stanford-oval/wikipedia huggingface dataset:
경부선
운영 > 차량

새마을호
무궁화호
KTX
KTX-산천
KTX-산천 (원강산천)
SRT
ITX-새마을
ITX-마음
누리로
광역 전철
한국철도공사 311000 · 312000호대 전동차 : 수도권 전철 1호선, 서울-남영-천안 구간에만 운행한다.
한국철도공사 319000호대 전동차 : 수도권 전철 1호선, 영등포-금천구청 구간에만 운행한다.
서울교통공사 1000호대 VVVF 전동차 : 수도권 전철 1호선, 남영-병점 구간에만 운행한다.
서울교통공사 1000호대 저항제어 전동차 : 수도권 전철 1호선, 남영-병점 구간에만 운행한다.
한국철도공사 392000호대 전동차: 대경선, 구미-경산 구간에만 운행한다.
7300호대 디젤 기관차
7400호대 디젤 기관차
7500호대 디젤 기관차
8000호대 전기 기관차
8100호대 전기 기관차
8200호대 전기 기관차
8500호대 전기 기관차
역 목록

틀:경부선 노선도  문서를 참고하십시오.
역 목록 > 서울-두정

수도권 전철 1호선 열차는 급행, 특급을 제외하면 서울 이남 두정 이북의 모든 역에 정차하므로 생략하였다.
K: KTX
새: ITX-새마을
마: ITX-마음
무: 무궁화호
●: 전 열차 정차, ◎: 시·종착 열차만 전부 정차 / 그 외에는 일부 열차 정차, ▲: 일부 열차 정차, ｜: 미정차.
역 목록 > 폐역 목록

서대문: 현 서울역 북쪽에 위치 개업 당시 경성역, 1919년 3월 31일 폐역.
박람회 : 가산디지털단지 -독산 사이에 있었음.
안양풀장 : 관악 -안양 사이에 있었음. 1969년 8월 17일 폐역.
엑스포: 대전엑스포 기간 중 대전조차장역 구내에 설치한 임시승강장. 1993년 11월 8일 폐역.
오정 : 회덕 -대전 사이에 있었음. 1978년 1월 1일 폐역되었지만, 2027년 재개통 예정
증약 : 세천 -옥천 사이에 있었음. 1974년 8월 15일 폐역.
가풍 : 옥천 -이원 사이에 있었음. 1974년 12월 5일 폐역.
미륵 : 영동 -황간 사이에 있었음. 1992년 3월 2일 폐역.
금오산 : 김천 -약목 사이에 있었음. 김천~약목 구간의 선로 이설로 1916년 10월 1일 폐역.
대성 : 상동 -밀양 사이에 있었음. 폐역일 미상.
초량 : 부산진 -부산 사이에 있었음. 1965년 7월 23일 폐역.
부산잔교 : 부산에서 선로를 연장하여 잔교까지 연결. 8·15 광복 이후 폐역
경부고속철도

이 부분의 본문은 경부고속철도입니다.
경부고속철도는 2004년 4월 1일 1단계 구간 개통을 시작으로 2010년 11월 1일 2단계 구간 개통, 2015년 8월 1일 대전역과 동대구역 인근 구간 개통으로 전 구간 개통된 대한민국의 고속철도이다.
속도는 경부고속선 평균 250 km/h, 최고 305 km/h, 경부선 150 km/h로 운행하며 서울역-부산역 구간 소요시간이 2시간 15분에서 2시간 48분가량 걸린다.
차량은 프랑스의 TGV를 한국 사양에 맞게 개량한 KTX와 HSR-350X를 양산화한 KTX-산천을 사용한다.
지선 노선

경부선에는 총 18개의 지선 철도가 있다.
| 번호 | 노선 명칭 | 기점 | 종점 | 연장(km) | 비고 |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 30201 | 용산삼각선 | (경부선) | (경원선) | 0.5 | 한강철교~이촌역 구간 연결 |
| 30202 | 구로삼각선 | (경부선) | (경인선) | 1.2 | 오류동역~가산디지털단지역 구간 연결 |
| 30203 | 구로기지선 | 구로역 | 구로기지 | 1.4 |  |
| 30204 | 남부화물기지선 | 의왕역 | 오봉역 | 3.0 |  |
| 30205 | 수인선 | 수원역 | 인천역 | 20.5 |  |
| 30206 | 병점기지선 | 병점역 | 서동탄역 | 2.2 |  |
| 30207 | 천안직결선 | 두정역 | 천안역 | 3.1 |  |
| 30208 | 오송선 | 서창역 | 오송역 | 4.6 |  |
| 30209 | 대전선 | 대전역 | 서대전역 | 5.7 |  |
| 30210 | 대구선 | 가천역 | 영천역 | 29.0 |  |
| 30211 | 미전선 | 미전역 | 낙동강역 | 1.6 |  |
| 30212 | 가야선 | 사상역 | 범일역 | 8.3 |  |
| 30213 | 양산화물선 | 물금역 | 양산화물역 | 3.5 |  |
| 30214 | 부강화물선 | 부강역 | 부강화물역 | 2.9 |  |
| 30215 | 신동화물선 | 신동역 | 신동화물역 | 4.7 |  |
| 30216 | 평택선 | 창내역 | 평택역 | 8.8 |  |
| 30217 | 평택삼각선 | 신대신호소 | (경부선) | 2.2 | 경부선기점 71.881 km 지점에서 분기 |
| 30218 | 평택직결선 | 신대신호소 | (경부선) | 2.1 | 경부선기점 74.730 km 지점에서 분기 |
지선 노선 > 용산삼각선

용산삼각선은 용산역에서 부산 방향으로 0.8 km 떨어진 지점에 있는 삼각선이다. 경부선 한강철교 북단에서 분기하여 경원선 이촌역 부근에서 경원선과 합류한다. 국토교통부의 한국철도영업거리표 상 노선 번호는 30201이다.
용산삼각선을 따라 비정기적으로 전동차가 운행하기도 한다. 예를 들자면, 2010년 7월 17일부터 주말에만 토요일과 일요일 각각 1편성씩 왕복으로 동인천역-용문역, 병점역-용문역 간 주말 특급 열차가 신설되어 이 구간도 수도권 전철의 열차가 경유하였으나, 계절별 수송수요 편차가 크게 나타나는 등 이용객 저조로 2010년 12월 1일부터 운행이 중지되었다. 서울 지하철 1호선이나 경부선 용산-서울역 구간 완행선로의 고장시 우회 선로로도 이용된다.
| 역명 | 역간거리 (km) | 영업거리 (km) | 접속 노선 | 소재지 | 소재지 |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 삼각선 (경부선) | 0.0 | 0.0 | 경부본선 | 서울특별시 | 용산구 |
| 삼각선 (경원선) | 0.5 | 0.5 | 경원본선 | 서울특별시 | 용산구 |
지선 노선 > 구로삼각선

구로삼각선은 구로역에서 부산 방향으로 1.3 km 떨어진 지점에 있는 삼각선이다. 경부선의 가산디지털단지역과 경인선 오류동역 사이를 잇는다. 국토교통부의 한국철도영업거리표 상 노선 번호는 30202이다.
| 역명 | 접속 노선 | 역간 거리 | 영업 거리 | 소재지 | 소재지 |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 삼각선 (경부선) | 경부선 | 0.0 | 0.0 | 서울특별시 | 구로구 |
| 삼각선 (경인선) | 경인선 | 1.2 | 1.2 | 서울특별시 | 구로구 |
지선 노선 > 구로기지선

구로기지선은 구로역과 구로기지간을 잇는 연결선이다. 수도권 전철 1호선의 구로차량사업소 입출고 열차가 이용한다. 국토교통부의 한국철도영업거리표 상 노선 번호는 30203이다.
| 역명 | 접속 노선 | 역간 거리 | 영업 거리 | 소재지 | 소재지 |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 구로 (경부선) | 경부본선 | 0.0 | 0.0 | 서울특별시 | 구로구 |
| 구로기지 (경부선) | 경부본선 | 1.4 | 1.4 | 서울특별시 | 구로구 |
지선 노선 > 남부화물기지선

이 부분의 본문은 남부화물기지선입니다.
남부화물기지선은 의왕역과 오봉역 간을 잇는 화물선이다. 본래 남부순환선 계획의 일부로 건설되었다. 국토교통부의 한국철도영업거리표 상 노선 번호는 30204이다.
지선 노선 > 병점기지선

이 부분의 본문은 병점기지선입니다.
병점기지선은 경기도 화성시의 병점역과 오산시의 서동탄역을 잇는 철도 노선이다. 국토교통부의 한국철도영업거리표 상 노선 번호는 30206이다.
과거 이 노선은 경부선의 일부였으나, 경부선의 복복선화 및 직선화 과정 중 병점역에서 지금의 오산대역에 이르는 구간이 이설되고 기존선 경로 상에 병점차량사업소를 건설함에 따라 병점역과 병점차량사업소를 잇는 구간만을 남겨 병점기지선이라고 부르게 되었다.
이후 화성시의 동탄신도시가 본격적으로 조성되면서 병점역에 비해 병점차량사업소가 더욱 인접한 점을 토대로 화성시가 건설비 전액을 투자하여 오산시 외삼미동에 서동탄역을 신설하였다.
지선 노선 > 천안직결선

천안직결선은 두정역과 천안역을 잇는 연결선으로, 경부선과 장항선 사이를 이으며, 복선화되어 있다. 국토교통부의 한국철도영업거리표 상 노선 번호는 30207이다.
경부선의 천안 이북에서 장항선에 직결하려는 열차가 사용한다. 실질적으로 장항선의 일부로 취급된다.
| 역명 | 접속 노선 | 역간 거리 | 영업 거리 | 소재지 | 소재지 |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 두정 | 경부선 | 0.0 | 0.0 | 충청남도 | 천안시 |
| 천안 | 장항선 경부선 | 3.1 | 3.1 | 충청남도 | 천안시 |
지선 노선 > 오송선

오송선은 서창역과 오송역을 잇는 연결선으로, 경부본선과 충북선 사이를 이으며, 복선화되어 있다. 경부본선의 전동 이북에서 충북선에 직결하려는 열차가 사용한다. 국토교통부의 한국철도영업거리표 상 노선 번호는 30208이다.
| 역명 | 접속 노선 | 역간 거리 | 영업 거리 | 소재지 | 소재지 |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 서창 | 경부선 | 0.0 | 0.0 | 세종특별자치시 | 세종특별자치시 |
| 오송 | 충북선 | 4.6 | 4.6 | 충청북도 | 청주시 |
지선 노선 > 대전선

이 부분의 본문은 대전선입니다.
대전선은 대전역과 서대전역을 잇는 연결선으로, 경부본선과 호남본선 사이를 잇는다. 국토교통부의 한국철도영업거리표 상 노선 번호는 30209이다.
지선 노선 > 대구선

이 부분의 본문은 대구선입니다.
대구선은 가천역과 중앙선 영천역을 잇는 철도이다. 동해선 (부전·경주·포항 방면)이나 중앙선 (영주·제천·청량리·강릉 방면)으로 직결 운행하는 여객열차가 이 철도를 이용한다. 국토교통부의 한국철도영업거리표 상 노선 번호는 30210이다.
지선 노선 > 미전선

이 부분의 본문은 미전선입니다.
미전선 미전역과 낙동강역을 잇는 연결선으로, 경부본선과 경전선 사이를 잇는 삼각선이며, 복선화되어 있다. 경부본선의 밀양 이북에서 경전선에 직결하려는 열차가 사용한다. 국토교통부의 한국철도영업거리표 상 노선 번호는 30211이다.
지선 노선 > 가야선

이 부분의 본문은 가야선입니다.
가야선은 사상역과 동해선 범일역을 연결하는 철도 노선이다. 국토교통부의 한국철도영업거리표 상 노선 번호는 30212이다.
지선 노선 > 양산화물선

이 부분의 본문은 양산화물선입니다.
양산화물선은 물금역에서 양산화물역을 잇는 총연장 3.5 km의 화물선이다. 국토교통부의 한국철도영업거리표 상 노선 번호는 30213이다.
지선 노선 > 부강화물선

이 부분의 본문은 부강화물선입니다.
부강화물선은 부강역과 부강화물역간을 잇는 총연장 2.9 km의 화물선이다. 국토교통부의 한국철도영업거리표 상 노선 번호는 30214이다.
지선 노선 > 신동화물선

이 부분의 본문은 신동화물선입니다.
신동화물선은 신동역과 신동화물역간을 잇는 총연장 4.7 km의 화물선이다. 국토교통부의 한국철도영업거리표 상 노선 번호는 30215이다.
지선 노선 > 평택선

이 부분의 본문은 평택선입니다.
평택선은 평택역과 창내역을 연결하는 철도 노선이다. 포승-평택 철도로도 알려진 노선으로, 미래에 평택시 안중읍을 거쳐 포승읍의 평택항까지 연장될 예정이다. 국토교통부의 한국철도영업거리표 상 노선 번호는 30216이다.
지선 노선 > 평택삼각선

평택삼각선은 평택선 신대신호소에서 분기되어 평택지제역으로 향하는 지선이다. 국토교통부의 한국철도영업거리표 상 노선 번호는 30217이다.
| 역명 | 로마자 역명 | 한자 역명 | 역간 거리 | 영업 거리 | 접속 노선 | 소재지 | 소재지 | 비고 |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 신대 | Sindae | 新垈 | 0.0 | 0.0 |  | 경기도 | 평택시 |  |
| (분기점) |  |  | 2.2 | 2.2 | 경부선 | 경기도 | 평택시 | 경부선기점 71.881 km |
지선 노선 > 평택직결선

평택직결선은 평택선 신대신호소에서 분기되어 평택역으로 향하는 지선이다. 경부선 상행선과 연결된다.
| 역명 | 로마자 역명 | 한자 역명 | 역간 거리 | 영업 거리 | 접속 노선 | 소재지 | 소재지 | 비고 |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 신대 | Sindae | 新垈 | 0.0 | 0.0 |  | 경기도 | 평택시 |  |
| (분기점) |  |  | 2.1 | 2.1 | 경부선 | 경기도 | 평택시 | 경부선기점 74.730 km |
↓ 경부선 평택역 방면
경부선의 교통량 > 열차 통과량

오늘날 경부선은 경부선 본선과 경부고속선, 호남선, 전라선, 장항선의 철도교통량을 모두 처리하는 대한민국의 기간 교통망으로 기능하고 있다. 앞서 언급한 노선의 모든 철도교통량이 모여들기 때문에 경부1선의 서울~금천구청 구간은 대한민국 철도에서 가장 많은 일 여객 179회(광역철도 제외)를 처리하고 있다.
아래는 2023년도 철도통계연보에 나온 경부선 구간을 경유하는 정기열차 운행빈도이다. (단위 : 회/일, 작성기준 : 편도, 주중)
| 구간명 | 선로용량 | 고속열차 | 새마을 | 무궁화 | 전동차 | 컨테이너 | 일반화물 | 합계 |  |  |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 서울역 - 금천구청 | 222 | 114 | 29 | 35 | 1 | 0 | 4 | 183 |  |  |
| 금천구청 - 의왕 | 184 | 4 | 29 | 35 | 1 | 0 | 4 | 73 |  |  |
| 의왕 - 천안 | 186 | 4 | 29 | 35 | 1 | 14 | 18 | 101 |  |  |
| 천안 - 조치원 | 184 | 4 | 23 | 26 | 0 | 19 | 20 | 92 |  |  |
| 조치원 - 대전조차장 | 206 | 4 | 23 | 35 | 0 | 22 | 12 | 96 |  |  |
| 대전조차장 - 대전 | 180 | 4 | 12 | 25 | 0 | 22 | 4 | 67 |  |  |
| 대전 - 옥천 | 180 | 0 | 12 | 17 | 0 | 22 | 4 | 55 |  |  |
| 옥천 - 동대구 | 202 | 18 | 12 | 17 | 0 | 24 | 5 | 76 |  |  |
| 동대구 - 삼랑진 | 186 | 22 | 12 | 24 | 0 | 24 | 2 | 84 |  |  |
| 삼랑진 - 부산 | 188 | 6 | 11 | 22 | 0 | 8 | 1 | 48 |  |  |
경부2선
| 지하서울 - 구로 | 288 | 0 | 0 | 0 | 224 | 0 | 0 | 224 |  |  |
| 구로 - 병점 | 187 | 0 | 0 | 0 | 154 | 0 | 0 | 154 |  |  |
| 병점 - 천안 | 195 | 0 | 0 | 0 | 87 | 0 | 0 | 87 |  |  |
경부3선
| 서울 - 용산 | 74 | 18 | 0 | 0 | 0 | 0 | 3 | 21 |  |  |
| 용산 - 구로 | 286 | 0 | 0 | 0 | 109 | 0 | 0 | 109 |  |  |
경부선의 교통량 > 이용객 변동

경부선은 2015년 기준으로 1년에 약 7천 3백만 명을 수송했으며, 이는 약 1억 4천만 명인 한국철도 전체의 지역 간 여객 수송량 가운데 약 54%에 달하는 양이다. 거리별 이동량을 나타내는 인거리(passenger-Km)수치 역시 압도적이며, 전체 약 234억 인km 가운데 51%인 119억 인km를 경부선이 담당하고 있다. 다음 자료는 2000년부터 2015년까지 한국철도공사 한국철도통계 내용을 모은 것이다.
| 구분 | 이용 인원수 (명)> 2000년 | 이용 인원수 (명)> 2001년 | 이용 인원수 (명)> 2002년 | 이용 인원수 (명)> 2003년 | 이용 인원수 (명)> 2004년 | 이용 인원수 (명)> 2005년 | 이용 인원수 (명)> 2006년 | 이용 인원수 (명)> 2007년 | 이용 인원수 (명)> 2008년 | 이용 인원수 (명)> 2009년 | 이용 인원수 (명)> 2010년 | 이용 인원수 (명)> 2011년 | 이용 인원수 (명)> 2012년 | 이용 인원수 (명)> 2013년 | 이용 인원수 (명)> 2014년 | 이용 인원수 (명)> 2015년 | 각주 |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 비둘기 | 2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |  |
| 통일(통근) | 2,133,367 | 1,876,171 | 1,727,648 | 1,606,204 | 421,072 | 115,412 | 140,755 | 2,831 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |  |
| 무궁화 | 47,851,927 | 48,470,665 | 45,416,306 | 43,612,827 | 40,580,652 | 34,387,740 | 33,289,113 | 32,696,804 | 33,575,709 | 32,496,658 | 35,373,547 | 39,217,582 | 40,513,600 | 42,810,457 | 42,790,141 | 40,839,467 |  |
| 새마을 | 12,170,099 | 12,550,427 | 12,125,059 | 11,403,695 | 9,528,951 | 7,918,371 | 7,057,689 | 6,868,325 | 7,332,859 | 7,235,076 | 7,123,952 | 6,665,730 | 6,108,177 | 6,039,233 | 6,619,565 | 6,537,926 |  |
| KTX | 미개통 | 미개통 | 미개통 | 미개통 | 16,602,850 | 26,074,227 | 29,020,126 | 29,442,980 | 29,787,617 | 29,181,375 | 30,402,405 | 27,644,980 | 28,082,720 | 28,631,972 | 29,335,412 | 25,887,722 |  |
| 건설 | 539,019 | 581,031 | 580,450 | 600,101 | 각 종별 열차 이용객에 포함됨 | 각 종별 열차 이용객에 포함됨 | 각 종별 열차 이용객에 포함됨 | 각 종별 열차 이용객에 포함됨 | 각 종별 열차 이용객에 포함됨 | 각 종별 열차 이용객에 포함됨 | 각 종별 열차 이용객에 포함됨 | 각 종별 열차 이용객에 포함됨 | 각 종별 열차 이용객에 포함됨 | 각 종별 열차 이용객에 포함됨 | 각 종별 열차 이용객에 포함됨 | 각 종별 열차 이용객에 포함됨 |  |
| 정기권 | 2,458,989 | 2,927,769 | 3,040,054 | 2,945,872 | 각 종별 열차 이용객에 포함됨 | 각 종별 열차 이용객에 포함됨 | 각 종별 열차 이용객에 포함됨 | 각 종별 열차 이용객에 포함됨 | 각 종별 열차 이용객에 포함됨 | 각 종별 열차 이용객에 포함됨 | 각 종별 열차 이용객에 포함됨 | 각 종별 열차 이용객에 포함됨 | 각 종별 열차 이용객에 포함됨 | 각 종별 열차 이용객에 포함됨 | 각 종별 열차 이용객에 포함됨 | 각 종별 열차 이용객에 포함됨 |  |
| 합계 | 65,153,403 | 66,406,063 | 62,889,517 | 60,168,699 | 67,133,525 | 68,495,750 | 69,507,683 | 69,010,940 | 70,696,185 | 68,913,109 | 72,899,904 | 73,528,292 | 74,704,497 | 77,481,662 | 78,745,118 | 73,265,115 |  |
같이 보기

평부선
대경선
경부선 남부기공식 (1901년 9월 21일)
개통식 (1905년 5월 25일)
과학적 방법

과학적 방법(科學的方法, 프랑스어: méthode scientifique, 영어: scientific method)은 현상을 연구하고 새로운 지식을 구축하거나 이전의 지식들을 모아 통합할 때 사용되는 기법으로, 경험과 측정에 근거한 증거를 사용하여 현상의 원리를 밝히는 과정이다. 《옥스퍼드 영어사전》은 과학적 방법을 다음과 같이 설명한다.
17세기 이후 자연과학에 의해 정형화된 계획적인 관찰, 측정, 실험, 일반화, 시험 및 가설의 변경 등의 과정으로 이루어진 방법
과학적 방법은 하나로 정형화되어 있지는 않기 때문에 여러 과학 분야에서 다양한 과정이 사용된다. 그러나, 현상을 설명하는 가설을 수립하고, 이 가설에 의한 예측이 들어맞는지를 검증하기 위해 실험을 설계한다는 점은 공통적이다. 과학적 방법에 의해 설계된 실험은 어떠한 실험자가 하여도 실수나 혼동이 없이 재현될 수 있도록 각 단계를 구체적으로 제시하여야 한다. 실험을 통해 수립된 가설은 다시 독립적인 다수의 시험을 통해 동일한 조건속에서 그 결과가 같음을 검증받아야 한다. 과학계의 동료평가를 통해 검증된 가설은 해당 분야의 이론으로 받아들이게 된다. 새롭게 검증된 가설은 이론을 이루고, 이론에 따라 또다시 새로운 가설이 만들어질 수 있다.
과학적 방법을 따르는 여러 과학 분야는 결과에 대한 설명에 편견이 개입하는 것을 줄이기 위해 가능한 객관적이고자 한다. 과학적 문서는 모든 데이터, 연구와 실험 방법 등을 기록하고, 이를 공개하여 다른 과학자들로 하여금 검증할 수 있는 기회를 제공하여야 한다. 흔히 '전면 공개'라 불리는 이러한 관행에 따라 공표된 데이터는 다른 시험자가 신뢰도를 평가할 수 있다.
1572년 라틴어판 《광학의 서》의 삽화.
빛의 반사와 무지개를 설명하고 있다.
개요 > 역사

과학적 방법은 경험적 관찰과 측정을 이용하여 진리를 탐구한다. 아랍의 수학자이자 과학자였던 이븐 알하이삼은 과학적 방법을 사용한 최초의 과학자들 가운데 하나로 여겨지고 있다. 과학적 방법은 알하이삼 이래 오늘날까지 최소한 천 년 동안 이루어져 왔다.
진리는 결국 자신의 원인을 드러내기 마련이다. 그리고 무언가의 원인을 밝히는 것에만 관심을 쏟는 사람들은 그 이외의 일에는 관심을 두지 않는다. 진리를 찾는 것은 지난한 일이고 그것에 도달하는 길은 거칠기 짝이 없다.
빛은 어떠한 방식으로 투명한 물체를 통과하는가? 빛은 투명한 물체 속을 직진한다. … 우리는 이것을 《광학의 서》에 적힌 방법으로 밝힐 수 있다.… 어둡고 먼지가 날리는 방에 작은 구멍을 통해 빛이 들어오는 것을 관찰하면 빛이 직진한다는 것을 알 수 있다.
1021년, 알하이삼은 빛이 직진한다는 것을 추측이 아닌 관찰을 통해 증명하였다. 이것은 최초로 과학적 방법을 사용하여 자연 현상을 설명한 기록 가운데 하나이다. 이븐 알하이삼의 《광학의 서》(1021년)는 동일 매질에서 빛이 직진한다는 것을 기록하고 있다. 이 책은 훗날 유럽에서 라틴어로 번역되었고 자연 과학 발전에 큰 영향을 주었다.
1638년, 갈릴레오 갈릴레이는 《새로운 두 과학에 관한 수학자의 대화》(이탈리아어: Discorsi e dimostrazioni matematiche, intorno à due nuove scienze)에서 자유낙하하는 물체에 대한 가설을 입증하는 실험의 중요성을 보여주었다.
과학적 방법을 정형화하는 데는 많은 어려움이 있었다. 과학사가이자 박물가였던 윌리엄 휴얼은 《귀납적 과학의 역사》(History of Inductive Science , 1837년) 와 《귀납적 과학의 철학》(Philosophy of Inductive Science , 1840년)에서 , 과학적 방법의 각 단계를 정립하는 것에는 경험을 바탕으로 한 것뿐만 아니라, 그 경험을 추상화하는 '발명, 총명함, 천재성' 이 모두 필요하였다고 적고 있다. 경험적 방법에 의해 새로운 지식을 획득하는 방법은 과학 혁명 기간을 거쳐 강화되었다. 아이작 뉴턴의 고전 역학 수립과 라부아지에의 산소 발견, 찰스 다윈의 진화 이론, 그레고어 멘델의 유전 법칙 발견 등은 과학적 방법으로 새로운 지식을 발견한 대표적인 사례이다.
19세기 말, 과학적 방법은 가설을 세우고 실험을 통해 이를 검증하는 가설 연역 방법으로 정형화되었다.
개요 > 특징

과학적 방법은 경험에 입각한 귀납적 결론을 이끌어낸다. 따라서 과학적 방법에 의한 지식은 확고부동한 것이 아니며, 언제나 반증될 가능성이 있다. 즉, 새롭게 얻어진 연구 결과에 따라 과거의 과학 지식이 수정되거나 폐기될 수 있는 것이다. 이 때문에, 아인슈타인은 "아무리 많은 실험을 하더라도 내가 옳다고 단정할 수는 없다. 단 하나의 실험으로도 내가 틀렸다는 것이 드러날 수 있기 때문이다"라고 하였다.
한편, 카를 구스타프 헴펠(1905년–1997년)이 지적한 것처럼 과학적 방법은 귀납에 의지하기 때문에, 도출된 결론은 통계적인 것이며 가설을 보강하기 위해서는 베이즈 정리에 따른 엄격한 분석이 필요하다. 루트비그 플렉(1896년–1961년)을 비롯한 과학자들은 과학자의 경험 자체가 편향된 것일 수 있으므로 보다 신중하게 접근할 필요가 있다는 점을 지적하였다.
F. N. 컬린저(F. N. Kerlinger)는 과학적 방법의 특징을 다음과 같이 정리하였다.
문제의 해결은 상식적 접근보다 논리적 접근을 통해 이루어진다.
이론이나 가설은 체계적이고 경험적으로 검증된다.
체계적이고 표준화된 관찰이나 실험은 통제를 통하여 이루어진다.
사상(事象)들의 체계나 상호관계가 객관성있고 타당성있게 설명된다.
연구자들의 문제에 대한 관심의 정도에 따라 과학적 방법의 의미가 달라질 수 있다.
진리와 믿음

이 부분의 본문은 진리입니다.
천 년 전, 이븐 알하이삼이 광학에 대한 연구에서 진리를 탐구하였던 것과 같이, 진리를 알아내는 것은 과학의 목표이다. 그러나 과학적 방법을 사용하여 얻은 진리는 일반적으로 알려진 믿음이나, 종교, 신화 등의 진리와는 다른 개념이다. 과학적 방법을 통하여 얻은 진리는 경험적이며 귀납적인 것으로, 여기에는 반증 가능성이 언제나 존재한다. 즉, 과학의 발전에 따라 과학 지식은 그 의미와 내용이 변할 수 있다.
19세기까지 과학적 지식은 자연주의와 실증주의를 바탕으로 객관적 진리로 여겨져 왔다. 그러나 20세기에 들어, 과학철학은 과학적 지식에 대한 기존의 절대적 기준을 비판하였다. 과학적 지식은 이론에 의존하고, 관찰 역시 이론에 기초하므로, 관찰 결과를 절대적으로 신뢰하는 행동주의는 옳지 않다는 비판이 있었다. 또한, 비트겐슈타인 등의 언어철학자들은 논리적 추론 자체가 언어 게임의 산물로서 보편적인 과학적 방법의 확립에는 한계가 있다는 점을 지적하였다. 토머스 새뮤얼 쿤은 과학 지식의 발전과 변화를 패러다임의 전환으로 보았다. 그러나, 과학적 지식은 이러한 약점에도 불구하고, 스스로의 오류를 수정하는 구조를 통해 새로운 결과로 자기 자신을 재구성함으로써, 보다 보편타당한 진리에 접근하게 된다. 과학적 방법은 이러한 과정을 통해 상대적 진리에 접근하는 과정이다.
인간이 갖는 믿음이나 편견, 신화, 확신 등이 종교적 권위나 문화적 관습에 의존하거나 절대적 가치를 주장하는 것과 달리 과학적 지식은 적당한 증거에 의해 언제든 수정될 수 있는 경험적 지식 체계이다.
진리와 믿음 > 믿음과 편견

달리는 말에 대한 편견과 관찰된 사실
역사적인 그림 속에서 달리는 말은 종종 이와 같이 묘사된다.
에드워드 마이브리지는 달리는 말을 연속 촬영하여 위 그림을 반증하였다.
믿음은 관찰된 사실을 왜곡할 수 있다. 인간의 심리에는 확증편향이 있기 때문에, 자신이 믿는 바에 따라 발견법을 적용하고, 다른 관찰자가 그것의 오류를 지적하려는 경우에도 기존의 믿음을 고수하려는 경향이 있다. 연구자들은 종종 처음 관찰되는 것은 불명확한 어떤 것으로 기록하지만 두 번, 세 번 관찰된 것은 “확고한 사실”로 기록하게 된다. 특히 5가지 성격 특성 요소에서 말하는 경험에 대한 개방성이 부족하거나, 일시적인 관찰을 가지고 결론을 내리거나, 자신을 너무 과신하거나, 새롭게 인식되는 것을 거부하는 것과 같은 심리에 의해 잘못된 관찰이 이루어질 수 있다.
조지프 니덤은 《과학과 중국 문명》에서 편견에 의해 잘못된 관찰이 이루어지는 경우로 오른쪽 그림과 같은 사례를 제시하였다. 즉, 말이 “날아가듯 달린다”는 편견 때문에 달리는 말이 앞다리와 뒷다리를 모두 땅에서 떼고 정말 나는 것처럼 표현한 그림이 자주 등장하지만, 에드워드 마이브리지의 사진에서처럼 실제로는 같은 자세일 때 달리는 말의 네 다리 가운데 어느 하나는 땅에 닿아 있다.(말의 네 다리가 모두 땅에서 떨어질 때는 오히려 모든 다리가 안쪽을 향할 때이다.)
루트비그 플렉은 이러한 잘못된 인지가 인간이 갖는 자기 실현적 예언 심리 때문이라 설명한다. 즉, 인간은 기존에 갖고 있는 믿음 때문에 관찰된 사실을 혼동하거나 잘못 해석할 수 있다는 것이다. 이는 가설의 수립과 실험에도 반영될 수 있다. 스티븐 제이 굴드는 《인간에 대한 오해》에서 인종적 편견 때문에 뇌의 용량 측정과 같은 실험에서 잘못된 가설과 실험이 진행된 사례를 제시하고 있다. 이 때문에, 가설을 검증하기 위한 실험은 실험군과 대조군에 대한 조건 통제를 명확히 하여 편견의 개입을 차단하여야 하며, 과학계의 다른 연구자들이 이를 검증할 수 있도록 하여야 한다. 필트다운 인 조작 사례는 실험에 대한 다른 연구자의 접근을 통제할 경우 과학적 사기가 일어날 수 있다는 것을 보여주는 사례이다.
진리와 믿음 > 확신과 신화

신화는 과학과 대비되는 세계관이다. 신화가 설명하는 것을 검증할 수 있는지와는 상관없이, 신화는 확고한 믿음의 대상으로 지켜져 왔다.
이와는 반대로, 모든 과학 이론은 경험에 의해 발견된 것이다. 그렇기 때문에 과학 이론은 언제나 반증될 가능성이 있다. 만일 새롭게 관찰된 사실이 기존의 이론으로 설명할 수 없는 것이라면, 기존의 이론은 확정성을 상실하게 된다. 러커토시 임레는 반증 가능성을 열어 놓지 않은 것은 과학이 아니라고 평가하였다. 예를 들면, 지그문트 프로이트의 정신분석학은 스스로에 대한 반증 가능성을 부정하기 때문에 과학이라 볼 수 없다.
오랜 시간에 걸쳐 검증되면, 과학 이론은 보다 확고한 사실로 자리매김될 수 있다. 예를 들면 행성의 공전은 뉴턴의 법칙에 따라 일어나며, 오랜 관찰의 결과가 이를 뒷받침한다. 그러나, 어느날 갑자기 새로운 사실이 밝혀진다면, 이것이 기존의 이론을 대체하여 새로운 진리로 여겨질 수 있다. 한편, 골드하버와 나이토는 다음과 같은 말로 반증 가능성과 기존 이론의 관계를 설명하고 있다. "이론적 개념들이 종합적으로 연결되어 관련된 많은 주제를 설명하는 경우에는 이론의 구조가 더욱 굳건해져 그것을 대체할 반증을 찾는 것은 불가능에 가까울 정도로 어렵게 된다." 과학계에서 인정되는 과학 이론은 오랜 시간 동안 다수의 연구자에 의해 검증된 것이다. 따라서, 새롭게 발견된 과학 이론 가운데 대부분은 기존의 지식을 크게 바꾸어 놓지는 않는다.
과학적 방법의 요소

여러 과학 분야에서는 서로 다른 기법을 사용한다. 따라서, 과학계와 과학 철학에서 공통적으로 인정하는 일반적인 요소들을 과학적 방법의 기본 요소라고 할 수 있을 것이다. 과학적 방법의 기본 요소는 자연과학뿐만 아니라 사회과학에서도 동일하게 적용된다. 즉, 현상을 관찰하고 가설을 수립하며 실험을 통해 가설을 검증하는 것이 그것이다.
과학적 방법은 '지식 순환'으로 불리는 기본 요소들의 반복 귀납, 끼워 넣기, 또는 순서도의 일부를 이루는 부분 순서의 반복 등으로 이루어진다. 20세기 이후 일반적으로 정착된 과학적 방법인 가설 연역 방법은 네 가지 기본 요소로 이루어져 있다. 즉, 다루는 주제를 정의하고 측정 단위를 결정하며 연구 대상을 관찰하고 측정하는 특성화, 관찰과 측정을 통해 얻어진 정보를 바탕으로 설명을 시도하는 가설 설정, 가설이나 이론에 비추어 논리적이고 연역적인 원인을 추정하는 예측, 가설에 의해 예측된 바를 검증하는 실험 이 그것이다.
과학적 방법의 각각의 요소는 동료평가를 통해 있을 수 있는 오류를 검증한다.
위에서 설명한 요소들은 모든 과학 분야에서 동일하게 적용되지는 않지만 물리학, 화학, 생물학 등의 자연과학과 경제학, 사회학 등의 사회과학에 포함되는 대부분의 과학 분야는 이러한 요소들을 바탕으로 각 분야의 특성에 맞는 방법을 구성하여 사용하고 있다. 또한, 과학적 방법은 교육이 다루는 교수 학습 내용에서 중요한 부분을 차지한다.
과학적 방법에는 단일한 비법이 없다. 과학적 방법을 수행하는 데에는 지성, 상상력, 창의성이 모두 필요하다. 그런 점에서, 과학적 방법은 무심히 정해진 순서도에 따라 진행하기만 하면 되는 것이 아니라, 각각의 요소를 보다 쓸모있게 개발하고 모형과 방법을 개량하며 더욱 현상을 설명하는데 적합한 이론을 검증하는 계속되는 순환 체계이다. 예를 들어, 아인슈타인이 특수 상대성 이론과 일반 상대성 이론을 개발할 때, 그는 아이작 뉴턴의 《원리》가 갖고 있는 권위에 반하는 새로운 이론을 입증하여야 하였다. 한편, 아인슈타인의 상대성 이론 역시 뉴턴의 고전역학을 부정하는 것이 아니라 그것을 보다 일반적인 설명이 가능한 이론으로 확장한 것이다.
과학적 방법의 과정을 간단히 차례를 두어 표현하면 다음과 같다.
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:  문제를 정의하기  정보와 자료를 모으기 (관찰)  관찰한 사실을 설명할 수 있는 가설 세우기  실험을 통해 데이터를 모으고 가설을 시험하기  데이터를 분석하기  분석된 데이터를 기준으로 가설을 평가하고 새로운 가설을 세우기  결과를 발표하기  다시 시험하기 (종종 다른 과학자들이 발표된 가설을 검증한다.)  반복된 실험으로 검증된 가설은 이론으로 인정된다.
위 순서에서 3번부터 6번까지는 만족할 만한 결과가 나올 때까지 반복된다. 이렇게 이루어지는 방법을 특히 가설-시험 방법이라고 한다. 파울 파이어아벤트와 같은 과학철학자는 이러한 과학적 방법의 서술에는 과학은 실질적인 숙련도와 일정 정도 관련이 있다고 비판하였다.
과학적 방법은 “조작적”이어야 한다는 패러다임에는 조작적 정의와 도구주의, 효율성 등의 개념이 포함되어 있다.
과학적 방법의 요소 > 특성화

특성화란 연구의 주제를 조작적으로 정의하고, 해당 현상에 대한 측정의 단위와 방법을 정하는 것과 같은 작업이다. 과학적 방법은 연구 주제에 대한 세련된 특성화에 의존한다. 연구 주제는 해당 분야의 미해결 문제일 수도 있고 알려지지 않은 사실일 수도 있다. 예를 들어 벤저민 프랭클린은 세인트 엘모의 불이 자연적인 전기에 의한 방전 현상임을 증명하고자 하였다. 그러나 이것을 증명하는데에는 정밀한 관측과 측정 방법의 개발, 관련 주제에 대한 정의 등이 함께 이루어져야 하였다.
과학적 방법에서 특성화는 필연적으로 관찰된 현상에서 정량적이고 추상적인 개념을 추출하는 과정을 포함한다. 예를 들어 만유인력의 법칙에 의한 두 물체 사이의 중력을 계량할 때에는 오로지 물체의 질량과 거리만이 고려될 뿐이다. 이 때, 지구의 중력에 의해 떨어지는 사과가 파란색인지 빨간색인지는 논의되지 않는다. 한편, 빛의 파장과 색상을 다룰 때에는 당연히 사과의 크기나 무게와는 관계없이 색깔만이 연구의 대상이 된다.
특성화 과정을 거쳐 조작적으로 정의된 양에 대한 측정은 여러 가지 이유로 불확정성을 지닌다. 우선 양 자체가 무리수의 형태를 띄는 경우에는 적당한 오차 범위의 근삿값을 이용하는 것이 효율적이다. 뿐만아니라, 측정 도구나 기법의 한계 때문에 정확한 값을 측정하기 어려운 경우도 있다. 이럴 경우에는 여러 번 측정한 값들의 평균을 근삿값으로 이용할 수 있다. 한편, 전자 궤도와 같이 관찰 자체가 상태에 영향을 주어 본질적으로 불확정성을 지니는 현상도 있다. 이런 경우에는 대개 확률적 분포나 통계적 해석을 근삿값으로 사용한다.
과학적 방법의 요소 > 특성화 > 정의

측정을 하기 위해서는 관련된 양의 조작적 정의가 선행되어야 한다. 이 때문에 과학적 양은 필연적으로 그것을 계량할 수 있는 단위를 정의하여야 한다. 과학적 측정에서는 부정확한 계량을 방지하기 위해 각각의 양에 대한 단위를 이상적으로 정의하여 둔다. 예를 들어 전류의 단위는 암페어이며 국제도량형총회에서는 다음과 같이 정의한다.
암페어는 무한히 길고 무시할 수 있을 만큼 작은 원형 단면적을 가진 두 개의 평행한 직선 도체가 진공중에서 1m의 간격으로 유지될때, 두 도체 사이에 매 m 당  \textstyle 2\times 10^{-7}\ {\color {Blue}{\textrm {N}}}의 힘이 생기게 하는 일정한 전류이다.
과학에 쓰이는 단위는 종종 질량이나 무게와 같이 자연 언어를 사용하기도 하지만 이러한 단위 역시 역학과 같은 과학 분야에서는 엄밀하게 정하여진 정의에 따라 사용된다. 이와 같이 과학적 양의 측정은 조작적으로 정의된 측정 단위를 사용한다.
새로운 과학적 지식의 수립은 기존의 측정 단위에 대한 개념과 정의를 바꿀 수도 있다. 예를 들어 아이작 뉴턴은 “일정하게 주어져 있는 시간과 공간 등에 대해서는 별도로 정의하지 않는다”고 하였지만, 알버트 아인슈타인이 특수 상대성 이론을 수립함으로써 시간은 더 이상 고정적인 어떤 것이 아니라 동시성의 상대성을 지닌 양이 되었다.
과학적 방법의 요소 > 특성화 > 측정

체계적이고 신중한 측정을 통한 계량이 이루어졌는가 하는 점은 종종 사이비과학인 연금술과 자연 과학인 화학을 구분하는 주요 기준이 된다. 과학적 측정의 결과는 흔히 도표, 그래프, 지도 또는 상관분석이나 회귀분석과 같은 통계적 분석의 형태로 제시된다. 가설이나 이론이 예측하는 현상을 검증하기 위한 실험에서 이루어지는 측정은 다른 요소가 현상에 영향을 주는 것을 방지하기 위해 통제된다. 보다 정확한 측정을 위해 여러 가지 과학 도구가 사용되기도 한다. 부피의 측정을 위해 메스실린더를 사용하는 것을 예로 들 수 있다.
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| “ | "나는 무엇이든 한두 번의 관찰만으로 확정지어 이야기하지는 않는다." | ” |
|   | — 안드레아스 베살리우스 (1546)  |  |
과학적 방법의 요소 > 특성화 > 불확정성

과학에서 측정은 항상 불확정성에 대한 평가를 동반한다. 불확정성은 종종 요구되는 양에 대한 반복적인 측정으로 평가된다. 즉, 반복하여 측정된 양을 평가하여 계산함으로써 불확정성의 정도를 파악할 수 있다. 예를 들어 반복하여 측정된 양의 평균을 측정 값으로 정하는 것을 통해 오차의 범위를 정할 수 있다. 불확정성의 정도를 나타내는 지수로 측정불확도가 있다.
인구와 같이 시시각각 변하는 양은 측정하는 동안에도 계속하여 변하기 때문에 특정 시점에서의 측정 값에는 어느 정도의 오차가 필연적으로 발생한다. 원자 궤도와 같은 경우에는 관측 자체가 대상의 상태를 변화시키므로 확률적인 측정만이 가능하다.
과학에서는 측정된 양의 오차의 범위를 좁히기 위해 다양한 측정 방법을 개발하여 왔다.
과학적 방법의 요소 > 특성화 > 특성화의 사례: 수성의 근일점 이동

연구의 영역이 확장되면 특성화의 요소도 확장될 수 있다. 수천년 전부터 칼데아, 인도, 페르시아, 아랍, 유럽 등지에서 이루어진 지구의 운동에 대한 측정은 고전 역학이 수립되면서 뉴턴의 운동 법칙으로 설명할 수 있게 되었다. 그러나, 수성의 공전 궤도에서 근일점이 계속하여 이동하는 근일점 이동은 고전 역학으로는 설명할 수 없었다. 20세기에 들어 아인슈타인의 일반 상대성 이론이 정립되면서 태양의 중력으로 인해 시공 자체의 변화가 일어난다는 점이 밝혀졌고, 이에 따라 수성의 공전주기가 한 번 공전할 때마다 0.1초씩 줄어들어 100년이면 약 43초가량 빨라진다는 것을 측정할 수 있었다.
과학적 방법의 요소 > 가설

이 부분의 본문은 가설입니다.
가설은 현상을 설명하거나, 현상이 일어나는 가능성 있는 원인에 대한 제안이다.  보통 가설은 수학적 모형의 형태로 제시된다. 항상 그런 것은 아니지만, 가설은 때때로 존재 한정이나 전칭 한정의 형태로 제시되기도 한다.
과학적 방법의 요소 > 가설 > 가설에 따른 예측

가설은 현상의 원인을 설명하고 이에 따라 현상을 예측할 수 있어야 한다. 가설에 따른 예측은 실험이나 자연 현상의 관찰을 통해 검증할 수 있다. 가설에 따른 예측이 검증되기 이전까지 가설은 어디까지나 그럴 수 있는 가능성 만을 의미할 뿐이며 실제와 부합하는지 확인되지 않은 설명으로 취급된다. 실험이나 관찰에 의해 검증할 수 없는 가설은 비과학적인 것으로 취급된다. 때문에 과학 이외의 여러 분야에서 진실로 받아들여지는 여러 가지 지식들 역시 비과학적인 것으로 다뤄진다. 과학적 가설에 따른 예측은 측정 가능하고 실험이나 관찰을 통해 검증할 수 있는 것이어야 한다.
과학적 방법의 요소 > 가설 > 예측의 사례: 일반 상대성 이론

아인슈타인은 일반 상대성 이론을 수립한 후 시공간의 구조에 대해 관측 가증한 몇 가지 특별한 예측을 발표하였다. 그 중에 하나는 빛이 중력장에 의해 휠 수 있다는 것이다. 일반 상대성 이론에 따르면 강력한 중력장은 시공간 자체를 변형시키기 때문에 빛 자체로서는 직진한다고 하더라도 제3의 관찰자 입장에서 보았을 때 진행 경로가 곡선일 수 있는 것이다. 예를 들어 블랙홀과 같은 매우 큰 중력장은 배경에 있는 천체에서 나온 빛의 진행에 영향을 주어 제3의 관찰자가 보기에 마치 렌즈를 통해 보는 것처럼 천체의 상(像)이 여러 개로 보일 수 있다. 이를 중력 렌즈라고 한다. 아서 에딩턴은 1919년 개기 일식 때 실제로 중력 렌즈 현상을 관측하여 이를 입증하였다.
과학적 방법의 요소 > 실험

이 부분의 본문은 실험입니다.
가설에 입각한 예측은 실험을 통하여 검증되어야 한다. 만약 시험 결과가 예측과 일치한다면 가설은 보다 타당한 설명으로 인정되며, 여러 차례의 실험 결과 가설에 따른 예측이 계속하여 들어맞는다면 가설은 이론으로 받아들여지게 된다. 반대로, 실험 결과가 예측한 바와 다르다면 가설은 의심받게 되고, 계속하여 가설에 따른 예측과 실험 결과가 다르다면 가설은 현상을 설명하는데 부적합한 것으로 취급되어 변경되거나 폐기된다. 예를 들어 한 때 연소를 설명하던 플로지스톤설은 연소 뒤에 오히려 질량이 증가하는 현상을 설명하지 못하였고 산소의 발견과 함께 폐기되었다.
실험은 가설을 검증하기 위한 시험이다. 예측이 유효한 것인지를 확인하기 위해 이루어지는 실험은 다른 요인들에 의한 간섭을 배제하기 위해 통제되며, 정량적인 측정을 통해 예측을 검증한다. 실험 통제는 측정하고자 하는 변화 이외이 조건을 갖게 한 상태에서 예측되는 변인을 부가하는 실험군과 그렇지 않은 대조군을 비교함으로써 예측이 현상에 부합하는 지를 시험한다. 예를 들어, 그리피스 실험에서 파괴된 r형 폐렴균과 s형 폐렴균이 혼합된 주사는 실험군이고 r형 폐렴균만으로 이루어진 주사는 대조군이 된다. 그리피스 실험의 결과 DNA가 형질전환을 일으키는 유전 물질임이 증명되었다.
과학적 방법의 요소 > 실험 > 실험 통제의 사례:멘델의 실험

멘델의 유전법칙  문서를 참고하십시오.
멘델은 완두콩을 오랫동안 자가수분하여 특정한 유전형질이 고정된 순종을 얻었다. 그리고 일곱 가지 대립되는 유전형질을 선택하여 이를 잡종 교배할 경우 자식 세대에 발현되는 형질은 어떻게 되는지 관찰하였다.
맨델은 위의 7가지 대립형질을 잡종 교배하였을 때 자식 세대에서 나타나는 발현 빈도를 조사하였다. 순종 간의 교배에서 바로 다음의 자식은 모두 대립 형질 중 한 가지의 특징만을 보였으며 이를 다시 자가 수분하여 얻은 제2세대에서는 대립형질의 발현 빈도가 일정한 비율을 이루었다. 멘델은 이 실험 결과를 토대로 유전법칙을 수립하였다.
과학적 방법의 요소 > 평가와 수정

반증 가능성  문서를 참고하십시오.
과학적 방법은 각 요소간의 상호 반응에 따라 이루어지는 과정이다. 과학적 방법은 어디까지나 경험적 귀납에 의해 이론을 구축하는 것이기 때문에, 새로운 증거가 제시되어 기존의 가설이 반증되면 기존의 가설을 대신하는 새로운 가설을 수립하게 된다. 실험 결과가 가설이 예측한 바와 부합하지 않는 다면 가설은 수정되거나 폐기되어야 한다. 과학적 방법은 실험의 방법과 결과를 완전히 공개하여 누구든 가설이나 실험 결과를 평가하고 수정할 수 있도록 한다. 과학적 지식은 절대적이지 않으며 언제나 반증 가능성이 있다.
한편, 기존의 가설에 대한 반증 역시 과학적 방법을 사용한 것이어야 한다. 예를 들어, 평평한 지구나 지적설계론과 같이 기존의 과학 이론을 부정하는 주장이 과학으로 받아들여지지 않고 사이비과학으로 취급되는 까닭은 이러한 반론이 과학적 방법에 의한 것이 아니라 주장하는 사람들의 믿음이나 편견에 기인한 것이기 때문이다.
과학적 방법의 요소 > 일반화

과학은 사회적인 활동이다. 과학 연구는 과학계에서 확인될 때 그 업적이 인정된다. 한두 번의 실험 결과만으로는 새로운 과학적 지식이 인정되기 어렵다. 반복적인 실험을 통해 다른 과학자들 역시 동일한 결과를 확인하면 일반적으로 받아들여져 과학 이론으로 인정된다.
과학 이론은 다양한 범위에서 관찰된 설명들을 모은 것이다. 원자 이론, 진화 이론 등의 과학 이론은 대부분 진실로서 받아들여진다. 그러나 과학에는 불확실성에 대한 여러 가지 단계가 있을 뿐 완전히 확실한 것은 없다. 과학 이론 역시 나중에 나오는 증거에 의해 바뀔 가능성이 얼마든지 있다.
과학적 방법의 사례: DNA 연구

DNA  문서를 참고하십시오.
DNA의 구조에 대한 연구 사례를 통해 과학적 방법을 이용하여 새로운 과학 지식을 얻는 과정을 살펴 본다.
#과학적 방법의 요소에 해당하는 사례로서 DNA의 발견 과정을 보면,
알려진 사실: 1940년대 록펠러 대학교의 오즈월드 에이버리 등의 실험을 통해 DNA가 유전 물질임이 밝혀졌지만 1950년까지도 그 메커니즘은 밝혀지지 않고 있었다.
새로운 가설: 프랜시스 크릭과 제임스 왓슨은 DNA가 나선형 구조를 가지고 있을 것이라는 가설을 세웠다.
예측: 담배 모자이크 바이러스 실험을 통해 왓슨은 크릭의 나선 모형에 주목하였다.
실험과 검증: 왓슨은 X선 회절 실험을 통해 DNA의 구조에 대한 예측을 검증하였고 사진 51을 통해 자신들의 예측이 들어맞는 다는 것을 입증하였다.
반복 실험과 재현: 이러한 방식은 DNA 가설의 평가와 개선에서도 반복 된다.
과학적 방법의 사례: DNA 연구 > 특성화

1950년 DNA가 유전 물질이며, 유전 정보를 전달한다는 것이 발견되었다. 그러나, 유전자와 같은 유전 정보가 어떤 방식으로 DNA에 담겨 있는 지와 같은 것은 밝혀내지 못하였다. 윌리엄 로런스 브래그가 소장으로 재직하고 있던 케임브리지 대학교 연구소에서는 X선의 회절을 이용한 사진 촬영들 통해 여러 가지 분자의 구조를 밝혀내고 있었다. 이 연구소에서는 소금의 결정과 같은 단순한 것에서부터 보다 복잡한 분자 구조까지 연구 범위를 넓혀 나갔다. 많은 연구원들이 노력한 결과, DNA에 대한 X선 회절 사진을 촬영할 수 있었다. 이렇게 촬영된 사진 51은 이후 DNA의 구조에 대한 가설을 세우는 결정적 근거로 사용되었다.
과학적 방법의 사례: DNA 연구 > 가설 설정

라이너스 폴링은 DNA가 삼중 나선 구조를 가지고 있을 것이라는 가설을 세웠다. 프랜시스 크릭과 제임스 왓슨 역시 이 가설을 검토하였다. 그러나, 관찰과 실험 결과가 이 가설에 따른 예측과 다르게 나오자 크릭과 왓슨은 폴링의 가설을 폐기하였다.
과학적 방법의 사례: DNA 연구 > 예측과 실험

제임스 왓슨과 프랜시스 크릭, 그리고 다른 과학자들은 DNA가 나선 구조를 지닐 것이란 가설을 세웠다. 이러한 가설에 따르면 DNA에 대한 X선 회절 사진은 X자 모양의 강조된 반점이 나타나야 한다. 코칸, 크릭, 밴드 등은 이러한 예측에 따라 실제 X선 회절 촬영이 그렇게 나타나는 지를 확인하였다. 또한 스토크 등도 독립적으로 동일한 실험을 하였다. 실험 결과 이 예측은 옳은 것으로 검증되었고, DNA가 나선 구조를 갖는 다는 코칸-크릭-밴드-스토크 이론은 관찰된 X선 회절 사진에 나타난 패턴이 보여주는 나선 구조를 수학적 모형으로 설명할 수 있었다.
크릭과 왓슨은 DNA의 구조가 이중 나선임을 밝히는 첫 논문을 발표하면서 DNA 자체가 복제 기능이 있을 것이라고 예측하였다. 이 예측은 3년 후 당시 센인트루이스의 워싱턴 대학교에 재직하고 있었던 아서 콘버그에 의해 사실임이 검증되었다. 콘버그는 세포 없이 DNA만을 시험관에 넣어 복제하였다.
과학적 방법의 사례: DNA 연구 > 반복 실험과 일반화

DNA의 구조가 이중 나선이라는 것을 발견한 후, 왓슨은 자신들의 발견을 다시 확인하기 위해 브랙에게 B형 DNA의 X선 회절 이미지를 보냈다. 브랙은 이 이미지를 바탕으로 DNA의 구조를 다시 연구하여 모형을 제작하였다. 다시 검토된 DNA의 구조 모형 역시 크릭과 왓슨이 세웠던 가설과 일치하였고, 이로써 DNA의 구조가 이중 나선의 형태를 지닌다는 것이 일반적인 과학 이론으로 받아들여지게 되었다.