综上所述，科学事实是推动科学进步的主要动力之一。统治整个中世纪的盖仑学说认为，血液是在肝脏中形成的，然后从静脉输送一部分到全身，剩余部分从右心室流入左心室，再通过动脉流遍全身。他认为人体的每一个组织都有动脉血和静脉血两种不同的血液一涨一落，实现完全不同的目的。这个学说所有很多问题，16世纪英国医生哈维通过计算后认为，如果把人们每次心脏跳动时排出的血液量乘以半小时心脏跳动的次数，那么，半小时内心脏输出的血液量与其全部血液量相等。这个事实是盖仑学说无法解释的，是对盖仑学说的否证。哈维最后提出血液循环学说，认为血液从静脉经过右心房右心室输入肺动脉，再进入左心房左心室，输入主动脉，最后回到静脉。哈维的理论在当时解决了许多难题，但是没有说明血液如何能够从动脉进入静脉。这个问题最后又有赖于科学事实的发现，即后来科学家在显微镜下观察到的毛细血管。可以说，毛细血管的发现成为最终确认哈维理论的根本手段。
二、获取科学事实的方法之一——科学观察
观察是认识主体在一定的理论指导下，有目的有计划地通过自己的感官或者借助科学仪器，感知自然状态下的认识对象，获取科学事实的一种经验方法。观察方法的主要特点之一是不干预观察对象，也就是在观察对象完全处于自然状态、自然发生时进行的观察。
从不同的角度可以划分出许多不同类型的观察。根据观察时是否使用工具，可以将观察分为直接观察和间接观察；根据观察结果的特点可以将观察分为定性观察和定量观察；根据观察的条件可以将观察分为受控观察和非受控观察。直接观察是不借助工具凭借认识主体的感官直接进行的观察，其优点是直接、简单易行、较少被客观条件限制。但是也有很多缺点，如人类感官的感知范围极为有限，视觉上只能接受390750纳米波的光，听觉上只能接受20-20000赫兹频率的声音。同样因为感觉器官的限制，人们无法直接观察极高速和极低速的事物变化，感知速度极为有限。另外人类感觉器官感知精度比较低，也容易产生错觉。
这些缺陷决定了要想深入研究事物规律，必须引入仪器来延长人类器官的功能，这就是间接观察。
由于观察是要获取真实可靠的科学事实，因此，为了保证观察的科学性，必须遵循以下基本原则。第一是客观性。要按照观察对象的自然状态和本来面目去观察，保证没有改变对象的自然状态。第二是全面性。
这是客观性的进一步要求。任何观察对象都处于丰富复杂的联系之中，并在这些联系之中形成自己的本质和多种多样的特征，因此，要想获取对象的客观认识，必须全面了解这些复杂的关系和多样的特征，缺少任何一个方面，都有可能失去所需的客观性。虽然全面性很难达到，但是必须高标准要求，尽量接近它。
虽然可以在原则上要求观察的客观性和全面性，以保证获取的科学事实的真实性和科学性，但是，因为感官本身的局限性，观察内在地具有一些重大局限。第一，无论是直接观察还是间接观察，都只能获取对象的外部现象，无法直接观察到对象的本质和现象背后的规律。因为观察是在不改变对象的自然状态下进行的，所以，观察对象的许多内在特征无法直接呈现在感官面前，也无法直接显示到科学仪器上。第二，如前所述，由于感知器官都有自己阈限，许多现象和事物无法直接观察到。
第三，重复出现的或者变化速度不是太快或太慢的现象，感觉器官是能够胜任的。如果是相反的状况，则无法观察。观察的这些局限性，在实验中可以得到很大程度的克服。
在相关的科学观察中，理论渗透是一个十分重要的哲学问题，对观察的顺利实施尤其重要。在没有经过严格哲学反思的肤浅认识中，一般容易相信有所谓的纯粹观察，也就是说，只要愿意，观察就可以成为纯粹的感官反应活动，不受任何主观因素的影响，尤其是不受任何理论和观点的影响，可以实现纯客观的观察。这种观点的典型代表是培根，另一位着名哲学家洛克则把观察看成是一种消极被动的生理反应过程，观察就是客体在人的“白板”大脑上刻下印迹的过程。
面对认识对象的多种信息，观察者并不会全面接受，生理学与心理学的研究都表明，感官接受外在信息总是有选择的。观察者是一个有特定知识结构、理论准备、实践经验以及性格、兴趣等主观因素的人，他在观察事物时，多少总会受到这些主观因素的影响，即使是观察同一个对象，也往往产生不同的结论。实际上，观察就是一个由观察者的主观因素参与的、观察者主动选择、组合和评价观察现象，形成观察事实的过程。综合专家们的研究，大致可以从以下几个方面理解理论的渗透性。
①观察的目的和对象由渗透在观察中的理论决定。科学理论对观察的影响是主要的，理论事先规定的目的和对象，在观察中直接引导观察者注意对象的相关方面，那些不相关的方面则被忽略。
②观察的内容也由相关理论决定。观察过程实际上是在理论目标规范下发生的一个选择、组合及解释认识对象相关信息的过程。对于没有任何医学知识、从来没有看过X光片的人来说，X光片上的影像没有任何意义，而对于经验丰富的医生来说，则是一个充满人体健康信息的观察对象，他能通过观察这个间接的信息载体，了解病人身体的实际状况。
在当代科学研究中，因为认识对象更加复杂，大则到宇宙太空，小则至基本粒子，所以观察必须借助大量复杂而庞大的仪器和工具，如此情形下，理论决定观察内容的现象更加常见，理论对观察的指导性也更强。
③观察结果必须通过理论语言才能表达。任何科学语言都是处于一定理论框架下的语言，观察的结果必须借助于这些语言，也就是科学理论体系中的基本概念和命题，才能表达出来，并显示出它在某个理论中的意义。
三、获取科学事实的方法之二——科学实验
1）科学实验内涵
实验是根据科学研究的目标，在已有理论指引下，运用科学仪器和设备，人为地变革、模拟和控制所研究的客观对象并进行观察，从而获取客观对象性质的一种经验方法。在居维叶看来，观察者听命于自然界，而实验者则质问自然界，并迫使自然界坦露她的奥秘。
实验作为科学认识的重要手段有一个发展过程。古代人类的实验一般都是个人零星的行为，发展到大约16世纪，在欧洲开始形成了真正比较系统的科学实验，但是规模很小。19世纪初，化学家柏齐里乌斯的实验室就是他的厨房。第一个供教学用的化学实验室则是1817年在格拉斯哥大学建立的，李比希则于1824年在吉森大学建立了化学实验室，此后实验逐渐成为科学研究的重要方式。当代科学技术中的实验，则因为生产力的大发展和科学技术的飞速进步，在方法、手段、规模以及广度和深度等方面，产生了巨大变化。这其中最有代表性的，就是那些涉及整个国家、乃至多个国家的几十万或上百万人员参与、投资巨大的大型实验，例如美国组织的以研究原子能为目的的曼哈顿计划，投入资金达42亿美元。
实验的类型很多，根据实验对象可分为物理实验、化学实验、动物实验、人体实验等；根据实验目的可分为定性实验、定量实验、对照实验、测量实验等；根据实验的作用来分，有探索性实验和验证性实验；根据实验条件可分为实验室实验和野外实验；根据实验方法可分为直接实验、间接实验和模拟实验等。
任何实验都要依次遵从如下环节：确立实验目的和实验目标；确立实验预期结果；利用实验仪器和设备等条件设计实验方案；实际操作实验，做到观察仔细，记录准确；整理和分析实验结果；对实验进行解释，尤其是对获得的经验事实的理论解释。
科学实验对于科学认识活动开展起到了至关重要的作用。实验是证明或者反驳某个理论或假说的直接手段，如果科学实验的结果能够得到理论或者假说的合理解释，或者与它们的预测相吻合，那么，这个结果就是对理论或假说的一个有力支持，有些甚至是决定性的支持。相反，理论或者假说如果不能得到实验获得的确凿的事实的支持，那就必须考虑它们的完善性或者正确性。实验也是新理论新假说发展的重要动力，科学家常常根据最新的实验结果提出新的理论和假说，促进科学认识发生质的飞跃。
2）实验结构
作为人类基本的实践活动形式之一，科学实验是一个系统的运动形式。从结构上看，实验由三类要素组成。第一是实验者，即从事实验的组织、设计以及具体实施的科研人员。作为实验的主体，他必须确定实验的目的和目标，设计实验方案、实验人员的配备和组织、实验材料的准备、实验步骤的制定、操作过程的控制以及实验结果的处置。第二是实验对象，即实验者在实验中所要认识的客观对象，包括自然事物与现象、人工事物与现象。第三是实验手段，即实验过程中使用的仪器、设备、工具等物质条件的总和，实验仪器是其中最重要的部分。一般而言，仪器包括制备装置，如电源、光源等；隔离装置，如防护板、真空泵等；作用客体装置，如磁场、光栅等；放大和变换装置，如望远镜、显微镜、加速器等，最后是测量与记录装置，如计数器、云雾室等。相比于人类早期使用的生产工具和认识工具，现代实验中的仪器，无论从结构还是从功能来看，都远远超过了前者。仪器是人类科学认识活动发展到相对独立阶段，从生产和生活工具中分化出来的专门用于科学认识的工具。
仪器是在科学知识和科学理论指导下制造出来的，大大促进了科学认识的发展。
3）实验特点
实验具有以下特点，使之成为其他方法无法代替的科学认识手段。
（1）实验能简化和纯化认识对象
事物一般都处于复杂的关系网络之中，聚集了无限多的信息。相对于科学研究目的，有些关系和信息是无关的，有些是相关的，一般观察手段很难获取其中有用信息。专门的科学实验则可以利用各种物质手段，设置各种条件，把目标对象从复杂的关系网络中分离出来，排除与之相联的各种偶然的、次要的和无关的因素，使目标对象的特征和规律以简化和纯化的状态呈现在认识者面前。检验电磁相互作用、弱相互作用和强相互作用三者统一的假说的实验，就是一个着名的纯化实验。这个实验必须避免普通水中杂质的影响和宇宙射线的干扰，为了达到这种纯粹状态，科学家们在美国克利夫兰市的一个废弃盐矿的地下600米处，建造了一个容纳1万吨纯水的洞。实验在其中进行，最后发现了质子衰变的闪光，验证了三类相互作用相统一的理论。
（2）实验能激化和强化认识对象
科学认识中常常要了解认识对象的最隐秘的性质，或者要掌握认识对象极端状态下的特征，但是这些事物在平常都以稳定的状态存在。为了达到目的，科学家们在实验室中创造了各种远超自然状态的激发状态，使认识对象处于极端状态，暴露它的某些特殊性质和规律。现在科学实验中常用的强化和激化方式是超高温、超低温、超高压、超真空、超强磁场、超导电性。如一般物质都是以气态、液态和固态三种形式存在的，但在超高温条件下，可以产生由电子、离子和中性粒子组成的等离子态，这是一种新的物质存在形态。
（3）实验能加速、延缓和再现认识对象
当代科学认识活动在时间上经常涉及极长时间跨度或者极短时间间隔的现象或事物，在空间上经常涉及极大规模或者极小体积的现象或事物，由于人类的直接认识活动有着特殊的时间限制和空间要求，面对以上情况，就必须设置特殊条件，干预或控制这些现象和事物，使之在时间和空间方面或者变短，或者变长，或者变大，或者变小，最终变为适合人类直接研究的对象。
基本粒子的寿命一般为10.10-10.8秒，共振态粒子的寿命为10.24-10.23秒，天体演化则长达几十亿年，对这些事物的认识必须利用特殊形式。再如，在纯粹自然条件下，蛋白质的合成过程需要几百万年的时间，因此，想研究这个合成过程就不能等候几百万年时间，必须大大缩短这个过程。美国芝加哥大学研究生米勒在1953年做了一个再现实验，他用氨、氢、甲烷和水汽混合成一种同宇宙原始大气类似的气体状态，放入真空玻璃瓶中，然后模拟原始地球大气层闪电，对这个气体放电。有趣的是，一星期之后，玻璃瓶中出现了丙氨酸、谷氨酸、甘氨酸、天门冬氨酸四种构成蛋白质的氨基酸。
4）实验中的机遇
科学观察和科学实验是研究人员按照明确的目的和严密的计划，在某种理论指导下进行的具有高度的组织性的认识未知世界的实践活动，在一定程度上，实验的结果是能够预料的。但是另一方面，由于实验者对实验过程的控制往往不全面，知识准备也有局限性等原因，实验过程常常出现一定范围的不确定性，包括实验失败、实验出现意外状况等。
总结科学史可知，这种意外状况有时能够导致重大的科学发现，这就是实验机遇。古德义尔发明橡胶硫化技术、贝尔发明电话、伦琴发现X射线、雄班发明无烟烈性炸药、弗莱明发现青霉素、伽伐尼发现生物电、彭齐亚斯发现微波背景辐射等，是实验机遇的典型。
