Tradicionalmente se suele definir la ciencia como el método para descubrir la realidad que emplea la siguiente secuencia de pasos: en primer lugar se observan una serie de hechos haciendo las medidas que sean necesarias para describir su comportamiento mediante una ley expresada matemáticamente. A continuación se emite una hipótesis para explicar dicha ley. Después se comprueba si la hipótesis propuesta es acertada mediante experimentos adecuados. Si los datos experimentales avalan la hipótesis, ésta se convierte en teoría; si, por el contrario, la experimentación no corrobora las predicciones de la hipótesis, ésta es rechazada y se busca otra nueva.  

Ciertamente esa definición cuadra bien con el descubrimiento de la Teoría de la Gravitación universal de Newton. Aquí, los hechos observables son los movimientos de los planetas y satélites del Sistema solar, las leyes que las rigen fueron formuladas por Kepler y finalmente Newton estableció la Teoría de la Gravedad que explica las citadas leyes y permite, además, resolver innumerables cuestiones cotidianas. Más aún, la misma teoría sirvió para predecir la existencia de Neptuno antes de ser visto por los telescopios a partir de algunas anomalías en la órbita de Urano.

En general se admite que esta definición se aplica razonablemente bien a la Física o a la Química pero no a las ciencias sociales como la Historia donde no cabe realizar experimentos para comprobar las hipótesis. Más aún en muchas de las ciencias sociales el empleo de expresiones matemáticas para describir los hechos observados y/o para hacer predicciones es generalmente muy problemático, por no decir imposible.

Por ello, algunos sostienen que la palabra ciencia, para que sea operativa, debe restringirse a las ciencias de la naturaleza: Física, Química, Geología y Biología (y, por extensión, a Bioquímica e incluso, quizás, a las Ciencias de la salud).

Lamentablemente, la cuestión no es tan sencilla. Por ejemplo, en Vulcanología, una de las ramas de la Geología, sucede como en Historia: no pueden hacerse experimentos para comprobar si una hipótesis es correcta o no. Por su parte, la Teoría de la Evolución, pieza clave de la Biología, tampoco podría considerarse una verdadera teoría científica porque ni es capaz de predecir en qué se va a convertir ninguna de las especies existentes en la actualidad ni ha sido formulada matemáticamente. De otro lado, puede suceder que en una actividad que está totalmente alejada de las ciencias de la naturaleza se sigan las pautas del método científico; por ejemplo, cuando la policía encuentra información en el escenario de un crimen que apunta a determinado sospechoso, y luego se le tiende una trampa para comprobar si efectivamente es culpable.

Por todo ello, en la discusión que sigue sólo se tendrán en cuenta aquellas ramas de las ciencias de la naturaleza en las que se usa el laboratorio para comprobar las hipótesis.  

Una vez definida el área de trabajo de la ciencia, es necesario volver sobre la formulación del propio método científico a la luz de lo que realmente hacen los científicos, porque los que investigan en las distintas ramas de la ciencia en realidad no siguen todos los pasos del método científico tal como ha sido formulado más arriba.

Sucede así que en la mayor parte de los laboratorios actuales de ciencia básica se parte ya de una idea o hipótesis preliminar que se expone en un proyecto de investigación para el que se solicita financiación. Luego, la labor experimental confirmará lo que se buscaba o, por el contrario, se encontrarán cosas diferentes (más o menos interesantes).

Podría pensarse que eso es debido a que el estado actual de la ciencia más bien lo que se busca es comprobar las teorías generales en casos particulares. Sin embargo, hay buenas razones para pensar que los científicos siempre han obrado así, pues según K. Popper, el sencillo enunciado de “observar los hechos” al que se refiere el primer punto del método científico, esconde una realidad más compleja. El autor cree que, a semejanza de los animales, los hombres solo observan lo que les interesa. Ahora bien, a diferencia de los animales, en cuanto el hombre tiene conciencia de que existe un problema se hace una idea sobre él, en otras palabras emite conscientemente una hipótesis y luego, eventualmente, trata de comprobarla. Por esta razón, K. Popper sostiene que la labor científica consiste simplemente en el diseño y la realización de experimentos que se hacen para descubrir si las hipótesis que hayan ido surgiendo pueden ser refutadas o no.

Más aún, el mismo  autor ha señalado que en realidad lo más característico de la ciencia es el proponer teorías que permiten hacer predicciones precisas, que de no cumplirse, permiten refutarlas. K. Popper llegó a esa conclusión al comparar la Teoría de la Relatividad de Einstein y las teorías de Marx, Freud y Adler que tanto influyeron en él y sus condiscípulos en sus años de estudiante universitario. Mientras que la primera predecía fenómenos que podían comprobarse si eran ciertos o no, las otras tres eran capaces de interpretar todos los hechos observados sin la menor dificultad.