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O método científico refere-se a um aglomerado de regras básicas dos procedimentos que produzem o conhecimento científico, quer um novo conhecimento, quer uma correção (evolução) ou um aumento na área de incidência de conhecimentos anteriormente existentes. Na maioria das disciplinas científicas consiste em juntar evidências empíricas verificáveis[1] — baseadas na observação sistemática e controlada, geralmente resultantes de experiências ou pesquisa de campo — e analisá-las com o uso da lógica. Para muitos autores, o método científico nada mais é do que a lógica aplicada à ciência. Os métodos que fornecem as bases lógicas ao conhecimento científico são: método indutivo, método dedutivo, método hipotético-dedutivo, método dialético, método fenomenológico, etc..

Esboço contendo os principais passos do método científico. O método começa pela observação, que deve ser sistemática e controlada, a fim de que se obtenham os fatos científicos. O método é cíclico, girando em torno do que se denomina Teoria Científica, a união indissociável do conjunto de todos os fatos científicos conhecidos e de um conjunto de hipóteses testáveis e testadas capaz de explicá-los. Os fatos científicos, embora não necessariamente reprodutíveis, têm que ser necessariamente verificáveis. As hipóteses têm que ser testáveis frente aos fatos, e por tal, falseáveis. As teorias nunca são provadas e sim corroboradas.
Descrições de métodos são encontradas desde as civilizações antigas, como no Antigo Egito e na Grécia Antiga, mas só foi na sociedade árabe, há cerca de mil anos que as bases do que seria o método científico atual foram sendo construídas, com o trabalho do cientista Ibn Al- Haytham nos seus estudos sobre ótica, fazendo ele ser considerado por muitos "o primeiro cientista". O método utilizado por ele já contava com similaridades com o método de Descartes e o atual como: a observação e a pesquisa teórica anterior ao fazer do experimento, a separação em categorias e comparar a hipótese de acordo com os resultados.[2]
A metodologia científica se reforça no pensamento de René Descartes, que foi posteriormente desenvolvido empiricamente pelo físico inglês Isaac Newton. Descartes propôs chegar à verdade através da dúvida sistemática e da decomposição do problema em pequenas partes, características que definiram a base da pesquisa científica.[nota 1] Compreendendo-se os sistemas mais simples, gradualmente se incorporam mais e mais variáveis, em busca da descrição do todo.
O Círculo de Viena acrescentou a esses princípios a necessidade de verificação e o método indutivo. Karl Popper demonstrou que nem a verificação nem a indução sozinhas serviam ao propósito em questão – o de compreender a realidade conforme esta é e não conforme gostar-se-ia que fosse – pois o cientista deve trabalhar com o falseamento, ou seja, deve fazer uma hipótese e testar suas hipóteses procurando não apenas evidências de que ela está certa, mas sobretudo evidências de que ela está errada. Se a hipótese não resistir ao teste, diz-se que ela foi falseada. Caso não, diz-se que foi corroborada. Popper afirmou também que a ciência é um conhecimento provisório, que funciona através de sucessivos falseamentos. Nunca se prova uma teoria científica.[3][nota 2] Thomas Kuhn percebeu que os paradigmas são elementos essenciais do método científico, sendo os momentos de mudança de paradigmas chamados de revoluções científicas. O método científico é construído de forma que a ciência e suas teorias evoluam com o tempo.
Não apenas recentemente mas desde os primórdios a metodologia científica tem sido alvo de inúmeros debates de ordem filosófica, sendo criticada por vários pensadores aversos ao pensamento cartesiano,[nota 3] a citarem-se as críticas elaboradas pelo filósofo francês Edgar Morin. Morin propõe, no lugar da divisão do objeto de pesquisa em partes, uma visão sistêmica, do todo. Esse novo paradigma é chamado de Teoria da complexidade (complexidade entendida como abraçar o todo). Embora tal paradigma não implique a rigor na invalidade do método científico em sua forma geral, este certamente propõe uma nova forma de se aplicá-lo no que se refere às particularidades de cada área quanto ao objetivo é compreender a realidade na melhor forma possível.