังที่กล่าวไว้ข้างต้น อริสโตเติลยอมรับว่าการอุปมานจะเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับงานนี้

ในช่วงท้ายของหนังสือPosterior Analyticsอริสโตเติลได้กล่าวถึงความรู้ที่ได้มาจากการอุปมาน

ดังนั้นจึงเห็นได้ชัดว่าเราต้องทำความเข้าใจข้อสมมติฐานเบื้องต้นโดยวิธีการอุปมาน เพราะวิธีการที่แม้แต่การรับรู้ทางประสาทสัมผัสก็ปลูกฝังความเป็นสากลนั้นก็เป็นวิธีการอุปมาน [...] ดังนั้นจึงสรุปได้ว่าจะไม่มีความรู้ทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับข้อสมมติฐานเบื้องต้น และเนื่องจากนอกจากสัญชาตญาณแล้ว ไม่มีสิ่งใดจะจริงไปกว่าความรู้ทางวิทยาศาสตร์ สัญชาตญาณจึงจะเป็นสิ่งที่เข้าใจข้อสมมติฐานเบื้องต้น [...] ดังนั้น หากสัญชาตญาณเป็นความคิดที่แท้จริงเพียงประเภทเดียว นอกเหนือจากความรู้ทางวิทยาศาสตร์สัญชาตญาณจึงจะเป็นแหล่งกำเนิดของความรู้ทางวิทยาศาสตร์

เรื่องราวนี้ทำให้เกิดข้อสงสัยเกี่ยวกับธรรมชาติและขอบเขตของประสบการณ์นิยมของอริสโตเติล โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ดูเหมือนว่าอริสโตเติลจะพิจารณาการรับรู้ทางประสาทสัมผัสเป็นเพียงพาหนะสำหรับความรู้ผ่านสัญชาตญาณ เขาจำกัดการตรวจสอบประวัติศาสตร์ธรรมชาติไว้เฉพาะในสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติ^{[ 20 ]}เช่นที่ทะเลสาบไพร์รา^{[ 21 ]}ซึ่งปัจจุบันเรียกว่าคัลโลนีที่เลสบอสอริสโตเติลและธีโอฟราสตัสร่วมกันกำหนดวิทยาศาสตร์ชีววิทยาใหม่^{[ 22 ]}โดยใช้วิธีการอุปนัยทีละกรณีเป็นเวลาสองปีก่อนที่อริสโตเติลจะถูกเรียกตัวไปเป็นครูสอนอเล็กซานเดอร์อริสโตเติลไม่ได้ทำการทดลองแบบสมัยใหม่ในรูปแบบที่ปรากฏในห้องปฏิบัติการฟิสิกส์และเคมีในปัจจุบัน^{[ 23 ]} การอุปนัยไม่ได้รับการยอมรับว่าเป็นเหตุผลทางวิทยาศาสตร์ ดังนั้นจึงปล่อยให้สัญชาตญาณเป็นรากฐานที่มั่นคงสำหรับวิทยาศาสตร์ของอริสโตเติล อย่างไรก็ตาม อริสโตเติลนำเราเข้าใกล้วิทยาศาสตร์เชิงประจักษ์มากกว่าบรรพบุรุษของเขา

ในงานเขียนของเขา Kαvώv ('canon' ซึ่งหมายถึงไม้บรรทัดหรือขอบตรง ดังนั้นการวัดหรือมาตรฐานใดๆ ที่เรียกว่า 'canonic') เอปิคูรัสได้วางกฎข้อแรกสำหรับการสืบสวนในวิชาฟิสิกส์ไว้ว่า ' แนวคิดแรกเริ่มนั้นสามารถมองเห็นได้^{[ 24 ]} : ^{หน้า 20} และไม่จำเป็นต้องมีการพิสูจน์ ' ^{[ 24 ] : หน้า 35–47}

กฎข้อที่สองสำหรับการสอบสวนของเขาคือก่อนการสอบสวนเราจะต้องมีแนวคิดที่ชัดเจนในตัวเอง [ ^{24 ] :หน้า 61–80} เพื่อที่เราจะอนุมาน [ἔχωμεν οἷς σημειωσόμεθα] ทั้งสิ่งที่คาดหวัง [τò προσμένον] และสิ่งที่ไม่ปรากฏชัดด้วย [τò ἄδηλον] ^{[ 24 ] : หน้า 83–103}

เอปิคูรัสใช้วิธีการอนุมานของเขา (การใช้การสังเกตเป็นสัญญาณ บทสรุปของแอสมิส หน้า 333: วิธีการใช้ปรากฏการณ์เป็นสัญญาณ (σημεῖα) ของสิ่งที่ไม่ได้สังเกต ) ^{[ 24 ] : หน้า 175–196} ทันทีกับทฤษฎีอะตอมของเดโมคริตุสในPrior Analytics ของอริสโตเติล อริสโตเติลเองก็ใช้การใช้สัญญาณ^{[ 24 ] : หน้า 212–224 [ 25 ]}แต่เอปิคูรัสนำเสนอ 'แคนอนิก' ของเขาเป็นคู่แข่งกับตรรกะของอริสโตเติล^{[ 24 ] : หน้า 19–34} ดู: ลูเครติอุส (ประมาณ 99 ปีก่อนคริสต์ศักราช – ประมาณ 55 ปีก่อนคริสต์ศักราช) De rerum natura ( ว่าด้วยธรรมชาติของสิ่งต่างๆ ) บทกวีเชิงสอนที่อธิบายปรัชญาและฟิสิกส์ของเอปิคูรัส

ในช่วงยุคกลางประเด็นต่างๆ ที่ปัจจุบันเรียกว่าวิทยาศาสตร์เริ่มได้รับการพิจารณา มีการเน้นย้ำการผสมผสานทฤษฎีกับการปฏิบัติในโลกอิสลามมากกว่าในสมัยคลาสสิก และเป็นเรื่องปกติที่ผู้ที่ศึกษาวิทยาศาสตร์จะเป็นช่างฝีมือด้วย ซึ่งเป็นสิ่งที่ "ถือว่าเป็นความผิดปกติในโลกโบราณ" ผู้เชี่ยวชาญด้านวิทยาศาสตร์ของอิสลามมักเป็นผู้เชี่ยวชาญด้านการสร้างเครื่องมือ ซึ่งช่วยเพิ่มพูนความสามารถในการสังเกตและการคำนวณของพวกเขาด้วยเครื่องมือเหล่านั้น^{[ 26 ]}ตั้งแต่ต้นศตวรรษที่ 9 นักวิทยาศาสตร์มุสลิมยุคแรกเช่นอัล-คินดี (801–873) และผู้เขียนที่เขียนภายใต้ชื่อจาบีร์ อิบนุ ฮายยาน (งานเขียนที่ลงวันที่ประมาณ 850–950) เริ่มให้ความสำคัญกับการใช้การทดลองเป็นแหล่งความรู้มากขึ้น^{[ 27 ] [ 28 ]} ดังนั้น วิธีการทางวิทยาศาสตร์หลายวิธีจึงเกิดขึ้นจาก โลกมุสลิมในยุคกลางในช่วงต้นศตวรรษที่ 11 ซึ่งทั้งหมดเน้นการทดลองและการหาปริมาณในระดับที่แตกต่างกัน

นักฟิสิกส์ชาวอาหรับอิบนุ อัล-ฮัยธัม (อัลฮาเซน) ใช้การทดลองเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ในหนังสือทัศนศาสตร์ ของเขา (1021) เขารวมการสังเกตการทดลองและ ข้อโต้แย้ง เชิงเหตุผลเพื่อสนับสนุนทฤษฎีการมองเห็น แบบส่งผ่านแสง ซึ่งรังสีของแสงถูกปล่อยออกมาจากวัตถุแทนที่จะมาจากดวงตา เขาใช้ข้อโต้แย้งที่คล้ายกันเพื่อแสดงให้เห็นว่าทฤษฎีการมองเห็นแบบปล่อย แสงโบราณ ที่ได้รับการสนับสนุนโดยปโตเล มี และยูคลิด (ซึ่งดวงตาปล่อยรังสีของแสงที่ใช้ในการมองเห็น) และทฤษฎีการมองเห็น แบบส่งผ่านแสงโบราณ ที่ได้รับการสนับสนุนโดยอริสโตเติล (ซึ่งวัตถุปล่อยอนุภาคทางกายภาพไปยังดวงตา) นั้นผิดทั้งคู่^{[ 30 ]}

หลักฐานเชิงทดลองสนับสนุนข้อเสนอส่วนใหญ่ในหนังสือทัศนศาสตร์ ของเขา และเป็นพื้นฐานทฤษฎีการมองเห็น แสง และสีของเขา รวมถึงการวิจัยของเขาในด้านทัศนศาสตร์เชิงแสงและเชิงไดออปติก มรดกของเขาได้รับการขยายความผ่านการ 'ปรับปรุง' ทัศนศาสตร์ ของเขา โดยKamal al-Din al-Farisi (ค.ศ. 1320) ในKitab Tanqih al-Manazir ( การแก้ไขทัศนศาสตร์ ของ [Ibn al-Haytham] ) ^{[ 31 ] [ 32 ]}

อัลฮาเซนมองว่าการศึกษาทางวิทยาศาสตร์ของเขาเป็นการแสวงหาความจริง : "ความจริงถูกแสวงหาเพื่อตัวมันเอง และผู้ที่มุ่งมั่นในการแสวงหาสิ่งใดสิ่งหนึ่งเพื่อตัวมันเองจะไม่สนใจสิ่งอื่น การค้นหาความจริงเป็นเรื่องยาก และเส้นทางสู่ความจริงนั้นก็ขรุขระ ... ^{[ 33 ]}

งานของอัลฮาเซนรวมถึงสมมติฐานที่ว่า "แสงเดินทางผ่านวัตถุโปร่งใสเป็นเส้นตรงเท่านั้น" ซึ่งเขาสามารถยืนยันได้หลังจากความพยายามหลายปี เขากล่าวว่า "[สิ่งนี้] สังเกตได้อย่างชัดเจนในแสงที่ส่องเข้าไปในห้องมืดผ่านรู ... แสงที่เข้ามาจะสังเกตได้อย่างชัดเจนในฝุ่นที่ลอยอยู่ในอากาศ" ^{[ 29 ]}เขายังสาธิตสมมติฐานนี้โดยการวางแท่งตรงหรือด้ายที่ตึงไว้ข้างลำแสง^{[ 34 ]}

อิบนุ อัล-ฮัยธัมยังใช้ความสงสัยทางวิทยาศาสตร์และเน้นย้ำบทบาทของประสบการณ์นิยมเขายังอธิบายบทบาทของการเหนี่ยวนำในตรรกบทและวิจารณ์อริสโตเติลที่ไม่ได้มีส่วนร่วมในวิธีการเหนี่ยวนำ ซึ่งอิบนุ อัล-ฮัยธัมถือว่าเหนือกว่าตรรกบท และเขาถือว่าการเหนี่ยวนำเป็นข้อกำหนดพื้นฐานสำหรับการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ที่แท้จริง^{[ 35 ]}

สิ่งที่คล้ายกับมีดโกนของอ็อกแคมก็ปรากฏอยู่ในหนังสือทัศนศาสตร์ เช่นกัน ตัวอย่างเช่น หลังจากแสดงให้เห็นว่าแสงถูกสร้างขึ้นโดยวัตถุเรืองแสงและถูกปล่อยออกมาหรือสะท้อนเข้าสู่ดวงตา เขากล่าวว่าดังนั้น "การ ปล่อย รังสี [การมองเห็น] ออกไปจึงไม่จำเป็นและไร้ประโยชน์" [ ^{36 ] เขา}อาจเป็นนักวิทยาศาสตร์คนแรกที่นำรูปแบบของลัทธิปฏิฐานนิยม มาใช้ ในแนวทางของเขา เขาเขียนว่า "เราไม่ได้ก้าวข้ามประสบการณ์ และเราไม่สามารถพอใจที่จะใช้แนวคิดบริสุทธิ์ในการตรวจสอบปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ" และความเข้าใจในสิ่งเหล่านี้ไม่สามารถได้รับมาได้หากปราศจากคณิตศาสตร์ หลังจากสมมติว่าแสงเป็นสารแล้ว เขาไม่ได้กล่าวถึงธรรมชาติของมันอีกต่อไป แต่จำกัดการตรวจสอบของเขาไว้ที่การแพร่กระจายและการแพร่กระจายของแสง คุณสมบัติเดียวของแสงที่เขานำมาพิจารณาคือคุณสมบัติที่สามารถจัดการได้ด้วยเรขาคณิตและตรวจสอบได้ด้วยการทดลอง^{[ 37 ]}

นักวิทยาศาสตร์ชาวเปอร์เซียAbū Rayhān al-Bīrūnīได้นำวิธีการทางวิทยาศาสตร์ในยุคแรกมาใช้ในหลายสาขาการศึกษาในช่วงทศวรรษ 1020 และ 1030 ตัวอย่างเช่น ในตำราเกี่ยวกับแร่ธาตุวิทยาKitab al-Jawahir ( หนังสืออัญมณี ) al-Biruni เป็น " นักวิทยาศาสตร์ เชิงทดลองที่แม่นยำ ที่สุด " ในขณะที่ในบทนำของการศึกษาเกี่ยวกับอินเดียเขาประกาศว่า "ในการดำเนินโครงการของเรา เป็นไปไม่ได้ที่จะปฏิบัติตามวิธีการทางเรขาคณิต" และด้วยเหตุนี้จึงกลายเป็นหนึ่งในผู้บุกเบิก สังคมวิทยาเปรียบเทียบที่เน้นประสบการณ์และข้อมูลภาคสนาม^{[ 38 ]}เขายังได้พัฒนาวิธีการทดลองในยุคแรกสำหรับกลศาสตร์อีก ด้วย ^{[ 39 ]}

วิธีการของอัล-บิรูนีคล้ายคลึงกับวิธีการทางวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการเน้นการทดลองซ้ำๆ บิรูนีให้ความสำคัญกับวิธีการคิดและป้องกันทั้งข้อผิดพลาดที่เป็นระบบและอคติในการสังเกต เช่น "ข้อผิดพลาดที่เกิดจากการใช้เครื่องมือขนาดเล็กและข้อผิดพลาดที่เกิดจากผู้สังเกตการณ์ที่เป็นมนุษย์" เขาโต้แย้งว่าหากเครื่องมือทำให้เกิดข้อผิดพลาดเนื่องจากความไม่สมบูรณ์หรือคุณลักษณะเฉพาะตัว จะต้องมีการสังเกตหลายครั้งวิเคราะห์เชิงคุณภาพและบนพื้นฐานนี้ เพื่อให้ได้ "ค่าเดียวที่สมเหตุสมผลสำหรับค่าคงที่ที่ต้องการ" ไม่ว่าจะเป็นค่าเฉลี่ยเลขคณิตหรือ " การประมาณค่า ที่เชื่อถือได้ " ^{[ 40 ]}ในวิธีการทางวิทยาศาสตร์ของเขา "สิ่งที่เป็นสากลเกิดขึ้นจาก งานทดลอง เชิง ปฏิบัติ " และ "ทฤษฎีได้รับการกำหนดขึ้นหลังจากการค้นพบ" เช่นเดียวกับการอุปนัย^{[ 38 ]}

ใน ส่วน "ว่าด้วยการสาธิต"ของหนังสือ "คัมภีร์แห่งการรักษา" (ค.ศ. 1027) นักปรัชญาและนักวิทยาศาสตร์ ชาวเปอร์เซีย อวิเซนนา (อิบนุ ซินา) ได้กล่าวถึงปรัชญาของวิทยาศาสตร์และอธิบายวิธีการสืบสวนทางวิทยาศาสตร์ในยุคแรก เขาได้กล่าวถึง " การวิเคราะห์ภายหลัง " ของอริสโตเติลและมีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในหลายประเด็น อวิเซนนาได้กล่าวถึงประเด็นเกี่ยวกับขั้นตอนที่เหมาะสมสำหรับการสืบสวนทางวิทยาศาสตร์และคำถามที่ว่า "จะหาหลักการพื้นฐานของวิทยาศาสตร์ได้อย่างไร" เขาถามว่านักวิทยาศาสตร์จะหา " สัจพจน์หรือสมมติฐาน เบื้องต้น ของ วิทยาศาสตร์ แบบนิรนัยโดยไม่ต้องอนุมานจากข้อสมมติฐานพื้นฐานบางอย่างได้อย่างไร" เขาอธิบายว่าสถานการณ์ในอุดมคติคือเมื่อเข้าใจว่า "มีความสัมพันธ์ระหว่างคำต่างๆ ซึ่งจะทำให้เกิดความแน่นอนอย่างสมบูรณ์และเป็นสากล" อวิเซนนาได้เพิ่มวิธีการอีกสองวิธีในการค้นหาหลักการพื้นฐานได้แก่ วิธีการอุปนัยแบบโบราณ ของ อริสโตเติล ( อิสติกรา ) และวิธี การตรวจสอบและทดลอง ( ทาจริบา ) ที่ใหม่กว่าอวิเซนนาวิจารณ์การเหนี่ยวนำแบบอริสโตเติล โดยโต้แย้งว่า "มันไม่ได้นำไปสู่ข้อสันนิษฐานที่แน่นอน สากล และแน่นอนอย่างที่มันอ้างว่าจะให้" ในทางกลับกัน เขาเสนอแนะ "วิธีการทดลองเป็นวิธีการในการสืบสวนทางวิทยาศาสตร์" ^{[ 41 ]}

ก่อนหน้านี้ ในตำราการแพทย์ (ค.ศ. 1025) อวิเซนนาเป็นคนแรกที่อธิบายวิธีการตกลง ความแตกต่าง และความแปรผันที่เกิดขึ้นพร้อมกันซึ่งเป็นสิ่งสำคัญต่อตรรกะเชิงอุปมานและวิธีการทางวิทยาศาสตร์^{[ 42 ] [ 43 ] [ 44 ]}อย่างไรก็ตาม แตกต่างจากวิธีการทางวิทยาศาสตร์ของอัล-บิรูนีผู้ร่วมสมัย ซึ่ง "สิ่งที่เป็นสากลเกิดขึ้นจากงานทดลองเชิงปฏิบัติ" และ "ทฤษฎีถูกกำหนดขึ้นหลังจากการค้นพบ" อวิเซนนาได้พัฒนาขั้นตอนทางวิทยาศาสตร์ที่ "คำถามทั่วไปและสากลมาก่อนและนำไปสู่งานทดลอง" ^{[ 38 ]}เนื่องจากความแตกต่างระหว่างวิธีการของพวกเขา อัล-บิรูนีจึงเรียกตัวเองว่าเป็นนักวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ และเรียกอวิเซนนาว่าเป็นนักปรัชญาในระหว่างการโต้วาทีระหว่างนักวิชาการทั้งสอง^{[ 45 ]}

ในช่วงยุคฟื้นฟูศิลปวิทยาการของยุโรปในศตวรรษที่ 12 แนวคิดเกี่ยวกับ ระเบียบวิธีทางวิทยาศาสตร์ รวมถึงประสบการณ์นิยมของอริสโตเติลและ แนวทาง การทดลองของอัลฮาเซนและอวิเซนนา ได้ถูกนำมาสู่ยุโรปยุคกลางผ่านการแปลภาษาละตินของข้อความและคำอธิบายภาษาอาหรับและกรีก^{[ 46 ]} คำอธิบายของโรเบิร์ต โกรสเซเตสท์ เกี่ยวกับ Posterior Analytics ทำให้โกรสเซเตสท์เป็นหนึ่งในนักคิด เชิงวิชาการคนแรกๆในยุโรปที่เข้าใจ วิสัยทัศน์ ของอริสโตเติลเกี่ยวกับธรรมชาติสองด้านของการให้เหตุผลทางวิทยาศาสตร์ กล่าวคือ สรุปจากข้อสังเกตเฉพาะไปสู่กฎสากล แล้วย้อนกลับมาอีกครั้ง จากกฎสากลไปสู่การทำนายสิ่งเฉพาะ โกรสเซเตสท์เรียกสิ่งนี้ว่า "การแยกส่วนและการประกอบ" นอกจากนี้ โกรสเซเตสท์ยังกล่าวว่าทั้งสองเส้นทางควรได้รับการตรวจสอบผ่านการทดลองเพื่อตรวจสอบหลักการ^{[ 47 ]}

แม้ว่าโรเจอร์ เบคอนจะไม่ใช่นักวิทยาศาสตร์และไม่ได้ทำการทดลองด้วยตนเอง แต่เขาเป็นนักเขียนที่ยอดเยี่ยมซึ่งผลงานของเขาส่งเสริมแนวคิดเหล่านั้น^{[ 48 ] : 48–49} ประมาณปี 1256 เขาเข้าร่วมคณะฟรานซิสกันและอยู่ภายใต้กฎของคณะฟรานซิสกันที่ห้ามไม่ให้ภิกษุตีพิมพ์หนังสือหรือจุลสารโดยไม่ได้รับการอนุมัติเป็นพิเศษ หลังจากที่สมเด็จพระสันตะปาปาเคลเมนต์ที่ 4 ขึ้น ครองราชย์ ในปี 1265 สมเด็จพระสันตะปาปาได้มอบหมายให้เบคอนเขียนเกี่ยวกับเรื่องวิทยาศาสตร์เป็นพิเศษ ภายในสิบแปดเดือนเขาเขียนตำราขนาดใหญ่สามเล่มเสร็จสมบูรณ์ ได้แก่Opus Majus , Opus MinusและOpus Tertiumซึ่งเขาส่งไปยังสมเด็จพระสันตะปาปา^{[ 49 ]}วิลเลียม เวเวลล์เรียกOpus Majusว่าเป็นทั้งสารานุกรมและออร์กาโนนแห่งศตวรรษที่ 13 ^{[ 50 ]}

• ส่วนที่ 1 (หน้า 1–22) กล่าวถึงสาเหตุสี่ประการของความผิดพลาด ได้แก่ อำนาจ ประเพณี ความคิดเห็นของคนจำนวนมากที่ไม่เชี่ยวชาญ และการปกปิดความไม่รู้ที่แท้จริงด้วยการแสร้งทำเป็นมีความรู้
• ส่วนที่ 6 (หน้า 445–477) กล่าวถึงวิทยาศาสตร์เชิงทดลองซึ่งเป็นหัวใจสำคัญของวิทยาศาสตร์ วิธีการแสวงหาความรู้มีสองวิธี คือ วิธีโดยการให้เหตุผล และวิธีโดยประสบการณ์ การให้เหตุผลเพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอ อาจช่วยตัดสินคำถามได้ แต่ไม่ให้ความพึงพอใจหรือความแน่นอนแก่จิตใจ จิตใจจะเชื่อมั่นได้ก็ต่อเมื่อได้ตรวจสอบโดยตรงหรือได้สัญชาตญาณ ซึ่งเป็นสิ่งที่ประสบการณ์มอบให้
• วิทยาศาสตร์เชิงทดลอง ซึ่งในOpus Tertium (หน้า 46) แยกแยะออกจากวิทยาศาสตร์เชิงทฤษฎีและศิลปะการปฏิบัติ กล่าวกันว่ามีสิทธิพิเศษที่ยิ่งใหญ่สามประการเหนือวิทยาศาสตร์ทั้งหมด:
  1. เป็นการตรวจสอบข้อสรุปของพวกเขาด้วยการทดลองโดยตรง
  2. มันค้นพบความจริงที่พวกเขาไม่สามารถเข้าถึงได้
  3. มันสำรวจความลับของธรรมชาติ และเปิดเผยความรู้เกี่ยวกับอดีตและอนาคตให้แก่เรา
• โรเจอร์ เบคอน สาธิตวิธีการของเขาโดยการตรวจสอบธรรมชาติและสาเหตุของการเกิดรุ้งกินน้ำซึ่งเป็นตัวอย่างของการวิจัยแบบอุปนัย^{[ 51 ]}

แนวคิดของอริสโตเติลกลายเป็นกรอบสำหรับการถกเถียงเชิงวิพากษ์ โดยเริ่มจากการนำตำราของอริสโตเติลมาบรรจุไว้ในหลักสูตรมหาวิทยาลัยในช่วงครึ่งแรกของศตวรรษที่ 13 ^{[ 52 ]}ความสำเร็จของนักเทววิทยาในยุคกลางในการประสานปรัชญาของอริสโตเติลกับเทววิทยาของคริสเตียนก็มีส่วนช่วยในเรื่องนี้เช่นกัน ในสาขาวิทยาศาสตร์ นักปรัชญาในยุคกลางไม่กลัวที่จะไม่เห็นด้วยกับอริสโตเติลในประเด็นเฉพาะหลายประเด็น แม้ว่าความไม่เห็นด้วยของพวกเขาจะถูกกล่าวถึงในภาษาของปรัชญาอริสโตเติลก็ตาม นักปรัชญาธรรมชาติในยุคกลางทุกคนเป็นอริสโตเตเลียน แต่ "อริสโตเตเลียนนิยม" ได้กลายเป็นแนวคิดที่ค่อนข้างกว้างและยืดหยุ่น เมื่อสิ้นสุดยุคกลาง การปฏิเสธ ประเพณีในยุคกลางของยุคฟื้นฟูศิลปวิทยาควบคู่ไปกับความเคารพอย่างยิ่งต่อแหล่งข้อมูลคลาสสิก นำไปสู่การฟื้นฟูประเพณีปรัชญาโบราณอื่นๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งคำสอนของเพลโต^{[ 53 ]} ในศตวรรษที่ 17 ผู้ที่ยึดมั่นในคำสอนของอริสโตเติลอย่างเคร่งครัดต้องเผชิญกับแนวทางที่แข่งขันกันหลายแนวทางเกี่ยวกับธรรมชาติ^{[ 54 ]}

การค้นพบทวีปอเมริกาในช่วงปลายศตวรรษที่ 15 แสดงให้เห็นแก่นักวิชาการของยุโรปว่า สามารถค้นพบสิ่งใหม่ๆ ได้นอกเหนือจากผลงานที่เป็นที่ยอมรับของอริสโตเติล พลินี กาเลน และนักเขียนโบราณคนอื่นๆ

กาเลนแห่งเปอร์กามอน (ค.ศ. 129 – ประมาณค.ศ. 200) ได้ศึกษาจากสี่สำนักคิดในสมัยโบราณ ได้แก่สำนักเพลโตสำนักอริสโตเติลสำนักสโตอิกและ สำนัก เอพิคิวเรียน และที่เมืองอเล็กซานเดรีย ซึ่งเป็นศูนย์กลางการแพทย์ในสมัยนั้น ในหนังสือ Methodus Medendi ของเขา กาเลนได้สังเคราะห์สำนักคิดทางการแพทย์ทั้งแบบเชิงประจักษ์และแบบเชิงหลักการเข้าด้วยกันเป็นวิธีการของตนเอง ซึ่งได้รับการสืบทอดโดยนักวิชาการชาวอาหรับ หลังจากที่การแปลจากภาษาอาหรับถูกวิพากษ์วิจารณ์อย่างหนัก ก็เกิดกระแสต่อต้านและเกิดความต้องการในยุโรปให้มีการแปลตำราทางการแพทย์ของกาเลนจากภาษากรีกดั้งเดิม วิธีการของกาเลนจึงได้รับความนิยมอย่างมากในยุโรปโทมัส ลินาเครอาจารย์ของอีราสมัส จึงแปลMethodus Medendiจากภาษากรีกเป็นภาษาละตินเพื่อเผยแพร่ในวงกว้างขึ้นในปี 1519 ^{[ 55 ]}ลิมบริค 1988 ตั้งข้อสังเกตว่ามีการจัดพิมพ์ แปล และอธิบายเกี่ยวกับกาเลนถึง 630 ฉบับในยุโรปในศตวรรษที่ 16 ซึ่งในที่สุดก็แซงหน้าการแพทย์ของชาวอาหรับในยุโรป และถึงจุดสูงสุดในปี 1560 ในช่วงเวลาของการปฏิวัติวิทยาศาสตร์^{[ 56 ]}

ในช่วงปลายศตวรรษที่ 15 แพทย์และนักวิชาการNiccolò Leonicenoพบข้อผิดพลาดในหนังสือ Natural HistoryของPlinyในฐานะแพทย์ Leoniceno กังวลเกี่ยวกับข้อผิดพลาดทางพฤกษศาสตร์เหล่านี้ที่อาจแพร่กระจายไปยังตำรา ยา ^{[ 57 ]}เพื่อแก้ไขปัญหานี้ จึงมีการจัดตั้งสวนพฤกษศาสตร์ขึ้นที่Orto botanico di Padova มหาวิทยาลัยปาดัว (ใช้สำหรับการเรียนการสอนตั้งแต่ปี 1546) เพื่อให้นักศึกษาแพทย์สามารถเข้าถึงพืชในตำรายาได้ด้วยตนเอง สวนสอนการแพทย์ในยุคเรเนสซองส์อื่นๆ ก็ได้รับการจัดตั้งขึ้น เช่นกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งโดยแพทย์Leonhart Fuchsหนึ่งในผู้ก่อตั้งพฤกษศาสตร์^{[ 58 ]}

งานพิมพ์ชิ้นแรกที่อุทิศให้กับแนวคิดเรื่องวิธีการคือ Jodocus Willichius, De methodo omnium artium et disciplinarum informanda opusculum (1550) บทความให้ข้อมูลเกี่ยวกับวิธีการศิลปะและวินัยทั้งหมด (1550) ^{[ 59 ]}

ในปี ค.ศ. 1562 หนังสือ "เค้าโครงของลัทธิไพร์โรนิสม์"โดยเซกซ์ตุส เอมพิริคัส (ประมาณ ค.ศ. 160–210) นักปรัชญาลัทธิ ไพ ร์โรนิส ม์โบราณ ได้รับการตีพิมพ์เป็นภาษาละติน (แปลจากภาษากรีก) ซึ่งทำให้ ข้อโต้แย้งของลัทธิสงสัยนิยมแบบคลาสสิกเข้าสู่กระแสหลักของยุโรปอย่างรวดเร็ว ข้อโต้แย้งเหล่านี้ได้สร้างความท้าทายที่ดูเหมือนจะเอาชนะไม่ได้ต่อความเป็นไปได้ของ ความรู้ ที่ แน่นอน

ฟราน ซิสโก ซานเชส นักปรัชญาและแพทย์ผู้สงสัยได้รับการชี้นำจากการฝึกอบรมทางการแพทย์ของเขาที่กรุงโรม ระหว่างปี 1571–73 ให้ค้นหาวิธีการรู้ที่แท้จริง ( modus sciendi ) เนื่องจากไม่มีสิ่งใดที่ชัดเจนสามารถรู้ได้ด้วยวิธีการของอริสโตเติลและผู้ติดตามของเขา^{[ 60 ]} — ตัวอย่างเช่น 1) ตรรกบทล้มเหลวเมื่อใช้เหตุผลแบบวนซ้ำ 2) ตรรกบทเชิงโมดอลของอริสโตเติลไม่ได้ระบุไว้อย่างชัดเจนเพียงพอสำหรับการใช้งานในยุคกลาง และยังคงเป็นปัญหาการวิจัยจนถึงทุกวันนี้^{[ 61 ]} ตาม วิธีการแพทย์ของกาเลนซานเชสได้ระบุวิธีการตัดสินและประสบการณ์ ซึ่งมีข้อบกพร่องหากอยู่ในมือที่ไม่ถูกต้อง^{[ 62 ]}และเราก็เหลือเพียงคำกล่าวที่สิ้นหวังว่า ไม่มีอะไรเป็นที่รู้ (1581 ในภาษาละตินQuod Nihil Scitur ) เรเน่ เดส์การ์ตส์ ได้หยิบยกความท้าทายนี้ขึ้นมาในรุ่นต่อมา (ค.ศ. 1637) แต่ซานเชสได้เตือนเราว่า อย่างน้อยที่สุด เราควรละเว้นจากวิธีการ สรุป และคำอธิบายเกี่ยวกับอริสโตเติล หากเราแสวงหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์ ในเรื่องนี้ ฟรานซิส เบคอน ก็มีความคิดเห็นคล้ายคลึงกัน โดยเบคอนได้รับอิทธิพลจากมองแตญ นักปรัชญาผู้มีชื่อเสียงอีกคนหนึ่งในกลุ่มผู้สงสัยนิยม ซานเชสยังอ้างถึงฆ วนหลุยส์ วิเวสนักมนุษยนิยมผู้แสวงหาระบบการศึกษาที่ดีกว่า รวมถึงการประกาศสิทธิมนุษยชนเพื่อเป็นหนทางในการปรับปรุงชีวิตของคนยากจน

"ซานเชสพัฒนาแนวคิดเชิงสงสัยของเขาโดยอาศัยการวิพากษ์วิจารณ์ทางปัญญาต่อปรัชญาของอริสโตเติล มากกว่าการอ้างอิงถึงประวัติศาสตร์ของความโง่เขลาของมนุษย์และความหลากหลายและความขัดแย้งของทฤษฎีต่างๆ ก่อนหน้านี้" — ป็อปคิน 1979หน้า 37 อ้างอิงโดยซานเชส ลิมบริค และทอมสัน 1988หน้า 24–25

“เพื่อทำงานเถิด และหากท่านรู้สิ่งใด โปรดสอนข้าพเจ้าด้วย ข้าพเจ้าจะรู้สึกขอบคุณท่านอย่างยิ่ง ในระหว่างนี้ ขณะที่ข้าพเจ้าเตรียมที่จะตรวจสอบสิ่งต่างๆข้าพเจ้าจะตั้งคำถามว่าสิ่งใดเป็นที่รู้จัก หรือ ไม่ และถ้าเป็นเช่นนั้น จะรู้ได้อย่างไร ในบทนำของหนังสืออีกเล่มหนึ่ง^{[ 63 ]}ซึ่งเป็นหนังสือที่ข้าพเจ้าจะอธิบายเท่าที่ความอ่อนแอของมนุษย์จะอนุญาต^{[ 64 ]}วิธีการรู้ลาก่อน”

สิ่งที่สอนนั้นจะมีพลังก็ต่อเมื่อมาจากผู้ที่ได้รับการสอนเท่านั้น

อะไร?" — Francisco Sanches (1581) Quod Nihil Sciturหน้า 100 ^{[ 65 ]}

ข้อโต้แย้ง " ฉัน คิดเอง " อันโด่งดังของ เดส์การ์ตส์เป็นความพยายามที่จะเอาชนะความสงสัยและสร้างรากฐานใหม่สำหรับความแน่นอน แต่บรรดานักคิดคนอื่นๆ ตอบโต้ด้วยการปรับเปลี่ยนความหมายของการแสวงหาความรู้ โดยเฉพาะความรู้ทางกายภาพ

ดูประวัติศาสตร์ดาราศาสตร์ § ยุโรปยุคฟื้นฟูศิลปวิทยาและยุคต้นสมัยใหม่ , กฎการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ของเคปเลอร์และประวัติศาสตร์ทัศนศาสตร์ § ยุโรปยุคฟื้นฟูศิลปวิทยาและยุคต้นสมัยใหม่

วิทยาศาสตร์สมัยใหม่แขนงแรกที่ผู้ปฏิบัติงานพร้อมที่จะแก้ไขหรือปฏิเสธความเชื่อที่ยึดถือกันมานานตามหลักฐานใหม่คือดาราศาสตร์ และไทโค บราเฮคือนักดาราศาสตร์สมัยใหม่คนแรกดูที่ เครื่องวัด มุม (Sextant ) ทางด้านขวา สังเกตการลดทอนแผนภาพทางเรขาคณิตลงสู่การใช้งานจริงอย่างชัดเจน (วัตถุจริงที่มีความยาวและมุมจริง)

ในปี ค.ศ. 1572 ไทโคสังเกตเห็นดาวดวงใหม่ที่สว่างกว่าดาวหรือดาวเคราะห์ดวงใดๆ ด้วยความประหลาดใจที่พบดาวดวงนี้ซึ่งไม่ควรมีอยู่ตรงนั้นและได้รับการสนับสนุนจากพระเจ้าฟรีดริชที่ 2แห่งเดนมาร์ก ไทโคจึงสร้าง หอดูดาว อูรานิบอร์กด้วยค่าใช้จ่ายมหาศาล ตลอดระยะเวลาสิบห้าปี (ค.ศ. 1576–1591) ไทโคและผู้ช่วยกว่าสามสิบคนได้บันทึกตำแหน่งของดาว ดาวเคราะห์ และวัตถุท้องฟ้าอื่นๆ ที่อูรานิบอร์กด้วยความแม่นยำอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน ในปี ค.ศ. 1600 ไทโคได้ว่าจ้างโยฮันเนส เคปเลอร์ให้ช่วยวิเคราะห์และเผยแพร่การสังเกตการณ์ของเขา ต่อมาเคปเลอร์ได้ใช้การสังเกตการณ์การเคลื่อนที่ของดาวอังคารของไทโคเพื่อสรุปกฎการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ซึ่งต่อมาได้อธิบายในแง่ของกฎแรงโน้มถ่วงสากลของนิวตัน^{[ 66 ] [ 67 ]}

นอกจากบทบาทเฉพาะของไทโคในการพัฒนาความรู้ทางดาราศาสตร์แล้ว การที่ไทโคพยายามอย่างแน่วแน่ที่จะวัดค่าให้แม่นยำยิ่งขึ้นนั้น ยังมีอิทธิพลอย่างมากในการสร้างวัฒนธรรมวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ ซึ่งทฤษฎีและหลักฐานนั้นเชื่อมโยงกันอย่างแยกไม่ออกดูภาพเครื่องวัดมุม (Sextant ) ทางด้านขวา

ภายในปี ค.ศ. 1723 หน่วยวัด มาตรฐาน ได้แพร่หลายไปถึง§ มวลและความยาวของโลก^{[ d ]}

"หากคนเราเริ่มต้นด้วยความมั่นใจ เขาจะจบลงด้วยความสงสัย แต่หากเขาพอใจที่จะเริ่มต้นด้วยความสงสัย เขาจะจบลงด้วยความมั่นใจ" — ฟรานซิส เบคอน (1605) ความก้าวหน้าแห่งการเรียนรู้เล่ม 1 บทที่ 5 ข้อ 8

ฟรานซิส เบคอน (1561–1626) เข้าศึกษาที่วิทยาลัยทรินิตี้ เคมบริดจ์ในเดือนเมษายน ค.ศ. 1573 ซึ่งเขาได้ตั้งใจศึกษาศาสตร์ต่างๆ ที่สอนกันในเวลานั้นอย่างขยันขันแข็ง และได้ข้อสรุปว่าวิธีการที่ใช้และผลลัพธ์ที่ได้นั้นล้วนผิดพลาด เขาเรียนรู้ที่จะดูหมิ่นปรัชญาอริสโตเติลที่แพร่หลายในขณะนั้น เขาเชื่อว่าปรัชญาจะต้องได้รับการสอนให้เข้าใจจุดประสงค์ที่แท้จริง และเพื่อจุดประสงค์นี้จะต้องคิดค้นวิธีการใหม่ ด้วยแนวคิดนี้ในใจ เบคอนจึงออกจากมหาวิทยาลัย^{[ 51 ]}

เบคอนพยายามอธิบายกระบวนการที่เป็นเหตุเป็นผลในการสร้างความสัมพันธ์เชิงสาเหตุระหว่างปรากฏการณ์ต่างๆ โดยอาศัยการอุปมาน อย่างไรก็ตาม การอุปมานของเบคอนแตกต่างอย่างสิ้นเชิงจากที่นักปรัชญาอริสโตเติลใช้ ดังที่เบคอนกล่าวไว้ว่า

ต้องคิดค้นวิธีการอุปนัยรูปแบบใหม่ที่แตกต่างจากที่เคยใช้มา และต้องใช้เพื่อพิสูจน์และค้นพบไม่เพียงแต่หลักการพื้นฐาน (ตามที่เรียกกัน) เท่านั้น แต่ยังรวมถึงสัจพจน์ย่อย สัจพจน์ระดับกลาง และสัจพจน์ทั้งหมดด้วย เพราะการอุปนัยที่ดำเนินไปโดยการแจงนับอย่างง่ายนั้นเป็นเรื่องไร้สาระ — Novum Organumหมวด CV

วิธีการของเบคอนอาศัยประวัติการ ทดลอง เพื่อกำจัดทฤษฎีทางเลือก^{[ 69 ]}เบคอนอธิบายวิธีการของเขาในหนังสือNovum Organum (ตีพิมพ์ในปี 1620) ในตัวอย่างที่เขายกมาเกี่ยวกับการตรวจสอบธรรมชาติของความร้อน เบคอนสร้างตารางสองตาราง ตารางแรกที่เขาตั้งชื่อว่า "ตารางสาระสำคัญและการปรากฏ" ซึ่งระบุสถานการณ์ต่างๆ มากมายที่เราพบความร้อน ในตารางอีกตารางหนึ่งซึ่งมีชื่อว่า "ตารางความเบี่ยงเบน หรือการไม่มีอยู่ในบริเวณใกล้เคียง" เขาระบุสถานการณ์ที่คล้ายคลึงกับสถานการณ์ในตารางแรก ยกเว้นการไม่มีความร้อน จากการวิเคราะห์สิ่งที่เขาเรียกว่าธรรมชาติ (เปล่งแสง หนัก มีสี ฯลฯ) ของรายการในรายการเหล่านี้ เราจึงได้ข้อสรุปเกี่ยวกับรูปแบบธรรมชาติหรือสาเหตุของความร้อน ธรรมชาติที่ปรากฏอยู่ในตารางแรกเสมอ แต่ไม่เคยปรากฏในตารางที่สอง ถือว่าเป็นสาเหตุของความร้อน

การทดลองมีบทบาทในกระบวนการนี้สองด้าน ด้านแรกคือ งานที่หนักที่สุดของนักวิทยาศาสตร์คือการรวบรวมข้อเท็จจริงหรือ "ประวัติ" ที่จำเป็นในการสร้างตารางแสดงการปรากฏและการไม่ปรากฏ ประวัติเหล่านี้จะบันทึกความรู้ทั่วไปและผลการทดลองผสมกัน ด้านที่สองคือการทดลองเกี่ยวกับแสงหรือที่เราอาจเรียกว่าการทดลองที่สำคัญจะมีความจำเป็นในการแก้ไขความคลุมเครือที่เหลืออยู่เกี่ยวกับสาเหตุต่างๆ

เบคอนแสดงให้เห็นถึงความมุ่งมั่นที่ไม่ประนีประนอมในการทดลองถึงกระนั้น เขาก็ไม่ได้ค้นพบทางวิทยาศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่ใดๆ ในช่วงชีวิตของเขา นี่อาจเป็นเพราะเขาไม่ใช่ผู้ทดลองที่เก่งที่สุด^{[ 70 ]}หรืออาจเป็นเพราะการตั้งสมมติฐานมีบทบาทเพียงเล็กน้อยในวิธีการของเบคอนเมื่อเทียบกับวิทยาศาสตร์สมัยใหม่^{[ 71 ]}ในวิธีการของเบคอน สมมติฐานควรจะเกิดขึ้นระหว่างกระบวนการสืบสวน โดยอาศัยคณิตศาสตร์และตรรกะ เบคอนให้ความสำคัญกับคณิตศาสตร์ในระดับหนึ่งแต่เป็นรอง “ซึ่งควรจะให้ความชัดเจนแก่ปรัชญาธรรมชาติเท่านั้น ไม่ใช่สร้างหรือให้กำเนิดมัน” ( Novum Organum XCVI ) การเน้นย้ำมากเกินไปในการให้เหตุผลเชิงสัจพจน์ทำให้ปรัชญาที่ไม่ใช่เชิงประจักษ์ก่อนหน้านี้ไร้ประสิทธิภาพ ในมุมมองของเบคอน ซึ่งแสดงออกในNovum Organum ของเขา :

19. มีและจะมีเพียงสองหนทางในการค้นหาและค้นพบความจริง หนทางแรกเริ่มต้นจากประสาทสัมผัสและสิ่งเฉพาะเจาะจงไปสู่หลักการพื้นฐานทั่วไปที่สุด และจากหลักการเหล่านี้ ซึ่งถือว่าความจริงนั้นมั่นคงและไม่เปลี่ยนแปลงแล้ว จึงดำเนินการตัดสินและค้นพบหลักการพื้นฐานระดับกลาง และหนทางนี้กำลังเป็นที่นิยมในปัจจุบัน ส่วนหนทางที่สองนั้นได้มาซึ่งหลักการพื้นฐานจากประสาทสัมผัสและสิ่งเฉพาะเจาะจง โดยค่อยๆ ไต่ระดับขึ้นไปอย่างต่อเนื่อง จนกระทั่งไปถึงหลักการพื้นฐานทั่วไปที่สุดในท้ายที่สุด นี่คือหนทางที่แท้จริง แต่ยังไม่มีใครเคยลองใช้มาก่อน

ในนวนิยายยูโทเปีย ของเบคอน เรื่องThe New Atlantisบทบาทสำคัญที่สุดตกอยู่กับการให้เหตุผลแบบอุปมาน:

สุดท้ายนี้ เรามีสามสิ่งที่จะยกระดับการค้นพบก่อนหน้านี้จากการทดลองไปสู่การสังเกต หลักการ และสุภาษิตที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้น สิ่งเหล่านี้เราเรียกว่า ผู้ตีความธรรมชาติ

ในปี ค.ศ. 1619 เรเน่ เดส์การ์ตส์เริ่มเขียนตำราสำคัญเล่มแรกของเขาเกี่ยวกับการคิดเชิงวิทยาศาสตร์และปรัชญาที่ถูกต้อง ซึ่งก็คือกฎแห่งการชี้นำจิตใจ (Rules for the Direction of the Mind ) ซึ่งเขียนไม่เสร็จ จุดมุ่งหมายของเขาคือการสร้างวิทยาศาสตร์ที่สมบูรณ์ ซึ่งเขาหวังว่าจะโค่นล้มระบบของอริสโตเติลและสถาปนาตนเองเป็นสถาปนิกเพียงผู้เดียว^{[ 72 ]}ของระบบหลักการชี้นำใหม่สำหรับการวิจัยทางวิทยาศาสตร์

งานเขียนนี้ได้รับการสานต่อและอธิบายให้ชัดเจนยิ่งขึ้นในตำรา " บทความว่าด้วยวิธีการ" (Discourse on Method) ที่เขียนในปี ค.ศ. 1637 และใน " การใคร่ครวญ" (Meditations) ที่เขียนในปี ค.ศ. 1641 เดส์การ์ตส์บรรยายถึงการทดลองทางความคิดที่น่าสนใจและมีระเบียบวินัยที่เขาใช้เพื่อนำไปสู่แนวคิดที่เรามักนึกถึงเขาในทันที นั่นคือ " ฉันคิด ฉันจึงมีอยู่ "

จากความคิดพื้นฐานนี้ เดส์การ์ตส์พบหลักฐานการมีอยู่ของพระเจ้าผู้ทรงครอบครองความสมบูรณ์แบบทุกประการ และจะไม่หลอกลวงเขา ตราบใดที่เขาตั้งใจแน่วแน่ว่า "[...] จะไม่ยอมรับสิ่งใดว่าเป็นความจริงหากฉันไม่รู้แน่ชัดว่าเป็นเช่นนั้น กล่าวคือ หลีกเลี่ยงความใจร้อนและอคติอย่างระมัดระวัง และจะไม่พิจารณาสิ่งใดมากไปกว่าสิ่งที่ปรากฏต่อจิตใจของฉันอย่างชัดเจนและเด่นชัดจนตัดความเป็นไปได้ของความสงสัยเชิงวิธีการออกไปได้" ^{[ 73 ]}

กฎนี้อนุญาตให้เดส์การ์ตส์ก้าวข้ามความคิดของตนเองและตัดสินว่ามีสิ่งที่ขยายออกไปนอกเหนือจากความคิดของเขาเอง เดส์การ์ตส์ตีพิมพ์ข้อโต้แย้งเจ็ดชุดต่อหนังสือMeditationsจากแหล่งต่างๆ^{[ 74 ]}พร้อมกับคำตอบของเขาต่อข้อโต้แย้งเหล่านั้น แม้ว่าเขาจะดูเหมือนละทิ้งระบบของอริสโตเติล แต่นักวิจารณ์จำนวนหนึ่งรู้สึกว่าเดส์การ์ตส์ทำได้เพียงแค่แทนที่ข้อสมมติฐานหลักของอริสโตเติลด้วยข้อสมมติฐานของตนเอง เดส์การ์ตส์กล่าวเช่นนั้นด้วยตนเองในจดหมายที่เขียนในปี 1647 ถึงผู้แปลหนังสือPrinciples of Philosophy

ความรู้ที่สมบูรณ์แบบ [...] จำเป็นต้องอนุมานจากสาเหตุแรก [...] เราต้องพยายามอนุมานความรู้เกี่ยวกับสิ่งต่างๆ ที่ขึ้นอยู่กับหลักการเหล่านี้จากหลักการเหล่านั้น เพื่อไม่ให้มีสิ่งใดในห่วงโซ่การอนุมานทั้งหมดที่ได้มาจากหลักการเหล่านั้นไม่ปรากฏชัดเจน^{[ 75 ]}

และอีกครั้งหนึ่ง เมื่อหลายปีก่อนหน้านั้น ในจดหมายที่เขียนถึงเมอร์เซนน์ เพื่อนและนักวิจารณ์ของเขา ในปี 1638 ได้กล่าวถึงฟิสิกส์ของกาลิเลโอไว้ ว่า

โดยไม่ได้พิจารณาสาเหตุแรกของธรรมชาติ [กาลิเลโอ] ได้มองหาเพียงคำอธิบายของผลกระทบเฉพาะบางประการเท่านั้น และด้วยเหตุนี้เขาจึงสร้างโดยปราศจากรากฐาน^{[ 76 ]}

ในขณะที่อริสโตเติลอ้างว่าได้มาซึ่งหลักการแรกของเขาโดยการเหนี่ยวนำ เดส์การ์ตเชื่อว่าเขาสามารถได้มาซึ่งหลักการเหล่านั้นโดยใช้เหตุผลเท่านั้น ในแง่นี้ เขาเป็นนักปรัชญาเพลโต เพราะเขาเชื่อในความคิดที่มีมาแต่กำเนิด ตรงข้ามกับแนวคิดกระดานเปล่า ( tabula rasa ) ของอริสโตเติล และกล่าวว่าเมล็ดพันธุ์แห่งวิทยาศาสตร์นั้นอยู่ภายในตัวเรา^{[ 77 ]}

แตกต่างจากเบคอน เดส์การ์ตประสบความสำเร็จในการนำแนวคิดของตนไปประยุกต์ใช้ในทางปฏิบัติ เขาได้สร้างคุณูปการอย่างมากต่อวิทยาศาสตร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านเลนส์แก้ไขความคลาดเคลื่อน งานของเขาในด้านเรขาคณิตวิเคราะห์เป็นพื้นฐานที่จำเป็นสำหรับแคลคูลัสเชิงอนุพันธ์และเป็นเครื่องมือสำคัญในการนำการวิเคราะห์ทางคณิตศาสตร์มาประยุกต์ใช้กับเรื่องทางวิทยาศาสตร์

ในช่วงเวลาของการอนุรักษ์นิยมทางศาสนาที่เกิดจากการปฏิรูปศาสนาและการต่อต้านการปฏิรูปศาสนากาลิเลโอ กาลิเลอีได้เปิดเผยวิทยาศาสตร์การเคลื่อนที่ใหม่ของเขา ทั้งเนื้อหาวิทยาศาสตร์ของกาลิเลโอและวิธีการศึกษาที่เขาเลือกนั้นไม่สอดคล้องกับคำสอนของอริสโตเติล ในขณะที่อริสโตเติลคิดว่าวิทยาศาสตร์ควรได้รับการพิสูจน์จากหลักการพื้นฐาน กาลิเลโอกลับใช้การทดลองเป็นเครื่องมือในการวิจัย อย่างไรก็ตาม กาลิเลโอได้นำเสนอตำราของเขาในรูปแบบของการพิสูจน์ทางคณิตศาสตร์โดยไม่กล่าวถึงผลการทดลอง สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่านี่เป็นขั้นตอนที่กล้าหาญและสร้างสรรค์ในแง่ของวิธีการทางวิทยาศาสตร์ ประโยชน์ของคณิตศาสตร์ในการได้มาซึ่งผลลัพธ์ทางวิทยาศาสตร์นั้นไม่ชัดเจนนัก^{[ 78 ]}เนื่องจากคณิตศาสตร์ไม่ได้เอื้อต่อการแสวงหาหลักของวิทยาศาสตร์แบบอริสโตเติล นั่นคือการค้นพบสาเหตุ

ไม่เป็นที่ทราบแน่ชัดว่าเป็นเพราะกาลิเลโอมีความเข้าใจความเป็นจริงเกี่ยวกับความเหมาะสมของการนำเสนอผลการทดลองเป็นหลักฐาน หรือเพราะตัวเขาเองมีข้อสงสัยเกี่ยวกับ สถานะ ทางญาณวิทยา ของผลการทดลอง อย่างไรก็ตาม การอ้างอิงถึงการทดลองนั้นไม่ได้พบในตำรา ภาษาละตินว่าด้วยการเคลื่อนที่ของเขา แต่พบในบทสนทนาเสริมที่เขาเขียนเป็นภาษาอิตาลี ในบทสนทนาเหล่านี้มีการนำเสนอผลการทดลอง แม้ว่ากาลิเลโออาจพบว่าผลเหล่านั้นไม่เพียงพอที่จะโน้มน้าวใจผู้ฟังการทดลองทางความคิดที่แสดงให้เห็นถึงความขัดแย้งเชิงตรรกะในความคิดแบบอริสโตเติล ซึ่งนำเสนอด้วยวาทศิลป์อันชาญฉลาดของบทสนทนาของกาลิเลโอ เป็นสิ่งดึงดูดใจผู้อ่านมากยิ่งขึ้น

ยกตัวอย่างเช่น ในบทสนทนาเชิงละครชื่อ " วันที่สาม"จากหนังสือ"วิทยาศาสตร์ใหม่สองอย่าง"ของกาลิเลโอ ตัวละครในบทสนทนาได้อภิปรายเกี่ยวกับการทดลองที่เกี่ยวข้องกับวัตถุสองชิ้นที่ตกลงมาอย่างอิสระซึ่งมีน้ำหนักต่างกัน ตัวละครซิมพลิซิโอได้เสนอเค้าโครงมุมมองของอริสโตเติล สำหรับการทดลองนี้ เขาคาดหวังว่า "วัตถุที่มีน้ำหนักมากกว่าอีกวัตถุหนึ่งสิบเท่า จะเคลื่อนที่เร็วกว่าอีกวัตถุหนึ่งสิบเท่า" ตัวละครซัลเวียติ ซึ่งเป็นตัวแทนของบุคลิกของกาลิเลโอในบทสนทนา ตอบกลับโดยแสดงความสงสัยว่าอริสโตเติลเคยทำการทดลองนี้จริงหรือไม่ จากนั้นซัลเวียติขอให้ตัวละครอีกสองตัวในบทสนทนาพิจารณาการทดลองทางความคิดโดยการนำหินสองก้อนที่มีน้ำหนักต่างกันมาผูกเข้าด้วยกันก่อนปล่อย ตามแนวคิดของอริสโตเติล ซัลเวียติให้เหตุผลว่า "ก้อนที่เคลื่อนที่เร็วกว่าจะถูกชะลอลงบางส่วนโดยก้อนที่เคลื่อนที่ช้ากว่า และก้อนที่เคลื่อนที่ช้ากว่าจะถูกเร่งความเร็วขึ้นบ้างโดยก้อนที่เคลื่อนที่เร็วกว่า" แต่สิ่งนี้กลับนำไปสู่ความขัดแย้ง เนื่องจากหินสองก้อนรวมกันแล้วมีน้ำหนักมากกว่าหินแต่ละก้อนแยกกัน ดังนั้นวัตถุที่มีน้ำหนักมากกว่าจึงควรตกลงมาด้วยความเร็วที่มากกว่าหินแต่ละก้อนแยกกัน จากความขัดแย้งนี้ ซัลวิอาติจึงสรุปว่าอริสโตเติลต้องผิด และวัตถุจะตกลงมาด้วยความเร็วเท่ากันโดยไม่คำนึงถึงน้ำหนัก ซึ่งเป็นข้อสรุปที่ได้รับการยืนยันจากการทดลอง

ในการสำรวจพัฒนาการในการสะสมความรู้สมัยใหม่ในปี 1991 ของเขา ชาร์ลส์ แวน โดเรน^{[ 79 ]}พิจารณาว่าการปฏิวัติโคเปอร์นิคัสเป็นการปฏิวัติแบบกาลิเลโอ-คาร์เทเซียน (เรเน่ เดส์การ์ต) หรือเรียกง่ายๆ ว่าการปฏิวัติแบบกาลิเลโอ เนื่องจากความกล้าหาญและความลึกซึ้งของการเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากงานของกาลิเลโอ

ทั้งเบคอนและเดส์การ์ตต่างต้องการวางรากฐานที่มั่นคงให้กับความคิดทางวิทยาศาสตร์ โดยหลีกเลี่ยงการหลอกลวงของจิตใจและประสาทสัมผัส เบคอนมองว่ารากฐานนั้นเป็นสิ่งที่เป็นรูปธรรม ในขณะที่เดส์การ์ตวางรากฐานทางอภิปรัชญาให้กับความรู้ หากมีข้อสงสัยใด ๆ เกี่ยวกับทิศทางการพัฒนาของวิธีการทางวิทยาศาสตร์ ข้อสงสัยเหล่านั้นก็หมดไปเมื่อได้เห็นความสำเร็จของไอแซค นิวตัน โดยปริยาย แล้ว นิวตันปฏิเสธการเน้นย้ำเรื่องเหตุผลนิยม ของเดส์การ์ต และ หันมาใช้แนวทางเชิงประจักษ์ของเบคอนแทน โดยเขาได้ร่าง "กฎแห่งการให้เหตุผล" สี่ข้อไว้ในหนังสือ Principia

1. เราไม่ควรยอมรับสาเหตุของปรากฏการณ์ทางธรรมชาติมากไปกว่าสาเหตุที่ถูกต้องและเพียงพอที่จะอธิบายปรากฏการณ์เหล่านั้นได้
2. ดังนั้น สำหรับปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่คล้ายคลึงกัน เราจึงต้องกำหนดสาเหตุเดียวกันให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้
3. คุณสมบัติของสสาร ซึ่งไม่สามารถจำแนกได้ทั้งในแง่ของความเข้มข้นหรือการลดทอน และซึ่งพบว่ามีอยู่ในสสารทุกชนิดที่อยู่ในขอบเขตของการทดลองของเรา ถือได้ว่าเป็นคุณสมบัติสากลของสสารทุกชนิด
4. ในปรัชญาเชิงทดลอง เราต้องพิจารณาข้อเสนอที่รวบรวมโดยการเหนี่ยวนำทั่วไปจากปรากฏการณ์ต่างๆ ว่าถูกต้องแม่นยำหรือเกือบถูกต้อง แม้จะมีสมมติฐานที่ขัดแย้งกันก็ตาม จนกว่าจะมีปรากฏการณ์อื่นๆ เกิดขึ้น ซึ่งอาจทำให้ข้อเสนอเหล่านั้นถูกต้องแม่นยำมากขึ้น หรือมีข้อยกเว้น^{[ 80 ]}

แต่นิวตันยังได้ทิ้งข้อคิดเตือนใจเกี่ยวกับทฤษฎีแห่งทุกสิ่งไว้ ด้วย :

การอธิบายธรรมชาติทั้งหมดเป็นงานที่ยากเกินกว่าที่คนคนเดียวจะทำได้ หรือแม้แต่คนในยุคสมัยเดียวจะทำได้ มันจะดีกว่ามากที่จะทำเพียงเล็กน้อยด้วยความมั่นใจ และปล่อยให้ส่วนที่เหลือเป็นหน้าที่ของคนรุ่นหลัง มากกว่าที่จะอธิบายทุกสิ่งทุกอย่าง^{[ 81 ]}

งานของนิวตันกลายเป็นแบบอย่างที่วิทยาศาสตร์แขนงอื่นพยายามเลียนแบบ และวิธีการอุปนัยของเขาเป็นพื้นฐานของปรัชญาธรรมชาติส่วนใหญ่ในช่วงศตวรรษที่ 18 และต้นศตวรรษที่ 19 ต่อมา วิธีการให้เหตุผลบางอย่างได้รับการจัดระบบโดยวิธีการของมิลล์ (หรือหลักการของมิลล์) ซึ่งเป็นข้อความที่ชัดเจนห้าข้อเกี่ยวกับสิ่งที่สามารถละทิ้งได้และสิ่งที่สามารถเก็บไว้ได้ในขณะที่สร้างสมมติฐานจอร์จ บูลและวิลเลียม สแตนลีย์ เจวอนส์ก็ได้เขียนเกี่ยวกับหลักการของการให้เหตุผลเช่นกัน

ความพยายามที่จะจัดระบบวิธีการทางวิทยาศาสตร์ต้องเผชิญกับ ปัญหาของการอุปมานในช่วงกลางศตวรรษที่ 18 ซึ่ง เป็นสูตรตรรกะ แบบ ปฏิ ฐานนิยมที่กล่าวโดยสรุปว่า ไม่มีสิ่งใดสามารถรู้ได้อย่างแน่นอนนอกจากสิ่งที่สังเกตได้จริง เดวิด ฮิวม์นำแนวคิดประสบการณ์นิยมไปสู่ความสงสัยอย่างสุดขั้ว หนึ่งในข้อโต้แย้งของเขาคือ ไม่มีความจำเป็นทางตรรกะใดๆ ที่อนาคตจะต้องคล้ายคลึงกับอดีต ดังนั้นเราจึงไม่สามารถพิสูจน์ความถูกต้องของการให้เหตุผลแบบอุปมานได้โดยอ้างถึงความสำเร็จในอดีต ข้อโต้แย้งของฮิวม์นั้นเกิดขึ้นหลังจากหลายศตวรรษของการคาดเดาที่มากเกินไปซึ่งไม่ได้ตั้งอยู่บนพื้นฐานของการสังเกตและการทดสอบเชิงประจักษ์ ข้อโต้แย้งที่สงสัยอย่างสุดขั้วหลายข้อของฮิวม์ถูกโต้แย้ง แต่ไม่ได้ถูกหักล้างอย่างเด็ดขาดโดย อิมมานูเอล คานต์ในหนังสือวิจารณ์เหตุผลบริสุทธิ์ (Critique of Pure Reason)ในช่วงปลายศตวรรษที่ 18 ^{[ 82 ]}ข้อโต้แย้งของฮิวม์ยังคงมีอิทธิพลอย่างมากและแน่นอนว่ามีผลต่อจิตสำนึกของชนชั้นผู้มีการศึกษาตลอดช่วงศตวรรษที่ 19 เมื่อข้อโต้แย้งในขณะนั้นกลายเป็นประเด็นสำคัญว่าวิธีการอุปนัยนั้นถูกต้องหรือไม่

Hans Christian Ørsted (Ørsted คือ การสะกด แบบเดนมาร์ก ; Oerstedในภาษาอื่นๆ) (1777–1851) ได้รับอิทธิพลอย่างมากจาก Kant โดยเฉพาะอย่างยิ่งMetaphysische Anfangsgründe der Naturwissenschaft ( รากฐานเชิงอภิปรัชญาของวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ ) ของ Kant ^{[ 83 ]}ส่วนต่อไปนี้เกี่ยวกับ Ørsted สรุปมุมมองทั่วไปในปัจจุบันของเราเกี่ยวกับวิธีการทางวิทยาศาสตร์งานของเขาปรากฏในภาษาเดนมาร์ก เข้าถึงได้ง่ายที่สุดในการบรรยายสาธารณะ ซึ่งเขาได้แปลเป็นภาษาเยอรมัน ฝรั่งเศส อังกฤษ และบางครั้งก็เป็นภาษาละติน แต่บางมุมมองของเขานั้นก้าวไปไกลกว่า Kant:

“เพื่อให้ความรู้เกี่ยวกับธรรมชาติของเราสมบูรณ์ เราต้องเริ่มต้นจากสองขั้ว คือจากประสบการณ์และจากสติปัญญาเอง ... วิธีแรกต้องสรุปด้วยกฎธรรมชาติ ซึ่งได้มาจากประสบการณ์ ในขณะที่วิธีหลังต้องเริ่มต้นด้วยหลักการ และค่อยๆ พัฒนาไปเรื่อยๆ จนมีรายละเอียดมากขึ้นเรื่อยๆ แน่นอนว่า ข้าพเจ้าพูดถึงวิธีการที่ปรากฏในกระบวนการของสติปัญญาของมนุษย์เอง ไม่ใช่แบบที่พบในตำราเรียน ซึ่งกฎธรรมชาติที่ได้มาจากประสบการณ์ที่ตามมานั้นถูกนำมาวางไว้ก่อน เพราะจำเป็นต้องใช้เพื่ออธิบายประสบการณ์ เมื่อนักประสบการณ์นิยมในการถอยกลับไปสู่กฎธรรมชาติทั่วไปพบกับนักอภิปรัชญาในการก้าวหน้า วิทยาศาสตร์ก็จะบรรลุถึงความสมบูรณ์แบบ” ^{[ 84 ]}

^{"การแนะนำฟิสิกส์ทั่วไปครั้ง แรก} " ของ Ørsted (1811) เป็นตัวอย่างขั้นตอนของการสังเกต [ ^{85 ]}สมมติฐาน^{[ 86 ]}การอนุมาน^{[ 87 ]}และการทดลอง ในปี 1805 จากการวิจัยเกี่ยวกับแม่เหล็กไฟฟ้า Ørsted เชื่อว่าไฟฟ้าแพร่กระจายโดยการกระทำแบบคลื่น (เช่น การผันผวน) ในปี 1820 เขารู้สึกมั่นใจในความเชื่อของเขามากพอที่จะตัดสินใจสาธิตในการบรรยายสาธารณะ และในความเป็นจริงได้สังเกตเห็นผลกระทบทางแม่เหล็กเล็กน้อยจากวงจรไฟฟ้ากระแสตรง (เช่น วงจรไฟฟ้ากระแสสลับ) โดย^ไม่ต้องเตรียมการ [ ^{88 ] [ 89 ]}

ในปี ค.ศ. 1831 จอห์น เฮอร์เชล (1792–1871) ได้ตีพิมพ์หนังสือA Preliminary Discourse on the study of Natural Philosophyซึ่งวางหลักการของวิทยาศาสตร์ การวัดและเปรียบเทียบการสังเกตจะถูกนำมาใช้เพื่อค้นหาข้อสรุปทั่วไปใน "กฎเชิงประจักษ์" ซึ่งอธิบายความสม่ำเสมอในปรากฏการณ์ จากนั้นนักปรัชญาธรรมชาติจะต้องทำงานเพื่อเป้าหมายที่สูงขึ้นในการค้นหา "กฎธรรมชาติ" สากลซึ่งอธิบายสาเหตุและผลกระทบที่ก่อให้เกิดความสม่ำเสมอดังกล่าว สมมติฐานเชิงอธิบายจะต้องถูกค้นพบโดยการประเมินสาเหตุที่แท้จริง ("vera causae" ของนิวตัน) ที่ได้มาจากประสบการณ์ ตัวอย่างเช่น หลักฐานของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในอดีตอาจเกิดจากการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของทวีป หรือการเปลี่ยนแปลงวงโคจรของโลก สาเหตุที่เป็นไปได้สามารถอนุมานได้โดยการเปรียบเทียบกับสาเหตุที่ทราบของปรากฏการณ์ที่คล้ายคลึงกัน^{[ 90 ] [ 91 ]}การประเมินความสำคัญของสมมติฐานเป็นสิ่งสำคัญ “ขั้นตอนต่อไปของเราในการตรวจสอบการเหนี่ยวนำจึงต้องประกอบด้วยการขยายการประยุกต์ใช้ไปยังกรณีที่ไม่ได้พิจารณาไว้แต่แรก การเปลี่ยนแปลงสถานการณ์ที่สาเหตุของเราดำเนินการอย่างรอบคอบเพื่อตรวจสอบว่าผลนั้นเป็นไปโดยทั่วไปหรือไม่ และการผลักดันการประยุกต์ใช้กฎหมายของเราไปยังกรณีสุดขั้ว” ^{[ 92 ]}

วิลเลียม เวเวลล์ (1794–1866) ถือว่าหนังสือประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์เชิงอุปนัย ตั้งแต่ยุคแรกสุดจนถึงปัจจุบัน (1837) ของเขาเป็นบทนำสู่ปรัชญาวิทยาศาสตร์เชิงอุปนัย (1840) ซึ่งวิเคราะห์วิธีการที่แสดงให้เห็นในการก่อตัวของความคิด เวเวลล์พยายามปฏิบัติตามแผนของเบคอนสำหรับการค้นพบศิลปะแห่งการค้นพบที่มีประสิทธิภาพ เขาตั้งชื่อวิธีการสมมติฐาน-อนุมาน (ซึ่งสารานุกรมบริแทนนิกาให้เครดิตแก่นิวตัน^{[ 93 ]} ); เวเวลล์ยังบัญญัติศัพท์คำว่านักวิทยาศาสตร์ อีกด้วย เวเวลล์ตรวจสอบความคิดและพยายามสร้างวิทยาศาสตร์โดยการรวมความคิดเข้ากับข้อเท็จจริง เขาทำการวิเคราะห์การอุปนัยออกเป็นสามขั้นตอน:

1. การเลือกแนวคิดพื้นฐาน เช่นพื้นที่จำนวนสาเหตุหรือความคล้ายคลึง
2. การปรับเปลี่ยนแนวคิดเหล่านั้นให้มีความเฉพาะเจาะจงมากขึ้น เช่นวงกลมแรงสม่ำเสมอเป็นต้น
3. การกำหนดขนาด

จากนั้นจึงใช้เทคนิคพิเศษที่ใช้ได้กับปริมาณ เช่นวิธีกำลังสองน้อยที่สุดเส้นโค้งค่าเฉลี่ยและวิธีการพิเศษที่ขึ้นอยู่กับความคล้ายคลึงกัน (เช่นการจับคู่รูปแบบวิธีการไล่ระดับ และวิธีการจำแนกประเภทตามธรรมชาติ (เช่นคลาดีสติกส์ )) แต่ไม่มีศิลปะแห่งการค้นพบอย่างที่เบคอนคาดการณ์ไว้ เพราะ " การประดิษฐ์ความเฉลียวฉลาดอัจฉริยภาพ" เป็นสิ่งจำเป็นในทุกขั้นตอน^{[ 94 ]} แนวคิดทางวิทยาศาสตร์ที่ซับซ้อนของเวเวลล์มีความคล้ายคลึงกับที่เฮอร์เชลแสดงไว้ และเขาพิจารณาว่าสมมติฐาน ที่ดีควรเชื่อมโยงสาขาต่างๆ ที่เคยคิดว่าไม่เกี่ยวข้องกัน ซึ่งเป็นกระบวนการที่เขาเรียกว่าการประสานกันอย่างไรก็ตาม ในขณะที่เฮอร์เชลเชื่อว่าต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตชนิดใหม่จะพบได้ในกระบวนการทางธรรมชาติมากกว่ากระบวนการปาฏิหาริย์ เวเวลล์คัดค้านเรื่องนี้และพิจารณาว่าไม่มีสาเหตุทางธรรมชาติใดที่แสดงให้เห็นถึงการปรับตัวดังนั้นสาเหตุอันศักดิ์สิทธิ์ ที่ไม่รู้จัก จึงเหมาะสม^{[ 90 ]}

จอห์น สจวร์ต มิลล์ (1806–1873) ได้รับแรงบันดาลใจให้ตีพิมพ์A System of Logic (1843) หลังจากอ่านHistory of the Inductive Sciences ของ Whewell มิลล์อาจถือได้ว่าเป็นผู้เผยแพร่คนสุดท้ายของสำนักปรัชญาเชิงประจักษ์ที่เริ่มต้นโดยจอห์น ล็อคซึ่งลักษณะพื้นฐานคือหน้าที่ที่นักคิดทุกคนต้องทำการค้นคว้าด้วยตนเองแทนที่จะยอมรับอำนาจของผู้อื่น ความรู้ต้องมาจากประสบการณ์^{[ 95 ]}

ในช่วงกลางศตวรรษที่ 19 Claude Bernardก็มีอิทธิพลเช่นกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการนำวิธีการทางวิทยาศาสตร์มาใช้ในทางการแพทย์ ในบทความเกี่ยวกับวิธีการทางวิทยาศาสตร์ของเขาAn Introduction to the Study of Experimental Medicine (1865) เขาได้อธิบายถึงสิ่งที่ทำให้ทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์ดี และสิ่งที่ทำให้นักวิทยาศาสตร์เป็นผู้ค้นพบที่แท้จริง แตกต่างจากนักเขียนทางวิทยาศาสตร์หลายคนในสมัยของเขา Bernard เขียนเกี่ยวกับการทดลองและความคิดของเขาเอง และใช้สรรพนามบุรุษที่หนึ่ง^{[ 96 ]}

ในหนังสือ " หลักการของวิทยาศาสตร์: ตำราว่าด้วยตรรกศาสตร์และวิธีการทางวิทยาศาสตร์ " ของวิลเลียม สแตนลีย์ เจวอนส์ (ค.ศ. 1873, 1877) บทที่ 12 "วิธีการอุปนัยหรือวิธีการผกผัน" ซึ่งเป็นบทสรุปของทฤษฎีการอนุมานแบบอุปนัย ระบุว่า "ดังนั้น กระบวนการอุปนัยจึงมีเพียงสามขั้นตอนเท่านั้น :-

1. ตั้งสมมติฐานบางประการเกี่ยวกับลักษณะของกฎทั่วไป
2. สรุปผลที่ตามมาบางประการของกฎหมายนั้น
3. สังเกตว่าผลลัพธ์ที่ได้สอดคล้องกับภารกิจเฉพาะที่กำลังพิจารณาอยู่หรือไม่

จากนั้น Jevons ก็วางกรอบขั้นตอนเหล่านั้นในแง่ของความน่าจะเป็น ซึ่งเขาได้นำไปใช้กับกฎทางเศรษฐศาสตร์Ernest Nagelตั้งข้อสังเกตว่า Jevons และ Whewell ไม่ใช่นักเขียนกลุ่มแรกที่โต้แย้งถึงความสำคัญของวิธีการสมมติฐานเชิงอนุมานในตรรกะของวิทยาศาสตร์^{[ 97 ]}

ในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 ชาร์ลส์ แซนเดอร์ส เพียร์ซได้เสนอโครงร่างที่ต่อมามีอิทธิพลอย่างมากต่อการพัฒนาวิธีการทางวิทยาศาสตร์โดยทั่วไป งานของเพียร์ซช่วยเร่งความก้าวหน้าในหลายด้านอย่างรวดเร็ว ประการแรก ในบริบทที่กว้างขึ้นใน "How to Make Our Ideas Clear" (1878) ^{[ 98 ]}เพียร์ซได้ร่างวิธีการที่ตรวจสอบได้โดยวัตถุประสงค์เพื่อทดสอบความจริงของความรู้ที่สันนิษฐานไว้ในลักษณะที่ก้าวข้ามทางเลือกพื้นฐานทั่วไป โดยมุ่งเน้นทั้งการอนุมานและการเหนี่ยวนำดังนั้นเขาจึงวางการเหนี่ยวนำและการอนุมานไว้ในบริบทที่เสริมกันมากกว่าที่จะแข่งขันกัน (ซึ่งเป็นแนวโน้มหลักอย่างน้อยตั้งแต่เดวิด ฮูมเมื่อหนึ่งศตวรรษก่อน) ประการที่สอง และมีความสำคัญโดยตรงต่อวิธีการทางวิทยาศาสตร์ เพียร์ซได้เสนอโครงร่างพื้นฐานสำหรับการทดสอบสมมติฐานที่ยังคงใช้กันอยู่ในปัจจุบัน โดยการดึงทฤษฎีการสืบสวนจากวัตถุดิบในตรรกะแบบคลาสสิก เขาได้ปรับปรุงมันควบคู่ไปกับการพัฒนาในช่วงต้นของตรรกะเชิงสัญลักษณ์เพื่อแก้ไขปัญหาในขณะนั้นในการให้เหตุผลทางวิทยาศาสตร์ เพียร์ซได้ตรวจสอบและอธิบายรูปแบบการให้เหตุผลพื้นฐานสามประการที่มีบทบาทในการสืบสวนทางวิทยาศาสตร์ในปัจจุบัน ซึ่งกระบวนการเหล่านั้นเป็นที่รู้จักกันในชื่อการอนุมานแบบอุปนัยการ อนุมาน แบบนิรนัยและ การอนุมาน แบบอุปนัยประการที่สาม เขามีบทบาทสำคัญในการพัฒนาตรรกศาสตร์เชิงสัญลักษณ์เอง ซึ่งเป็นความเชี่ยวชาญหลักของเขาด้วย

Charles S. Peirce ยังเป็นผู้บุกเบิกในด้านสถิติ อีกด้วย Peirce เชื่อว่าวิทยาศาสตร์บรรลุถึงความน่าจะเป็นทางสถิติ ไม่ใช่ความแน่นอน และโอกาส ซึ่งเป็นการเบี่ยงเบนจากกฎเกณฑ์นั้นมีอยู่จริง เขากำหนดความน่าจะเป็นให้กับข้อสรุปของข้อโต้แย้งมากกว่าที่จะกำหนดให้กับข้อเสนอ เหตุการณ์ ฯลฯ เอง งานเขียนทางสถิติส่วนใหญ่ของเขาส่งเสริมการตีความความถี่ของความน่าจะเป็น (อัตราส่วนเชิงวัตถุวิสัยของกรณีต่างๆ) และงานเขียนจำนวนมากของเขาแสดงความสงสัยเกี่ยวกับ (และวิพากษ์วิจารณ์การใช้) ความน่าจะเป็นเมื่อแบบจำลองดังกล่าวไม่ได้อยู่บนพื้นฐานของการสุ่ม เชิงวัตถุวิสัย [ ^{99 ]}แม้ว่า Peirce จะเป็นนักสถิติแบบความถี่เป็นส่วนใหญ่ แต่ความหมายของโลกที่เป็นไปได้ของเขา^ได้นำเสนอทฤษฎี " ความโน้มเอียง " ของความน่าจะเป็น Peirce (บางครั้งร่วมกับJastrow ) ได้ตรวจสอบการตัดสินความน่าจะเป็นของกลุ่มตัวอย่างในการทดลอง ซึ่งเป็นผู้บุกเบิกการ วิเคราะห์การตัดสินใจ

เพียร์ซเป็นหนึ่งในผู้ก่อตั้งสถิติเขาได้วางรากฐานสถิติสมัยใหม่ในหนังสือ " Illustrations of the Logic of Science " (1877–1878) และ " A Theory of Probable Inference " (1883) ด้วยการออกแบบการวัดซ้ำเขาได้แนะนำการทดลองแบบสุ่มที่ มีการควบคุม และ ปิดบัง (ก่อนฟิชเชอร์ ) เขาคิดค้นการออกแบบที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการทดลองเกี่ยวกับแรงโน้มถ่วง ซึ่งเขา " แก้ไขค่าเฉลี่ย " เขาใช้การถดถอยโลจิสติกความสัมพันธ์และการปรับเรียบและปรับปรุงการจัดการกับค่าผิดปกติเขาแนะนำคำว่า " ความเชื่อมั่น " และ " ความน่าจะเป็น " (ก่อนเนย์แมนและฟิชเชอร์ ) (ดูหนังสือประวัติศาสตร์ของสตีเฟน สติกล์เลอร์ ) แนวคิดหลายอย่างของเพียร์ซได้รับการเผยแพร่และพัฒนาต่อยอดในภายหลังโดยโรนัลด์ เอ. ฟิชเชอร์เจอร์ซีเนย์แมนแฟรงค์ พี. แรมซีย์บรูโน เดอ ฟิเนตติและคาร์ล ป็อปเปอร์

คาร์ล ป็อปเปอร์ (ค.ศ. 1902–1994) ได้รับการยกย่องโดยทั่วไปว่ามีส่วนสำคัญในการปรับปรุงความเข้าใจเกี่ยวกับวิธีการทางวิทยาศาสตร์ในช่วงกลางถึงปลายศตวรรษที่ 20 ในปี ค.ศ. 1934 ป็อปเปอร์ได้ตีพิมพ์หนังสือเรื่องThe Logic of Scientific Discoveryซึ่งปฏิเสธแนวคิดดั้งเดิมเกี่ยวกับการสังเกตและการเหนี่ยวนำทางวิทยาศาสตร์ เขาเสนอให้ใช้การพิสูจน์ความเท็จ เชิงประจักษ์ เป็นเกณฑ์ในการแยกแยะงานทางวิทยาศาสตร์ออกจากงานที่ไม่ใช่วิทยาศาสตร์ตามที่ป็อปเปอร์กล่าวไว้ ทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์ควรทำการทำนาย (โดยเฉพาะอย่างยิ่งการทำนายที่ทฤษฎีคู่แข่งไม่ได้ทำ) ซึ่งสามารถทดสอบได้ และหากพบว่าการทำนายเหล่านั้นไม่ถูกต้อง ก็ควรปฏิเสธทฤษฎีนั้นไปเลย ตามแนวคิดของเพียร์ซและคนอื่นๆ เขาโต้แย้งว่าวิทยาศาสตร์จะก้าวหน้าได้ดีที่สุดหากใช้การให้เหตุผลแบบนิรนัยเป็นหลัก ซึ่งรู้จักกันในชื่อลัทธิเหตุผลนิยมเชิงวิพากษ์การกำหนดขั้นตอนทางตรรกะอย่างชาญฉลาดของเขาช่วยควบคุมการใช้การคาดเดาแบบเหนี่ยวนำซ้ำแล้วซ้ำเล่ามากเกินไป และยังช่วยเสริมสร้างรากฐานทางแนวคิดสำหรับกระบวนการ ตรวจสอบโดยผู้ทรงคุณวุฒิ ในปัจจุบันอีกด้วย

ลุ ดวิก เฟล็กนักระบาดวิทยาชาวโปแลนด์ซึ่งร่วมสมัยกับคาร์ล ป็อปเปอร์ แต่มีอิทธิพลต่อคูห์นและคนอื่นๆ ด้วยผลงานGenesis and Development of a Scientific Fact (ฉบับภาษาเยอรมัน ปี 1935 ฉบับภาษาอังกฤษ ปี 1979) ก่อนหน้าเฟล็ก ข้อเท็จจริงทางวิทยาศาสตร์ถูกมองว่าเกิดขึ้นอย่างสมบูรณ์ (เช่น ในมุมมองของแม็กซ์ แจมเมอร์ ) ในขณะที่ปัจจุบันเป็นที่ยอมรับแล้วว่าระยะเวลาการบ่มเพาะเป็นสิ่งจำเป็นก่อนที่จะยอมรับปรากฏการณ์ว่าเป็นข้อเท็จจริง^{[ 100 ]}

นักวิจารณ์ของปอปเปอร์ โดยเฉพาะโทมัส คูน , พอล เฟเยอราเบนด์และอิมเร ลากาตอสปฏิเสธความคิดที่ว่ามี วิธีการ เดียวที่ใช้ได้กับวิทยาศาสตร์ทั้งหมดและสามารถอธิบายความก้าวหน้าของวิทยาศาสตร์ได้ ในปี 1962 คูนได้ตีพิมพ์หนังสือที่มีอิทธิพลเรื่องThe Structure of Scientific Revolutionsซึ่งเสนอแนะว่านักวิทยาศาสตร์ทำงานภายใต้กระบวนทัศน์หลายชุด และโต้แย้งว่ามีหลักฐานน้อยมากที่แสดงว่านักวิทยาศาสตร์ปฏิบัติตามระเบียบวิธีพิสูจน์ความเท็จ คูนอ้างคำพูดของแม็กซ์ พลังค์ที่กล่าวไว้ในอัตชีวประวัติของเขาว่า "ความจริงทางวิทยาศาสตร์ใหม่ไม่ได้ประสบความสำเร็จด้วยการโน้มน้าวฝ่ายตรงข้ามและทำให้พวกเขาเห็นความจริง แต่เป็นเพราะในที่สุดฝ่ายตรงข้ามก็ตายไป และคนรุ่นใหม่ก็เติบโตขึ้นมาที่คุ้นเคยกับความจริงนั้น" ^{[ 101 ]}

George EP Box (1919–2013) ซึ่งเป็นแหล่งข้อมูลที่ถูกอ้างถึงบ่อยครั้งในเรื่องวิธีการทางวิทยาศาสตร์และแบบจำลองทางสถิติได้เขียนไว้ว่า "เนื่องจากแบบจำลองทั้งหมดผิดพลาด นักวิทยาศาสตร์จึงไม่สามารถหาแบบจำลองที่ถูกต้องได้ด้วยการอธิบายอย่างละเอียดเกินไป ในทางตรงกันข้าม ตามแนวคิดของ William of Occam เขาควรแสวงหาคำอธิบายที่กระชับของปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ เช่นเดียวกับความสามารถในการคิดค้นแบบจำลองที่เรียบง่ายแต่ทรงพลัง ซึ่งเป็นเอกลักษณ์ของนักวิทยาศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่ การอธิบายอย่างละเอียดเกินไปและการกำหนดพารามิเตอร์มากเกินไปมักเป็นเครื่องหมายของความธรรมดา" และ "เนื่องจากแบบจำลองทั้งหมดผิดพลาด นักวิทยาศาสตร์จึงต้องตระหนักถึงสิ่งที่ผิดพลาดอย่างสำคัญ การกังวลเกี่ยวกับหนูนั้นไม่เหมาะสมเมื่อมีเสืออยู่ข้างนอก" ^{[ 102 ]}

การถกเถียงเหล่านี้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าไม่มีข้อตกลงที่เป็นสากลเกี่ยวกับสิ่งที่ประกอบขึ้นเป็น"วิธีการทางวิทยาศาสตร์" [ ^{103 ] อย่างไรก็ตาม} ยังคงมีหลักการพื้นฐาน บางประการ ที่เป็นรากฐานของการสืบสวนทางวิทยาศาสตร์ในปัจจุบัน^{[ 104 ]}

ในQuod Nihil Scitur (1581) ฟรานซิสโก ซานเชสกล่าวถึงชื่อหนังสืออีกชื่อหนึ่งว่าDe modo sciendi (เกี่ยวกับวิธีการรู้) งานนี้ปรากฏเป็นภาษาสเปนในชื่อMétodo universal de las ciencias ^{[ 64 ]}

ในปี ค.ศ. 1833 โรเบิร์ตและวิลเลียม แชมเบอร์สได้ตีพิมพ์หนังสือชื่อ 'ข้อมูลของแชมเบอร์สสำหรับประชาชน' ภายใต้หัวข้อ 'ตรรกศาสตร์' เราจะพบคำอธิบายเกี่ยวกับการสืบสวนสอบสวนซึ่งเป็นที่คุ้นเคยในชื่อวิธีการทางวิทยาศาสตร์

การสืบสวน หรือศิลปะแห่งการสอบสวนถึงธรรมชาติของสาเหตุและการทำงานของสาเหตุเหล่านั้น เป็นลักษณะเด่นประการหนึ่งของเหตุผล [...] การสืบสวนหมายถึงสามสิ่ง ได้แก่ การสังเกต สมมติฐาน และการทดลอง [...] ขั้นตอนแรกในกระบวนการนี้ จะเห็นได้ว่าคือการสังเกต... ^{[ 105 ]}

ในปี ค.ศ. 1885 คำว่า "วิธีการทางวิทยาศาสตร์" ปรากฏขึ้นพร้อมกับคำอธิบายเกี่ยวกับวิธีการดังกล่าวในหนังสือ"เทวนิยมเชิงวิทยาศาสตร์" ของ ฟรานซิส เอลลิงวูด แอ็บบอต

ความจริงที่ได้รับการยืนยันทั้งหมดซึ่งกำหนดไว้ในข้อเสนอทางวิทยาศาสตร์ที่หลากหลายนั้นได้มาจากการใช้วิธีทางวิทยาศาสตร์ วิธีนี้ประกอบด้วยขั้นตอนที่แตกต่างกันสามขั้นตอนหลักๆ ได้แก่ (1) การสังเกตและการทดลอง (2) สมมติฐาน (3) การตรวจสอบโดยการสังเกตและการทดลองใหม่^{[ 106 ]}

สารานุกรมบริแทนนิกาฉบับที่สิบเอ็ดไม่ได้รวมบทความเกี่ยวกับวิธีการทางวิทยาศาสตร์ไว้ ฉบับที่สิบสามระบุถึงการจัดการทางวิทยาศาสตร์ แต่ไม่ได้ระบุถึงวิธีการ ในฉบับที่สิบห้า บทความขนาด 1 นิ้วในไมโครเพเดียของบริแทนนิกาเป็นส่วนหนึ่งของการพิมพ์ในปี 1975 ในขณะที่เนื้อหาที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้น (ครอบคลุมหลายบทความ และเข้าถึงได้ส่วนใหญ่ผ่านทางดัชนีของบริแทนนิกา) มีอยู่ในการพิมพ์ครั้งต่อๆ มา^{[ 107 ]}

ในช่วงไม่กี่ศตวรรษที่ผ่านมาวิธีการทางสถิติบางอย่างได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อใช้ในการให้เหตุผลเมื่อเผชิญกับความไม่แน่นอน ซึ่งเป็นผลมาจากการพัฒนาวิธีการกำจัดข้อผิดพลาด นี่เป็นการสะท้อนถึงโครงการNovum Organum ของฟรานซิส เบคอน ในปี 1620 การอนุมานแบบเบย์เซียนยอมรับความสามารถในการเปลี่ยนแปลงความเชื่อของตนเองเมื่อเผชิญกับหลักฐาน สิ่งนี้เรียกว่าการแก้ไขความเชื่อหรือการให้เหตุผลที่สามารถหักล้างได้ : แบบจำลองที่ใช้ในระหว่างขั้นตอนของวิธีการทางวิทยาศาสตร์สามารถทบทวน พิจารณาใหม่ และแก้ไขได้เมื่อได้รับหลักฐานเพิ่มเติม สิ่งนี้เกิดขึ้นจากผลงานของแฟรงค์ พี. แรมซีย์^{[ 108 ]} (1903–1930) ของจอห์น เมย์นาร์ด เคนส์^{[ 109 ]} (1883–1946) และก่อนหน้านั้นของวิลเลียม สแตนลีย์ เจวอนส์^{[ 110 ] [ 111 ]} (1835–1882) ในสาขาเศรษฐศาสตร์

คำถามเกี่ยวกับวิธี การทำงาน ของวิทยาศาสตร์และวิธีแยกแยะวิทยาศาสตร์ที่แท้จริงออกจากวิทยาศาสตร์เทียมนั้นมีความสำคัญมากกว่าแค่ในแวดวงวิทยาศาสตร์หรือชุมชนวิชาการ ตัวอย่างเช่น ในระบบยุติธรรมและใน ข้อโต้แย้ง ด้านนโยบายสาธารณะการเบี่ยงเบนของการศึกษาจาก แนวทาง ปฏิบัติทางวิทยาศาสตร์ที่ยอมรับกัน นั้น เป็นเหตุให้ถูกปฏิเสธว่าเป็นวิทยาศาสตร์ไร้สาระหรือวิทยาศาสตร์เทียม อย่างไรก็ตาม การรับรู้ของสาธารณชนที่มีต่อวิทยาศาสตร์ในระดับสูงหมายความว่าวิทยาศาสตร์เทียมแพร่หลาย โฆษณาที่นักแสดงสวมเสื้อคลุมสีขาวและส่วนผสมของผลิตภัณฑ์มีชื่อที่ฟังดูเหมือนภาษากรีกหรือละตินนั้นมีจุดประสงค์เพื่อให้เกิดความประทับใจว่าได้รับการรับรองทางวิทยาศาสตร์ริชาร์ด ไฟน์แมนเปรียบเทียบวิทยาศาสตร์เทียมกับลัทธิบูชาสินค้าซึ่งมีการปฏิบัติตามรูปแบบภายนอกหลายอย่าง แต่ขาดพื้นฐานที่แท้จริง กล่าวคือ ทฤษฎีชายขอบหรือทฤษฎีทางเลือกมักนำเสนอตัวเองในลักษณะที่ดูเหมือนวิทยาศาสตร์เทียมเพื่อให้ได้รับการยอมรับ^{[ 112 ]}

• ลำดับเหตุการณ์ทางประวัติศาสตร์ของวิธีการทางวิทยาศาสตร์

• แอสมิส, เอลิซาเบธ (มกราคม 1984), วิธีการทางวิทยาศาสตร์ของเอปิคูรัส , เล่มที่ 42, สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยคอร์เนลล์, หน้า 386, ISBN 978-0-8014-6682-3JSTOR 10.7591  /j.cttq45z9
• เดบัส, อัลเลน จี. (1978), มนุษย์และธรรมชาติในยุคเรเนสซองส์ , เคมบริดจ์: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์, ISBN 0-521-29328-6
• Morelon, Régis; Rashed, Roshdi, บรรณาธิการ (1996), สารานุกรมประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์อาหรับ เล่ม 3, Routledge, ISBN 978-0415124102
• ป็อปคิน, ริชาร์ด เอช. (1979), ประวัติศาสตร์ของลัทธิสงสัยนิยมจากอีราสมัสถึงสปิโนซา , สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย, ISBN 0-520-03876-2
• ป็อปคิน, ริชาร์ด เอช. (2003), ประวัติศาสตร์ของลัทธิสงสัยนิยมจากซาโวนาโรลาถึงเบย์ล , สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด, ISBN 0-19-510768-3ฉบับปรับปรุงแก้ไขครั้งที่สาม
• ซานเชส, ฟรานซิสโก (1636), โอเปร่าเมดิกา His iuncti sunt tratus quidam philosophici ไม่ใช่ insubtiles , Toulosae tectosagum อ้างอิงโดยSanches, Limbrick & Thomson ปี 1988
• ซานเชส, ฟรานซิสโก (1649), ปรัชญา Tractatus ควอด นิฮิล ซิตูร์. การพยากรณ์ต่อโสมนัม โดย อริสโตเติล ใน lib. อริสโตเตเลส ความเห็น Physionomicon ลองจิจูดีนและย่อประวัติ , Roterodami: อดีตตำแหน่ง Arnoldi Leers อ้างอิงโดยSanches, Limbrick & Thomson ปี 1988
• ซานเชส, ฟรานซิสโก ; ลิมบริค, อีเลน. บทนำ หมายเหตุ และบรรณานุกรม; ทอมสัน, ดักลาส เอฟเอส ข้อความภาษาละตินได้รับการจัดทำ อธิบาย และแปล (1988), That Nothing is Known , เคมบริดจ์: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์, ISBN 0-521-35077-8{{citation}}: CS1 maint: multiple names: authors list ( link )ฉบับวิจารณ์ของหนังสือ Quod Nihil Sciturของ Sanches ภาษาละติน: (1581, 1618, 1649, 1665), ภาษาโปรตุเกส: (1948, 1955, 1957), ภาษาสเปน: (1944, 1972), ภาษาฝรั่งเศส: (1976, 1984), ภาษาเยอรมัน: (2007)
• Vives, Ioannes Lodovicus (1531), De Disciplinis libri XX , Antwerpiae: exudebat M. Hilleniusคำแปลภาษาอังกฤษ: On Discipline (เกี่ยวกับระเบียบวินัย )
  • ส่วนที่ 1: สาเหตุความเสียหายของ artium
  • ส่วนที่ 2: วินัยทางการค้า
  • ส่วนที่ 3: De artibus