Прежде всего, наука строит свои выводы на опытном изучении фактов, т.е. включает эмпирическую составляющую (от лат. empiricus— опыт). Опытное изучение природы означало использование эксперимента. Сам же эксперимент понимался как планомерно осуществляется, специально сконструированное действие по проведению испытания или проверке чего-нибудь. Посредством эксперимента исследователь как бы задавал природе интересующие его вопросы. Не случайно Ф.Бэкон, требуя пересмотра концепции образования в стране, писал: «Вообще же следует твердо помнить, что едва ли возможен значительный прогресс в раскрытии глубоких тайн природы, если не будут предоставлены средства на эксперименты».
В целом такой эмпирический характер научного знания стал культурным изобретением ХУП-ХУШ веков: в то время как средневековые схоласты позволяли заблуждаться относительно характера фактов в природе и социальном мире из-за того, что помещали между собой и реальностью ее интерпретацию, мыслители Нового времени отбросили интерпретацию, оставшись один на один с фактами как таковыми. Наблюдение как специально организованная процедура и эксперимент призваны были «увеличить дистанцию между «кажется» и «есть», между видимостью и действительностью», как точно скажет современный английский социолог А.Макинтайр. При этом схоластическому знанию доставалась «видимость», научное же «претендовав» на познание «действительного».
Опытное изучение природы и социального мира не препятствует созданию теоретических обобщений, а служит лишь способом их проверки. Эта связь «теория — опытное изучение природы», различным образом объясняемая, всегда присутствовала в работах мыслителей Нового времени. Так, Фрэнсис Бэкон с его акцентом на эмпирическом изучении природы в своей знаменитой работе «Новый органон» тем не менее уподоблял исследователя пчеле, которая не только собирает дань на полях и в садах, но и перерабатывает ее в мед собственными усилиями. Рене Декарт с противоположной рационалистической позиции (от лат. ratio — счет), с ее усиленным вниманием к деятельности «правильно рассуждающего ума» для познания природы, в «Правилах для руководства ума» осуждал тех высокомерных мудрецов, которые, пренебрегая опытом, воображают, что истина появится из их головы, как Минерва из головы Юпитера. Рационалистический способ познания, основателем которого он был, по его глубокому убеждению, обязан контролировать свои положения и выводы опытом (опытами), дабы не «скатиться» к схоластически-умозрительным рассуждениям.
Эту значимость опытного подтверждения выдвинутых идей «поднимал на щит» и великий физик и математик Исаак Ньютон. Его аналитический метод, не им изобретенный, но им осознанный и реализованный как методологический принцип, предполагал, что силы и простейшие законы природы устанавливаются на основе ее тщательнейшего наблюдения и изучения, с помощью «беспощадного контроля» опытом, экспериментом. Необходимость такого контроля была зафиксирована даже в девизе Лондонского естественнонаучного общества, выдающимся президентом которого он был: «Ничего со слов».