科学哲学

科学的定义

科学与非科学区分被称为划界问题。例如，精神分析应该被认为是科学吗？所谓的“创世科学”、膨胀的多重宇宙假说、宏观经济学是科学吗？卡尔·波普尔称这是科学哲学中的核心问题。然而，对于该问题，没有一种统一的说法赢得了哲学家普遍的接受，有些人甚至认为此问题无法解决或没有意义。
早期，逻辑实证主义者尝试将科学建立在观测之上；相应的，非科学则是非观测的，因此毫无意义。波普尔认为，科学的核心属性是可证伪性。也就是说，每一个真正科学的说法（至少在原则上）是有可能被证明是错误的。
伪装成科学，试图得到本来没有能够实现的合法性，这样的一个领域，就被称为伪科学、边缘科学，或垃圾科学。物理学家理查德·费曼提出了“草包族科学”一词：研究人员认为他们正在做科学，因为他们的活动具有科学的外表；但实际上他们缺乏“那种彻底的诚实”，让他们的成果进行严格的评估。各类商业广告宣传，从炒作到欺诈，都可能属于这些类别。

科学解释

与此密切相关的问题是，什么才算是一个好的科学解释。除了提供对未来事件的预测，社会往往需要科学理论为经常发生或已经发生的事件提供解释。哲学家们对“一个科学理论成功地解释了一个现象”以及“一个科学理论具有解释力”之说法所凭依的标准进行了调查研究。
演绎-律则模型（D-N模型）是一个早期的，有影响力的科学解释的理论。它说，一个成功的科学解释必须能从一个科学定律推断出某个现象的发生。这种观点受到了很多的批评，导致人们想出几个普遍承认的反例。如果待说明事物不能从任何律则推导出（因为它基于偶然，或者不能完全从已知条件预测），这时候澄清“（科学）解释”是什么意思就特别具有挑战性。韦斯利·C·萨尔蒙发展了一个模型，其中一个好的科学解释必须和要解释的结果在统计学上相关。其他人则认为，一个好的解释的关键，是能统一不同的现象或能提供因果机制。

科学的证实

虽然常常被人们视为理所当然，但一个人从若干个具体的实例推断出一个一般性陈述的有效性，或者从一系列的成功试验推断出理论的真实性，这个过程其实并不清晰。例如，一只鸡指出，每天早晨农民都来，给它食物，如此连续数百天。因此，鸡可以用归纳推理来推断，农民将每天早上送吃的。然有一天早上，农民来了，把鸡杀了。如何相信科学推理比鸡的推理更值得信赖？
任何青睐于归纳的论证必须避免评判标准的问题，因为这种问题中，任何辩护必须依次是合理的，从而导致无穷的回归。这个关于回归的论断已经被用来给无穷回归指明一条出路，即基础主义。基础主义声称有一些基本语句不需要被证实。归纳和证伪两者都是基础主义的表现形式，因为它们依赖于直接衍生于感官体验的基本陈述。
一种思路是，承认归纳不能带来确定性，但观察一个一般陈述的更多实例可以至少使该一般陈述更可能。因此，鸡从之前的那些早晨得出“农民第二天早上有可能再次带来食物”的结论是合理正确的，即使这不能被确定。但是，对于一个一般陈述，将证据转化为其真实度（为真的可能性）的过程仍然存在困难。一种走出这些困难的办法是，宣布一切对科学理论的信仰都是主观的（贝叶斯的）或者个人的，而正确的推理仅仅是关于证据应如何随时间改变一个人的主观信念。
一些人认为，科学家做的根本不是归纳推理，而是反绎（溯因，abductive）推理，或旨在取得最好解释的推理。在这种描述下，科学的本质不是把具体个例一般化，而是对所观察到的事物做出（假设性）解释。正如前面讨论的，“最好的诠释”是什么意思，并不总是很清楚。奥卡姆剃刀建议选择最简单的解释，因此在这种方法的一些版本中起着重要的作用。返回到鸡的例子，农民关心鸡并且无限期继续照顾它，或者农民把鸡育肥起来屠宰，这两者哪一个是更简单的假设？哲学家们试图使这一启发式原则变得更为精确，在理论简约性或其他衡量标准下。然而，尽管已经提出各种对简单程度的衡量标准，人们普遍认为没有这样的一个理论无关的对简单的衡量。换句话说，对简单程度的衡量标准似乎和理论本身一样多，而在多个对简单的衡量之间进行选择的任务似乎和在理论之间进行选择一样麻烦。

与理论不可分割的观测

科学家进行的观测包括透过望远镜眺望星空、研究电子屏幕上的图像、记录仪表的读数等等。一般地，在一个基本的水平上，他们可以就他们所看到的达成一致，例如，温度计显示37.9摄氏度。但如果这些科学家对解释这些基本的观察的理论抱有不同的想法，他们可能会互相不同意对方的观察。例如，在阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论之前，观察者很可能会将右图中的图像解释为五个不同的天体。然而，根据广义相对论，天文学家会告诉你，实际上只有2个物体，一个在中心，一个在周围并且拥有四个不同的图像（参见引力透镜）。或者，如果其他的科学家怀疑是望远镜有什么毛病，实际上只有一个天体被观察到，那他们所根据的又是另一个理论。不能从理论解释分割的观察被称为是载有理论的（theory-laden）。
所有的观察都涉及感知和认知。也就是说，人不是被动地进行观察，而是积极地把被观察的现象从周围的感官数据中区分开来。因此，观察受一个人的基础的对世界运作方式的理解的影响，而这个理解会影响什么被感知、注意到或认为值得考虑。在这个意义上，可以说所有的观察都是载有理论的。
此外，大多数科学的观察必须在理论的范围内进行，才会有意义。例如，当一个人用温度计观察测量的温度升高，该观测基于关于温度的性质和它的测量，以及假设有关如何温度计功能的假设。这种假设是必要的，以便获得有用的科学观测（例如，“温度上升2度”）。

科学的目的

科学的目标应当是得到最终的真理吗？抑或科学有不能回答的问题？科学实在论（scientific realism）者认为科学致力于真理，一个人应该将科学理论视作真的，近似真的，或可能真的。相反，科学的反实在论者（scientific anti-realism）认为，科学的目的不是真理（或至少在真理上并不成功），特别是有关于像电子或平行宇宙的不可观测事物的真理。工具主义者认为，科学理论只应被评价为是否有用。在他们看来，理论是否真实并没有所谓，因为科学的目的是要做出预测，以及实现技术。
实在论者往往指向最近的科学理论的成功作为现有理论真（或接近真）的证据。反实在论者则指向科学史上许多虚假的理论、认识的道德、虚假模型假设的成功，或指向广泛被提及的对客观性的后现代批评，作为反对科学实在论的证据。反实在论者试图解释科学理论的成功而不提及真理。一些反实在论者声称科学理论只对可观测对象追求精确度，并认为这些理论的成功也主要是由此标准判断的。

科学与价值

价值观与科学在很多不同的方面有交集。有的认识论价值观主要就是指导科学研究的。科学事业是通过每个从业者的个体行为而嵌入在具体的文化和价值观中的。价值观源于科学，既是其产物又是其过程，而且能够在社会上的多个文化中散布。
如果不明确什么是科学、证实理论的过程如何进行、以及科学的目的是什么，价值观和其他社会影响将会有相当大的范围塑造科学。事实上，价值观可以起很多作用，从决定哪个研究得到资助，到影响哪个理论得到科学共识。例如，在19世纪，科学家所抱有的文化价值观就在相当程度上影响了关于进化的研究，而关于社会阶级的价值观则影响了关于颅相学（当时仍被认为是科学的）的争论。女性主义科学哲学家、科学社会学家和其他人则探讨了社会价值观对科学的影响。

现代之前

科学哲学的起源可以追溯到柏拉图和亚里士多德，他们将近似推理和精确推理区分开来，建立了溯因，演绎和归纳三大推理之框架，并分析了类比推理。11世纪的阿拉伯学者海什木（拉丁文名为Alhazen）通过对照实验测试（他称为阿拉伯语：al-i'tibar）进行了光学（反射光学和折射光学）研究，并且使用了几何学。罗杰·培根（1214–1294），方济会的修士，英国思想家和实验者，是被很多人认可的是现代科学方法之父。他已经有了数学是正确认识自然哲学的基本要素的观点，这被认为是领先于他的时代400年。

现代

弗兰西斯·培根是科学革命时期的一个重要人物。在他1620年的著作《新工具》（参考亚里士多德的《工具论》）中，培根概述了一个新的逻辑系统，以替代三段论之旧哲学。培根的方法依赖于实验的历史，以消除替代的理论。1637年，勒内·笛卡尔在他的《方法论》中建立了一个新的科学方法之指导原则的框架，提倡理性主义。艾萨克·牛顿的观点却与此相反，1713年他在《自然哲学的数学原理》第二版中声称：“…假设…在实验哲学（科学）中没有地位。在这种学问中，命题是从现象中推导出来的，并通过归纳而推广到一般。” 　这段话影响了此后一整代人的哲学思想，他们因此认为应该禁止在自然哲学中使用因果假设。尤其是18世纪后期的大卫·休谟，他明确地怀疑科学确定因果关系的能力，并给出了归纳问题的一个明确的描述。19世纪，约翰·缪勒的著作对于科学方法之概念的形成过程也十分重要，为后来的关于科学解释的著述开了头。

逻辑实证主义

20世纪初时，工具主义在物理学家之间变得流行；之后长达几十年，逻辑实证主义定义了物理之领域。逻辑实证主义只承认可检验的陈述为有意义的，反对形而上学的解释，并抱有证实主义（关于知识的一套理论，结合了逻辑主义、经验主义和语言学，将哲学立在与经验科学一致的基础上）。为了检修所有的哲学并将它转换成一个新的科学的哲学，柏林学派和维也纳学派在1920年代后期提出了逻辑实证主义。
通过解读路德维希·维特根斯坦早期的语言哲学，逻辑实证主义者确定了一个可验证性的原则，或认知上有意义的准则。从伯特兰·罗素的逻辑主义他们试图将数学还原为逻辑。他们也接受了罗素的逻辑原子论、恩斯特·马赫的现象学（心里知道只有实际的或潜在的感官体验，这是一切科学的内容，无论是物理或心理）和珀西·布里奇曼的操作主义。因此，只有可验证的（理论）是科学的和认知上有意义的，而无法验证的即是不科学的、认知上无意义的“伪陈述”（形而上的，感情的，等等），不值得哲学家进一步审查，因为哲学家的任务是组织知识而不是开发新的知识。
逻辑实证主义由于其强烈的科学反实在主义而远近闻名，清除不可观察的东西，包括因果、机制和原则。不过，还是可以允许提及这样的不可观测变量，作为隐喻（以抽象角度看待直接观察），或最坏的情况，作为形而上学的或情感的概念。理论定律将还原为经验定律，而理论的词汇将从观测的词汇通过对应规则来获得意义。物理学中的数学会通过逻辑主义还原为符号逻辑，而理性的重建将把普通的语言转换成标准的等价物，所有都连接和统一在一个逻辑句法之下。科学理论将需要阐述其验证方法，使得一个逻辑演算或实证操作就可以验证其虚假或真实。
1930年代后期，逻辑实证主义者逃离了德国和奥地利，来到了英国和美国。当时，许多人已经用奥图·纽拉特的物理主义取代了马赫的现象学；而鲁道夫·卡尔纳普也试图用简单的确认来替换验证。在1945年二战结束时，逻辑实证主义变得温和，变成了逻辑经验主义，主要由卡尔·亨普尔（在美国）领导，他阐述了科学解释的覆盖律模型，将其作为一种识别科学解释的逻辑形式的方式，不借助任何令人怀疑的“因果关系”。逻辑实证主义运动成为分析哲学一个重要的支柱，主导了英语世界的哲学，包括科学哲学，而且同时影响着科学，晚至1960年代。然而这个运动未能解决科学哲学的核心问题，其学说也越来越多的被攻击。但无论如何，它使得科学哲学作为哲学的一个独立的分支学科而建立，其中亨佩尔发挥了关键作用。

托马斯·库恩

在他1962年的著作《科学革命的结构》中，托马斯·库恩对逻辑实证主义给出了精辟的反对。他认为，观察和评价的过程，都是在一个范式（paradigm）之内发生的；所谓“范式”，就是这个世界的一个逻辑自洽的“肖像”，并与从它的框架出发所做的观察一致。范式也包含某个科学学科的定义性的理论问题（体系）和实践操作。他描述了观察和“谜题解决”的过程，此过程在一个范式内发生，他称之为“正常的科学”。他还解释了一个范式如何能压倒另一个范例，这一过程他称之为“范式转变”。
库恩认为，不可能把被测试的假设从观测所基于的理论的影响隔离开来；他论证道，不可能独立评估互相竞争的范式。不止一个逻辑合理的结构可以描绘出一个可用的这个世界的画像，但没有共同的基础，使得坑对坑，理论对理论。两者都不能作为判断对方的标准，所以没有明确的方法来衡量科学进步。
对于库恩，范式的选择是由逻辑过程持续的，但不由其最终确定。一个人在范式之间选择，需要把两个或更多的“肖像”与世界本身相比对，并决定哪个画像是最靠谱的。如果出现其中一个范式被普遍接受的情况，则意味着科学界达成了共识。库恩认为，接受或拒绝某种范式是一个逻辑过程，也是一个社会过程。然而，库恩的立场并不带有相对主义。库恩说，一个范式转变将发生，当旧范式下出现了显著数量的观测异常，而新范式能够合理解释这些“异常”。也就是说，一个新范式的选择是基于观测，即使这些观测是以旧范式作为背景的。

真理融贯论

与科学建立在基本假设之上的观点相反，融贯论断言，一个陈述只要是融贯体系的一部分便是合理的。或者说，单个陈述不能自行验证：只有融贯体系可以被验证。金星凌日的预测，是因为其与更广的关于天体力学的信仰和以前的观测结果相一致而被视为是证实了的。正如前述，观察是一种认知行为，也就是说，它依赖于预先存在的理解，一套系统的信仰。金星凌日观测需要一大套的辅助性信仰，比如望远镜的光学原理、望远镜架的力学、和对天体力学的理解。如果预测失败，凌日没有观察到，这可能会促使人们对系统进行调整、改变一些辅助性假设，而不是对理论体系的排斥。
事实上，根据杜恒-蒯因论题（得名于皮埃尔·迪昂和威拉德·蒯因），一个孤立的理论是不可能被测试的；人们总是要添加辅助假说才能做出可以检验的预测。例如，要在太阳系中测试牛顿万有引力定律，人们需要有关太阳和所有的行星的质量和位置的信息。19世纪时，天王星的轨道的预测失败，没有导致牛顿定律的拒绝，而是导致了太阳系只有七个行星的假说的拒绝；随后的调查发现了第八颗行星，海王星。如果检验测试失败，那就是有什么不对劲；但找出到底是什么，也是个难题：失踪的行星、校准非常差的测试设备、未预料到的空间曲率，或什么别的。
迪昂-蒯因论点的一个后果是，人们可以让任何理论与任何实践观察相兼容，只要添加足够数目的合适特设假说。卡尔·波普尔接受了此论点，导致他拒绝简单幼稚的证伪行为。相反，他喜欢“适者生存”视图，其中最可证伪的科学理论是被青睐的。

“皆可”方法论

保罗·费耶阿本德（1924－1994）认为，没有科学方法之描述能够广泛到足以涵盖所有的科学家所用的途径和方法。他声称，在科学的发展中，不存在既有用又无特殊例外的方法论法则。费耶阿本德反对有意规定的科学方法，理由是任何这种方法会扼杀及钳制科学进步。费耶阿本德声称“唯一不妨碍进步的原则是：什么都可以”。
费耶阿本德认为，科学之始乃是一个解放运动，但随着时间的推移变得越来越教条和刚性，因此已经越来越多地成为一个意识形态；尽管它十分成功，但科学已开始具备一些压迫人的特性。他认为，不可能拿出一个明确的方法，把科学与宗教、魔法、或者神话区分开来。在他看来，科学作为指导社会的唯一主流思想，是专制和无根据的。这种认识论无政府主义的论调让费耶阿本德从他的批评者口中获得了“科学的最可怕敌人”之头衔。

欧陆哲学

欧陆哲学传统中的哲学家不属于正统意义上的科学哲学家。不过，他们对科学还是有很多论述，其中一些人已经预见了在科学哲学中的分析式的主题。例如，尼采在他的《道德的谱系》中发展了这样的命题，他说，在科学中寻求真相的动机是苦行僧式的理想。
一般情况下，在欧陆哲学中，科学是被从世界历史的角度所审视的。G·W·F·黑格尔是最早持有这一观点的哲学家之一。哲学家皮埃尔·迪昂和加斯东·巴舍拉也都在他们的著作中用了这种世界历史的视角描述科学，远较库恩为早。所有这些方法都涉及历史和社会学向科学的转型，以生活经验（胡塞尔“生活世界”的一种）为优先，而不是像分析传统中那样采用基于进展的或反历史的方法。这种强调可以通过埃德蒙德·胡塞尔的现象学，梅洛-庞蒂死后发表的作品（自然：课程笔记，法兰西学院，1956-1960年），和马丁·海德格尔的解释学看到。
对大陆传统在科学方面的最大影响是马丁·海德格尔对理论态度（现成性，Vorhandenheit）的广泛批判，当然也包括科学的态度。为此大陆传统一直更多持怀疑态度的科学的重要性，在人类生活和哲学探究。无论如何，产生了大量的重要作品：尤其是库恩的前体，亚历山大·夸黑。另一个重要发展是米歇尔·福柯的历史和科学的思想的分析，在《词与物》的和他在疯狂的“科学”范围内对权力和腐败的研究。20 世纪后半叶贡献欧陆科学哲学的后海德格尔作者包括尤尔根·哈贝马斯（“事实和理由”，1998年），卡尔·冯·魏茨泽克（“统一的自然界”，1980年）， 和Wolfgang Stegmüller（科学理论与分析哲学中的问题与结果，1973-1986年）。

社会责任

一个影响科学中立性的广泛问题是，科学选择了那些领域去探索，也即，科学研究的是世界和人类的哪一部分。菲利普·基彻在他的《科学、 真理和民主》中认为，有些科学研究，试图表明人口的一部分相比其他人，不太聪明、 不太成功或情感上落后，这会有一种政治反馈效应，进一步排除这类人群获取科学的机会。因此这种研究，由于排除了某些人，破坏了科学所需的良好的广泛共识，并因此证明自己终究是不科学的。