Metoda ili metod (grč. μετά - metá = poslije,iza + ὁδός - hodós = methodos = način, kretanje, put) je postupak i/ili slijed postupaka u zvođenju određene radnje ili procesa – u naučnoistraživačkim aktivnostima, struci i sakodnevnom životu. Ako prikladna i vjerodostojna primjena metoda, prema izvornim receptima,u ponovljenom postupku, ne potvrdi očekivane rezultate – metod se odbacuje ili modificira.

Prema neformalnim ali ustaljenim etičkim normama "dobre prakse", u naučnoistraživačkim i stručnim radovima, obavezno se citiraju autori originalnih metoda i/ili njihovih modifikacija.^[1][2]

Metodika je tehnika realizacije propisanog metoda.

Metodologija je nauka koja proučava metode i metodike pojedinih procedura, ili, u najširem smislu, nauka o procesima ostvarivanja ili reprodukcije i revizije postojećih naučnih, stručnih ili sveopćih životnih spoznaja.

Naučni metod je postupak ili "recept" istraživanja prirodnih i društvenih pojava i procesa, tj. sticanja novih znanja o sebi i svijetu koji nas okružuje. Istovremeno provjerava i/ili ispravlja prethodne procedure i integrira postojeća predznanja.^[3] Da bi se nazvao naučnim, metod mora počivatije na empirijskim ili mjerljivim dokazima specifičnog predmeta, problema i principa razmišljanja. Oxford English Dictionary definira naučnu metodu kao:

• "metoda ili postupak koji karakterizira prirodne nauke od 17. stoljeća, a koji se sastoji u sistematskom posmatranju, mjerenju, eksperimentiranju, formuliranju, testiranju i modifikacijama hipotezâ".^[4]

Iako se postupci raznih oblasti nauke međusobno razlikuju, prepoznatljive su i njihove zajedničke karakteristike. Sveukupni proces naučnog metoda uključuje postavku hipoteze, koja proizilazi iz predviđanje njenih mogućih i logičnih posljedica, a zatim, na osnovu toga, slijedi izvođenje eksperimenata i/ili „terenskih“ istraživanjana. (Galileo 1638 harvnb error: no target: CITEREFGalileo1638 (help)). Njegov misaoni eksperiment su opovrgnuli Aristotelovu fiziku pada tijela. Hipoteza je pretpostavka, na osnovu saznanja za formuliranje pitanja na koje se očekuje odgovor. Može biti vrlo usko specifična ali i jako široka. Naučnici onda testiraju hipoteze provodeći eksperimenta ili proučavanja u prirodi i društvu.

Svrha eksperimenta je da se utvrdi da li se zapažanja slažu sa očekivanjima ili su u sukobu sa predviđanjima izvedenim iz hipoteze.^[5] Eksperimentirati se može u privatnim prostorima, u školskim laboratorijama, u CERN-u (Large Hadron Collider), na dnu okeana, na Marsu, Mjesecu ili bilo kojem dopstupnom mjestu. Međutim postoje polazne poteškoće u formalaciju podobnog metoda. Iako je naučni metod često predstavljen kao fiksirani redoslijed koraka u odabranom postupku, bolje ih je prihvatati kao opća načela.^[6] Svi koraci nisu ni nužni ni ostvarljivi u svakoj oblasti naučnog istraživanja. Obično nisu u istoj mjeri, kao što nisu uvijek ni u istom cilju.^[7]

"Moderna nauka duguje svoje sadašnji procvat novom naučnom metodu koji je, gotovo u potpunosti, oblikovao Galileo Galilei" (1564−1642).^[10] Dudley Shapere je dao mjerodavniji opis Galilejevog naučnog doprinosa.

Naučni metod je proces kojim se nauka obavlja. "Teza ove knjige, kao što je navedeno u Poglavlju jedan, je da postoje opšti principi koji se primjenjuju na sve nauke." Kao i u drugim područjima istraživanja, nauka (naučnim metodom) može graditi nadograđivati prethodno znanje i razviti sofisticiranije razumijevanje njenih istraživačkih tema tokom vremena. Naučni metod može funkcionirati na isti način, što je princip nekontradikcije. Francis Bacon(1629.) u New Organon, rangira četiri tipa grešaka: plemenski idoli (greška koja se odnosi na rase), špilja (greška u zatvorenosti individualnog intelekta, tržnica (greške lažnih riječi) i pozorište (greška prihvatanja s nepovjerenjem). Naprimjer, koncept falsifikacije (1934.) formalizira pokušaj da se ne opovrgava sama hipoteza, nego zato što su je drugi dokazali.^[11]

• Leon Lederman, za nastavu fizike, pokazuje kako izbjeći pristranost potvrdu: Ian Shelton, u Čileu, je u početku bio skeptičan da je supernova 1987A stvarna ili mogući artefakt instrumentacije (nulta hipoteza), tako da je otišao van i opovrgnuo njegovu nultu hipotezu, posmatranjem SN 1987A golim okom. U Kamiokande eksperimentu, u Japanu, nezavisno su posmatrani neutrini iz SN 1987A u isto vrijeme. Ovaj model se može smatrati naučnom revolucijom. "Postoji opasnost koja se mora izbjeći. ... Ako želimo pravdu za historijski otkrića, moramo uzeti prošlost za ono što je bilo. A to znači da se moramo oduprijeti iskušenju da u prošlosti tražimo primjere ili preteče moderne nauke ... Moja veza će biti s počecima naučnih teorija, metodima kojima su formulirane, a upotrebama na koje su namijenjene; ... "Prije hiljadu godina, Alhazen je utvrdio značaj formiranja pitanja i nakon toga njihovog testiranja.

Kako svjetlo putuje kroz prozirna tijela? Svjetlo putuje kroz transparentna tijela samo pravolinijski .... Mi smo to iscrpno objasnili u našoj knjizi Optika. Ali, hajde da sada spomenemo nešto što se dokazuje uvjerljivo: činjenica da svjetlo putuje pravolinijski je jasno se može posmatrati u svjetlu koje u mraku ulazi u sobu kroz rupe .... To svjetlo koje ulazi će biti jasno vidljive u prašini koja ispunjava vazduh. - Alhazen, preveden na engleski jezik iz njemačkog M. Schwarz, iz "Abhandlung über das Licht", J. Baarmann (1882) (Zeitschrift der Deutschen Gesellschaft Morgenländischen, Vol 36), kao što je već citirano.

• David Hockney (2001, 2006) u knjizi „Tajno znanje“ ( Secret Knowledge)^[12] nekoliko puta citira Alhazena kao vjerojatno izvora ideje za portretisanje korišćenjem tamne komore (camera obscura), koju je Hockney reotkrio pomoću sugestije iz optike, od Charlesa M. Falcoa (Kitab al-Manazir), koji je preveo Alhazenovu knjigu Book of Optics. Suglasno svom vremenu preveo je sa arapskog na latinski. kao Opticae Thesaurus, Alhazen Arabis, za evropsku upotrebu, najranije 1270. Hockney citira ediciju Opticae Thesaurus (Friedrich Risner, 1572., Basel) i apostrofira Alhazena kao onoga koji je prvi opisao tamnu komoru.

„Istina se traži za svoje dobro. A oni koji se bave potragom za nečim za svoje dobro nisu zainteresirani za druge stvari. Pronalaženje istina je teško i put do nje je težak.“ – Alhazen (965. – 1040.)^[13][14][15] Sadašnji metod se bazira na hipotetsko-dedukcijskom modelu, formuliranom u 20. stoljeću, koji je dosad također podvrgavan značajnim revizijama.

Sveukupni proces uključuje izradu (hipoteze), koja proizilazi iz predviđanja logičnih posljedica, a zatim izvođenje eksperimenata kako bi se utvrdilo da li je originalno predviđanje bilo umjesno. Postoje i poteškoće u formaliziranju metoda. Međutim, iako je naučni metod često predstavljen kao fiksni redoslijed koraka, bolje ih je smatrati općim načelima.^[6] Nisu svi koraci se održati u svakoj naučnog istraživanja (ili u istoj mjeri), a nisu uvijek u istim redoslijedom. Kao što je primijetio William Whewell (1794–1866), "invencija, štroumnosti [i] genijalnost" su potrebne na svakom koraku.

Pitanje se može odnositi na objašnjenje određenog posmatranja (zapažanja), kao u "Zašto je nebo plavo?", Ali isto tako mogu biti otvoreni, kao u "Kako da dizajniram lijk da izliječitim ovu bolest? "Ova faza često uključuje traganje i ocjenjivanje dokaza iz prethodnih eksperimenata, lična zapažanja ili naučne tvrdnje, i/ili rad ostalih naučnika. Ako je odgovor ono što je već poznato, može se postaviti drugo pitanje koje se nadovezuje na prethodne dokaze. Kada je riječo naučnim istraživanjima, potavljenje pravog pitanja može biti vrlo teško i značajno uticati na konačni ishod istraživanja,^[16]

Hipoteza je pretpostavka na osnovu saznanja dobijenog u početnom pitanju, koje se može objasniti promatranim ponašanjem našeg dijela svemira. Hipoteza može biti vrlo specifične (Einstein – princip ekvivalencije ili Francis Crick DNK stvara RNK, a RNK – protein^[17]. Može biti i vrlo široka, npr. nepoznate vrste života borave u neistraženim dubinama okeana. A statistička hipoteza je pretpostavka o nekim aspektima strukture stanovništva. Na primjer, u proučavanom stanovništvu može se pojaviti određen bolesti, što utiče na predviđanje da bi mogao novi lek mogao izliječiti bolest kod nekih pripadnika te populacije. Tada se obično postavljaju statističkia hipoteza (nulta hipoteza) i alternativna hipoteza.

• Nulta hipoteza je pretpostavka da je statistička hipoteza lažna, npr. novi lijek ne djeluje i da nije bilo izgleda za pozitivne efekte. Istraživači obično žele pokazati da je nulta hipoteza lažna.
• Alternativa hipoteza je željeni ishod, npr. da lijek djeluje i ima šansu.
• A konačna poenta je: naučna hipoteza mora opovrgnuti postojeću, što znači da se može identificirati mogući ishod eksperimenta koji je u sukobu sa predviđanjem zaključka iz hipoteze. Bez takvog pristupa, ne može se smisleno testirati.

Ovaj korak uključuje utvrđivanje logičnih posljedica hipoteze. Jedno ili više predviđanja se zatim odaberu za daljnje testiranje. Što je više vjerojatno da je predviđanje bi bilo ispravno a ne jednostavna koincidencija, predviđanje je bilo uspješno. Dokaz je jači ako je odgovor na testiranu hipotezu nije već poznat, a zbog zbog efekata „sistemske greške“ treba postaviti i postdikciju (zaključak o takvoj mogućnosti). U idealnom slučaju, predviđanja se moraju razlikovati od hipoteze iz alternative. Ako dvije hipoteze daju istu prognozu, ostvareni rezltat nije dokaz ni za jedne ni druge mogućnosti.

Testiranje odgovara na pitanje da li su stvarni rezultati posudarni sa polaznom hipotezom. Istražitelji (naučnici i ostali) test hipoteze provode u eksperimentima. Svrha eksperimenta je da se utvrdi da li se realno opažanje se slažu sa predviđanjem ili mu je protivrječno. Ako se slažu, raste povjerenje u hipotezu, a u suprotnom, ono se smanjuje. Međutim slaganje još uvijek ne znači da je hipoteza istinita, jer naredni budućnosti eksperimenti mogu otkriti probleme. Veliki broj uspješnih potvrda nije uvjerljiv ako oni proizlaze iz eksperimenata koji izbjegavaju rizik.. Eksperiment ili terenska istraživanje treba tako osmisliti da se smanji vjerovatnoća moguće greške, posebno korištenjem odgovarajućih naučnih kontrola. Na primjer, testovi medicinskih tretmana se obično izvode kao dvostruko slijepa ispitivanja. Testirajuće soblje, koje bi moglo nesvjesno otkriti ispitanicima koji su željeni rezultati testiranja lijeka i koje su placebo supstance, to nikada ne smiju znati. Takvi savjeti mogu uticati na pristranost u odgovorima ispitanika. Osim toga, neuspjeh eksperimenta ne znači nužno da hipoteza je pogrešna. Eksperimenti uvijek ovisi o nekoliko hipoteza, npr., u testu je oprema bila ili nije ispravna, a neuspjeh može biti neuspjeh jedne od pomoćnih hipoteza.

Analiza dobijenih rezultata uključuje donošenje odluke o narednim aktivnostima. U slučajevima kada se eksperiment višekratno ponavlja, neophodna je statistička analiza, uz primjenu najsavremenijih programa od kojih se ne očekuje da nađu pozitivan odgovor na početni cilj istraživanja, nego egzaktnu dijagnozu poređenih podataka. Ako su dokazi oborili početnu hipotezu, postavlja se nova, a ako eksperiment podržava hipotezu, ali dokazi nisu dovoljno jaki za visoku pouzdanost, predviđanja iz hipoteze moraju biti testirana. Kada je hipoteza analitički snažno podržana dokazima, novo pitanje može bit dublji uvid na istu temu. Dokazi drugih naučnika i iskustvo su često uključeni u bilo kojoj fazi u procesu. Ovisno o složenosti eksperimenta, potrebno je više ugrađenih elemenata za prikupljanje dovoljno dokaza u traženju vjerodostojnih odgovora na polazna pitanja ili da se dobiju mnogi odgovori na vrlo konkretna pitanja kako bi odgovorili jedno šire.

Elemente naučnog metoda ilustriraju slijedeći primjeri iz otkrivanja strukture DNK: Pitanje: Prethodna istraživanja DNK su odredila hemijsku strukturu i kompozicijuhačetiri nukleotida. Struktura svakog individualnog nukleotida i drugih svojstava. Identificirani su nositelji genetičke informacije (Avery–MacLeod–McCartyjev eksperiment]], 1944.[18] ali mehanizmi njenog pohranjivanja u DNK su nejasni. Hipoteza: Linus Pauling, Francis Crick i James D. Watson su pretpostavili da DNK ima helikoidnu prostornu strukturu.[19] Predikcija: Ako DNK ima helikoidnu strukturu, njena difrakcija X-zraka mora biti u obliku slova X-.[20][21] Ova predikcija je bila matematička za helikoidnu formu, a razradili su je Cochran, Crick and Vand[22] (i neovisno Stokes). Ova predviđanja su bila matematički konstrukt, potpuno nezavisan od biološke sfere problema. Eksperiment: Rosalind Franklin je kristaliziralačistu DNK i priredila difrakciju X-zracima za izradu tzv. foto 51. Rezultati su pokazali da objekat ima X oblik. Analiza: Kada je Watson dokazao osobine difrakcijethe, odmah je prepoznao njen heliks[23][24] On i Crick su zatim napravili model, koristeći ove informacije zajedno sa prethodno poznatim informacijama o sastavu DNK, a oko molekulske interakcije, kao što su vodikove veze.[25]

Ovo otkriće je postao polazište za mnoge daljnje studije genetičkog materijala, kao što je polje molekulske genetike, a nagrađeno je Nobelovo nagradom za fiziologiju ili medicinu , 1962.