فلسفه علم یا فلسفه علوم شاخه‌ای است از فلسفه که به مطالعه تاریخ، ماهیت، اصول و مبانی، شیوه‌ها، ابزارها، و طبیعت نتایج به دست آمده در علوم گوناگون همت می‌گمارد. فلسفه علم، از لحاظ علم مورد بررسی خود به زیرشاخه‌های متعددی تقسیم می‌گردد که از جمله می‌توان فلسفه فیزیک، فلسفه شیمی، فلسفه ریاضیات، فلسفه زیست‌شناسی، فلسفه علوم اجتماعی، فلسفه مکانیک کوانتومی، و فلسفه نسبیت را ذکر نمود.
ظهور فلسفه علم
فلسفه علم نسبت به بسیاری از شاخه‌های دیگر فلسفه بسیار تازه و جوان است. اگر برخی از اظهار نظرهای ارسطو، فرانسیس بیکن در قرن شانزدهم، و تعداد اندک‌شماری از متفکران قرن نوزدهم مانند جان استوارت میل، هیوئل، و هرشل را استثنا کنیم، بحث‌های جدی، متمرکز و مفصل اولین بار در قرن بیستم و توسط پوزیتیویست‌های منطقی گسترش داده شد. بعدها بحث‌ها در موافقت و مخالفت با بیکن و استقراگرایان، و نیز با پوزیتیویست‌های حلقه وین منجر به پیدایش مکاتب بسیار مهم دیگری در فلسفه علم گردید. ابطال‌گرایی، واقع‌گرایی (رئالیسم علمی)، و نسبی‌گرایی از آن جمله هستند.
مباحث اساسی در فلسفه علم
روش‌شناسی: یکی از بحث‌های اساسی در تحلیل فلسفی علم این است که علم از چه روشی در شناخت جهان استفاده می‌کند، این روش چه ارزیابی فلسفیی دارد، و ما را به چه دانشی از جهان می‌رساند؟ به مجموعه این مباحث روش‌شناسی (methodology) گفته می‌شود.
استقراگرایی: معمولاً نخستین برداشتی که انسان از روش کسب دانش علمی و ماهیت آن دارد، این است که دانشمندان با نگاه دائمی به طبیعت، مشاهدات خویش را بدون دخالت سلیقه و باورهای شخصی و خرافات یادداشت می‌نمایند. سپس دانشمندان دست به تعمیم‌هایی در آن گزاره‌ها زده و گزاره‌هایی کلی‌تر به دست می‌آورند که می‌توان قانون علمی نامید. این دیدگاه که احتمالاً نخستین رویکرد بیشتر انسان‌هاست، قدیمی‌ترین دیدگاه فلاسفه درباره علم نیز بوده‌است.
استقرا چیست؟
ارسطو در ارغنون (ارگانون) که کتاب بزرگ وی در زمینه منطق و فلسفه منطق است، به بررسی انواع استدلال پرداخته و دو نوع اساسی استدلال را از یکدیگر جدا می‌کند:
?ـ قیاس یا استنتاج (deduction): استنتاج نوعی از استدلال است که با داشتن مقدمات آن، داشتن نتیجه ضروری می‌گردد. در این نوع استدلال می‌توان از مقدمات کلی به نتایج جزئی رسید؛ اما عکس این عمل امکان‌ناپذیر است. به علاوه واضح است که ضرورت نتیجه به این معناست که نمی‌توان از مقدمات صادق به نتایج کاذب رسید. استدلال‌های زیر از نوع استنتاج هستند: «همه تهرانیها ایرانی هستند» + «حسن تهرانی است» نتیجه: «حسن ایرانی است». و یا: «اگر باران ببارد، زمین خیس می‌شود» + «باران می‌بارد» نتیجه: «زمین خیس می‌شود».
?ـ استقرا (induction): استقرا یعنی رسیدن به نتیجه کلی از طریق مشاهدات جزئی و مکرر. این نوع از استدلال با استنتاج فرق اساسی دارد؛ زیرا می‌توان از جزئی به کلی رسید، با داشتن مقدمات نتیجه ضروری نمی‌گردد و می‌توان از مقدمات صادق به نتیجه کاذب رسید. به مثال زیر توجه کنید: «حسن تهرانی است» + « علی تهرانی است» + «رضا تهرانی است». نتیجه: «همه ایرانیها تهرانی هستند»!
همان‌طور که دیده می‌شود، با وجود مقدمات نتیجه ضروری نمی‌گردد. تنها نوع استقرا که در آن چنین ضرورتی وجود دارد، استقرای کامل است: فرض کنید در اتاقی ده نفر حضور دارند و فرض کنید یک نظرسنجی از همه آنها نشان می‌دهد که همه تهرانی هستند. در این صورت می‌توان گفت: «همه افراد این اتاق تهرانی هستند». این نتیجه‌گیری با اینکه از جنس استنتاج نیست، اما ضرورتاً صحیح است؛ اما در بیشتر موارد دسترسی به همه موارد وجود ندارد، به ویژه اگر موضوع مورد بررسی بتواند در آینده نیز پیش آید. حتی اگر همه کلاغ‌های امروزی را تک تک بررسی کنیم و مشاهده کنیم که همگی سیاه هستند، نمی‌توان نتیجه گرفت که «همه کلاغ‌ها سیاه هستند»؛ زیرا این حکم کلاغ‌های آینده را نیز شامل می‌شود.
در اینجا اشاره به این نکته مفید است که با وجود همه اشکالات، اگر استقرا نباشد، احتمالاً یکی از قوی‌ترین راههای به دست آوردن گزاره‌های کلی از دست می‌رود، و چنانچه این گزاره‌ها نباشند، احتمالاً مصادیق زیادی از استدلال‌های استنتاجی نیز از بین می‌روند؛ زیرا در استنتاج مقدمات کلی هستند.
?ـ ربودن (abduction): «ربودن» در واقع نوعی حدس زدن است. این نوع از استدلال در تقسیم‌بندی ارسطو وجود ندارد؛ اما در فلسفه علم جدید بسیار اهمیت دارد. نام دیگر این استدلال، استنتاج بهترین تبیین است. تبیین (explanation) یک پدیده عبارت است از: بیان علل و عوامل رخ دادن آن پدیده به طوری که رخ دادنش توجیه گردد. از دید بسیاری از فلاسفه یکی از اهداف اساسی و محوری علم به طور کلی تبیین پدیده‌هاست. ربودن یا استنتاج بهترین تبیین عبارت است از: رسیدن به یک (بهترین) فرضیه از یک مجموعه از مشاهدات. این استدلال به این ترتیب است: «مشاهده O برقرار است» + «فرضیه H مشاهده O را تبیین می‌کند» + «فرضیه H بهترین فرضیه از میان رقیبانش است» نتیجه: «H صادق است». این شکل استدلال که بحث‌های مفصلی را در فلسفه علم به خود اختصاص داده، نیز از نوع استدلال‌های غیرالزام‌آور است؛ یعنی داشتن مقدمات داشتن نتیجه را ضروری نمی‌کند.
روش‌شناسی استقراگرایانه
حال که با ماهیت استدلال استقرایی آشنا شدیم، می‌توانیم ببینیم استقراگرایی به چه معناست. مسلم است که در علم از استدلال استنتاجی استفاده می‌شود. تمام استدلال‌های منطقی و ریاضی که مثلاً در فیزیک کاربرد عمده دارند، از جنس استنتاج هستند؛ اما دیدیم که استنتاج نمی‌تواند برای ما قوانین کلی پدید آورد. ممکن است گفته شود قوانین منطق کلی هستند؛ اما اولاً این قوانین بر استنتاج حاکم‌اند، نه اینکه خود مبتنی بر استنتاج باشند، و ثانیاً این قوانین غیر تجربی‌اند، در حالی که قوانین فیزیک تجربی‌اند. پس علوم قوانین کلی را از کجا می‌آورند؟ باید چیزی بیش از استنتاج بر علم حاکم باشد، وگرنه علمی وجود نخواهد داشت. فرانسیس بیکن فیلسوف قرن شانزدهم میلادی نخستین کسی بود که استقرا را پیشنهاد داد. او معتقد بود که: 1. استقرا باید در علوم طبیعی به کار رود تا قوانین کلی پدید آیند. 2. استقرا یک شیوه استدلال موجه و معقول است.
بیکن به دانشمندان آینده توصیه نمود که هرچه می‌توانند داده جمع‌آوری کنند و جداولی طراحی کنند که این داده‌ها به طور منظم در آنها قرار داده شده‌اند. بدین‌ترتیب قانون علمی خود به خود از دل داده‌ها بیرون خواهد آمد. در واقع می‌توان نظم حاکم بر داده‌ها را کشف نمود و سپس آن را در یک استدلال استقرایی تعمیم داد. هدف علم از نظر بیکن دو چیز بود: علم مطلق و قدرت مطلق!
مشکلات استقراگرایی
استقراگرایی با وجود جذابیتش دچار مشکلات بسیاری است. دیدیم که بیکن دو اعتقاد درباره استقرا داشت. این دو اعتقاد در پیروان بعدی وی نیز باقی ماند. اشکالات عمده این روش‌شناسی به تبع این دو گزاره، به دو دسته تقسیم می‌گردند:
?ـ ساده‌ترین این مشکلات جور درنیامدن این روش‌شناسی با تاریخ علم است. به راستی مثالهایی از تاریخ که استقراگرایی را تأیید کنند، چقدر هستند؟ می‌دانیم که نیوتن موفق شد نظریه‌ای بپردازد (نظریه جهانی گرانش) که هر سه قانون کپلر و قوانین گالیله در مورد سقوط آزاد را همزمان به دست دهد. این کشف توضیح می‌داد که چرا معقول است فکر کنیم که زمین دور خورشید می‌گردد، و ضمناً علت جذب اشیا توسط زمین و علت گردش اجرام به دور یکدیگر را به یک علت واحد کاهش می‌داد. آیا نیوتن قانون جهانی گرانش را با نگاه به داده‌های تجربی به دست آورد؟ آیا واقعاً خیره شدن به داده‌های تیکو براهه یا قوانین کپلر ما را به قانون نیوتن می‌رساند؟ در این صورت چرا خود کپلر آن را کشف نکرد؟ افسانه عامیانه در مورد نیوتن (این که افتادن یک سیب او را به این کشف رساند)، به‌خوبی توضیح می‌دهد که این‌طور نیست. به نظر می‌رسد نظریه نیوتن بر داده‌های تجربی استوار نبود، بلکه او ابتدا نظریه‌اش را داد و سپس به دنبال داده‌های تجربی برای تأییدش رفت.
پس نظریه بیکن ادعا می‌کند که روش کشف همه دانشمندان از طریق استقراست، اما تاریخ این امر را تأیید نمی‌کند. مثال معروف دیگر در این زمینه ککوله شیمی‌دان است. این دانشمند که فکرش مدتها مشغول ساختار ملکولی ماده‌ای شیمیایی به نام بنزن بود و از داده‌های تجربی راه به جایی نمی‌برد، یک روز در خواب توانست ساختار شیمیایی بنزن را کشف کند! اینشتین نظریه نسبیت (هم خاص و هم عام) را نه بر اساس هیچ داده یا آزمایشی، بلکه برای حل برخی مسائل صرفاً نظری که سلیقه او را آزار می‌داد مطرح نمود. مثالهایی از این دست در تاریخ فراوان است؛ بنابراین باور نخست استقراگرایی دچار مشکلات تاریخی است.
?ـ آیا استقرا روشی موجه و معقول است؟ یکی از بزرگترین فلاسفه‌ای که نادرستی این باور را نشان داد و به گفته راسل تا مدتی موجب بی‌اعتبار شدن علم گردید، دیوید هیوم بود. هیوم از فیلسوفان تجربه‌گرا و شاید مهمترین ایشان بود. او در کتاب «رساله در باب طبیعت بشری» تجربه‌های حسی اولیه را نخستین منشأ هرگونه دانشی درباره جهان می‌داند و وجود هر دانشی را که به طور پیشینی و خارج از تجربه در ذهن باشد، انکار می‌کند. وی این مسأله را مفصلاً تحلیل می‌کند که تصورات، احساسات و باورهای مختلف انسان چگونه از حسیات اولیه آغاز گشته، طی فرایندهای روانی کلیت و یا تعمیم می‌یابند. او به‌ویژه با تحلیل دو مفهوم مهم علیت و استقرا تاریخ فلسفه را تحت تأثیر خویش قرار داد. هیوم بر این باور بود که استقرا یک فرایند صرفاً روانی است و منطقاً و به طور تجربی نمی‌توان استقرا را موجه جلوه داد:
به طور منطقی: این که تا کنون هر روز خورشید طلوع کرده‌است، منطقاً هیچ ارتباطی به این امر ندارد که فردا هم طلوع کند. همان‌طور که یک جوجه ممکن است فکر کند که زن مزرعه‌دار هر روز به او غذا می‌دهد؛ اما بعد از چند سال یک روز زن مزرعه‌دار مثل هر روز بیاید با این تفاوت که این بار سر جوجه را ببرد. استقرا صرفاً یک فرایند روانی ناموجه است.
به طور تجربی: شاید ادعا شود که می‌توان استقرا را با تجربه موجه نمود. می‌توان گفت که دانشمندان علوم طبیعی از استقرا استفاده نموده و می‌نمایند و این کار برای علم بسیار مفید است؛ پس استقرا مفید و موجه است. اما اگر یک بار دیگر این استدلال را تحلیل کنیم، می‌بینیم که دچار دور است؛ زیرا در خود آن از استقرا استفاده شده‌است!
پس دیدیم که استقراگرایی مشکلاتی دارد. البته واضح است که همواره می‌توان برای پاسخ به انتقادها تلاش نمود و نمونه‌های پیشرفته‌تری برای نظریه یافت که مشکلات سابق را نداشته باشد. پس از هیوم استقراگرایی نابود نشد، بلکه نمونه‌های پیشرفته‌تری از آن (به ویژه در قرن بیستم توسط پوزیتیویست‌ها) پدید آمدند.
ابطال‌گرایی
مشکلات استقراگرایی کارل پوپر فیلسوف اتریشی را به سوی روش‌شناسی تازه‌ای هدایت نمود. همان طور که در مورد ککوله و نیوتن دیدیم، کشف ممکن است هیچ منطق یا روشی نداشته باشد و کاملاً تصادفی باشد. به همین دلیل پوپر مقام «کشف» را از مقام «اثبات» نظریات جدا نمود. نکته‌ای که وی مورد توجه قرار داد و پیشرفت بزرگی محسوب می‌گردد، این بود که اگرچه مشاهدات جزئی نمی‌توانند گزاره‌های کلی را تأیید کنند، اما می‌توانند آنها را ابطال کنند. از نظر او برخلاف عقیده استقراگرایان احتمالاتی، دیدن هیچ تعدادی کلاغ سیاه به افزایش احتمال گزاره «همه کلاغ‌ها سیاه‌اند» نمی‌انجامد؛ اما دیدن یک کلاغ سفید بلافاصله این گزاره را ابطال می‌کند. این واقعیت اساسی ما را به این سمت هدایت می‌کند که ابطال را اساس تجربی علم قرار دهیم و نه تأیید را.
پس فرایند علم از منظر ابطال‌گرایی به این ترتیب است: دانشمند آزاد است که حدس بزند. این حدس لازم نیست که هیچ اساس یا توجیهی داشته باشد ـ می‌تواند در خواب یا زیر درخت سیب به ذهن دانشمند برسد. این حدس در قالب یک گزاره کلی مطرح می‌گردد. هیچ تجربه‌ای نمی‌تواند درستی این گزاره را اثبات کند، بنابراین اصلاً نباید به دنبال تأیید آن برویم. دانشمند وظیفه دارد با تمام وجود تلاش کند که حدس خویش را ابطال کند. مادامی که این حدس تأیید می‌گردد، علم پیشرفت بیشتری از خود این حدس نمی‌کند، بلکه لحظات سرنوشت‌ساز تاریخ علم لحظاتی است که این حدس ابطال می‌گردد.
هنگامی که یک حدس ابطال می‌گردد، چه باید کرد؟ بر طبق آنچه ابطال‌گرایی خام می‌نامند، باید آن را به دور انداخت و حدس تازه‌ای زد؛ اما این کار نه به صرفه است و نه به نظر می‌رسد که دانشمندان چنین کاری را انجام دهند. ابطال‌گرایی پیشرفته‌تر اجازه می‌دهد که حدس‌ها «تصحیح» شوند؛ اما روی این تصحیح‌ها قیدهایی وجود دارد. فرق علم واقعی از خزعبلات، به آن قیود وابسته است. مثلا گزاره‌ای داریم به صورت «نان مغذی است». سپس به این مشاهده برمی‌خوریم که در شهری خوردن نان موجب مرگ انسان‌ها می‌شود. یک تصحیح ممکن این است که: «نان مغذی است، به جز در این شهر خاص». این تصحیح از نظر پوپر مجاز نیست و یک دانشمند واقعی این کار را نمی‌کند. چگونه می‌توان تصحیح مجاز را از غیر مجاز تشخیص داد؟ معیار این کار چیزی است که او «درجه ابطال‌پذیری» می‌نامد. درجه ابطال‌پذیری هر گزاره باید پس از تصحیح بیشتر از قبل شود. به بیان ساده گزاره تصحیح شده باید به جز موردی که ما را به تصحیح آن وادار نمود، پیش‌بینی‌های دیگری نیز بدهد.
ابطال‌گرا ابطال‌پذیری را معیار معناداری گزاره‌هایی که انسان‌ها بر زبان می‌آورند و معیار تفکیک علم از غیر علم می‌داند. گزاره‌هایی مانند: «هر اتفاقی که می‌افتد، قسمت است» یا «روح وجود دارد» هرگز در علم وارد نمی‌شوند؛ زیرا این گزاره‌ها ابطال‌ناپذیرند. هر اتفاقی که در جهان بیفتد، معتقد به قسمت یا روح، باز هم گزاره‌اش را می‌گوید و دلیلی نمی‌بیند تغییری در آن ایجاد کند.
مشکلات ابطال‌گرایی
تز دوئم‌ـ کواین: دوئم(Duhem) و کواین(Quine) دو فیلسوف علم هستند که مستقل از یکدیگر ملاحظاتی را در باره ابطال نظریات علمی مطرح کردند. این ملاحظات به «تز دوئم ـ کواین» شهرت دارد، اگرچه نگرش این دو متفکر بعضاً تفاوت‌های اساسی دارد. گزاره زیر را در نظر بگیرید: «زمین همه اجسام را به سوی خود جذب می‌کند». این «واقعیتی» است که همه انسان‌ها از دیرباز به آن باور داشته‌اند. این گزاره چگونه می‌تواند ابطال شود؟ فرض کنید پری را رها می‌کنیم و به جای آنکه به زمین بیفتد، به سمت بالا شناور می‌شود. آیا گزاره ما ابطال شده است؟ اگر گزاره این بود که: «هر جسمی را رها کنیم سقوط می‌کند»، قطعاً با این مشاهده ابطال می‌گردید؛ اما گزاره «زمین...» به این ترتیب ابطال نمی‌شود؛ چرا؟ دلیلش در این مثال، ساده است: زیرا جواب مسأله را از قبل می‌دانیم: هوا پر را به بالا می‌برد. حال این مشاهده را تعمیم بدهید. آیا هیچ مشاهده‌ای می‌تواند مستقیماً و بلافاصله گزاره «زمین...» را ابطال کند؟ در واقع از این گزاره به تنهایی هیچ نتیجه مشاهدتی‌ای استخراج نمی‌شود که مشاهده خلاف آن بتواند گزاره را ابطال کند.
مثال دیگری را در نظر می‌گیریم: «حرکت سیارات به دور خورشید، از معادله گرانش عمومی نیوتن پیروی می‌کند». پس از مطرح شدن معادله گرانش عمومی توسط نیوتن، موفقیت شگفت‌انگیزی در توصیف مسیر حرکت سیارات به دست آمد. با این حال دانشمندان نمی‌توانستند حرکت آخرین سیاره‌ای که در آن زمان کشف شده بود، (یعنی اورانوس را) با این معادلات توضیح دهند. در این وضعیت طبق نظر پوپر، معادله نیوتن ابطال گردیده و باید تصحیح یا به دور انداخته می‌شد؛ اما واقعیت این است که دانشمندان این کار را نکردند. آنها حدس زدند که احتمالاً سیاره دیگری نیز وجود دارد که بر حرکت اورانوس اثر می‌گذارد. این کار یک تصحیح مجاز است؛ زیرا فرض پنهان محاسبات قبلی این بوده که فقط خورشید بر مسیر اورانوس مؤثر است. بعدها این سیاره جدید واقعاً کشف شد و نپتون نام گرفت.
این ملاحظات را می‌توان این‌طور جمع‌بندی نمود: در پیش‌بینی‌های علمی تعدادی گزاره کلی وجود دارد که به آنها «قانون علمی» می‌گوییم. از این قانون‌ها مستقیماً و به تنهایی مشاهده‌ای استخراج نمی‌شود. برای استخراج یک نتیجه مشاهدتی، نیاز به گزاره‌های دیگری داریم که شرایط خاص مسأله را به ما بدهند، به این گزاره‌ها «گزاره‌های کمکی» می‌گویند. یک مشاهده ابطال‌گر مجموعه این گزاره‌ها را ابطال می‌کند، و دست دانشمند باز است که هر بخش از این مجموعه را ابطال کند.
این که «تز دوئم- کواین» تا چه اندازه برای ابطال‌گرایی مشکل‌ساز است، می‌تواند بحث مفصلی باشد. در برخی موارد این واقعیت که دست ما از آنچه پوپر می‌پنداشت بازتر است، خیلی فاجعه‌آمیز نیست. گاهی نگاه داشتن یک قانون کلی و دستکاری کردن هزاران گزاره کمکی، بسیار دشوارتر از صرف نظر کردن از قانون کلی است؛ اما وضع همیشه به این سادگی نیست: اگر قانون ما بسیاری از موارد را به‌خوبی توضیح دهد، اما در توضیح موارد دیگری دچار مشکل شود، کدام کار را باید انجام داد؟ دقیقاً چه هنگام وقت آن می‌رسد که بگوییم قانون ما ابطال شده است؟ این دقیقاً اتفاقی است که در اوایل قرن بیستم افتاد. در آن زمان وضع فیزیک به این ترتیب بود:
ـ قوانین نیوتن که تبدیلات نسبیتی گالیله بخش مهمی از آن بود، برای چند قرن تمام مشاهدات بشر را با دقت فوق‌العاده تبیین کرده بود.
ـ قوانین الکترومغناطیس که در معادلات ماکسول جمع‌بندی می‌شوند، تمام مشاهدات مربوط به پدیده‌های الکترومغناطیسی را با دقت فوق‌العاده پوشش داده بود.
ـ اگر می‌خواستیم قوانین ماکسول از تبدیلات گالیله پیروی کنند، ناچار به پذیرش وجود چیزی به نام اتر جهانی می‌شدیم. سرعت نور در اتر برابر با ثابت c، اما از نظر مشاهده‌گر دیگری که حرکت داشته باشد، برابر با مقدار دیگری خواهد بود.
ـ آزمایش‌های متعدد نورشناسی به‌هیچ‌وجه وجود اتر جهانی و تغییر سرعت نور را نشان نمی‌دادند.
به این ترتیب دانشمندان با وضعیت پیچیده‌ای روبرو بودند. کدام قسمت از نظریه‌های بالا باید ابطال می‌شدند؟ تبدیلات گالیله؟ معادلات ماکسول؟ نظریه نورشناسی؟ هر سه نظریه مذکور غولهای علم فیزیک بودند و ابطال هر کدام از آنها هزینه سنگینی در بر داشت. پوانکاره و لورنتس، و به دنبال ایشان اینشتین تصمیم به ابطال تبدیلات گالیله، یعنی یکی از هسته‌های اصلی مکانیک نیوتنی گرفتند که در نتیجه آن نظریه نسبیت پدید آمد.
از اینها گذشته این زنجیره گزاره‌های به هم پیوسته‌ای که از مجموعشان نتایج مشاهدتی بیرون می‌آید، تا کجا ادامه دارد؟ آیا این‌طور نیست که در واقع تمام بدنه یک نظریه زنجیره‌های به هم پیوسته‌است و تأیید یا ابطال هیچ قسمت آن به طور مجزا امکان‌پذیر نیست؟ دوئم و کواین به همین امر معتقد بودند. به این طرز فکر «کل‌گرایی تأییدی» (confirmational holism) گفته می‌شود.
?ـ تاریخ علم: در سال ???? توماس کوهن، فیزیکدان و فیلسوف مشهور علم در کتاب « ساختار انقلاب‌های علمی» با ارائه شواهد دقیق و مفصل از تاریخ علم نشان داد که دانشمندان نه می‌توانند از پوزیتیویسم پیروی کنند، نه از ابطال‌گرایی. استدلال کوهن از این ادعا آغاز می‌شود که دانشمندان در طول تاریخ هرگز پوزیتیویست و یا ابطال‌گرا نبوده‌اند، و سپس به اوج خود یعنی این ادعا می‌رسد که این کار اساساً غیرممکن است. در تمام کتاب، شواهد موشکافانه تاریخ علمی نقش اساسی بازی می‌کنند. به‌همین‌دلیل کوهن را پایه‌گذار چرخشی در فلسفه علم می‌دانند که بر اساس آن توجه از مبانی صرف منطقی و فلسفی علم به واقعیت تاریخی علم کشیده شد. بعدها برخی فیلسوفان کارهای پوزیتیویست‌ها و ابطال‌گرایان را «فلسفه در مبل راحتی» نامیدند!
فلسفه علم کوهن
نخستین مشاهده‌ای که می‌توان به آن پرداخت، در واقع نوعی پیشبرد تز دوئم ـ کواین است. آنها نشان دادند که یک گزاره تنها به دلایل منطقی با یک مشاهده ابطال نمی‌شود. کوهن نشان داد که دانشمندان به دلایل روانی حاضر به ابطال نظریه نیستند. در مورد تز دوئم ـ کواین مورد اورانوس را مثال زدیم. در اینجا جالب است که عطارد را مطرح کنیم: از نخستین تلاش‌ها برای اعمال نظریه نیوتن بر مدار حرکت عطارد این امر آشکار شده بود که مسیر حرکت این سیاره با این نظریه سازگار نیست. فیزیکدانان قرن‌ها این واقعیت را می‌دانستند؛ اما حاضر به ابطال نطریه‌شان نبودند. این امر ناشی از آن است که فیزیکدانان یک چارچوب فکری را برای خویش برگزیده بودند که شامل برخی بخش‌های محوری و برخی بخش‌های حاشیه‌ای می‌شد. دانشمندان توافق می‌کنند که هرگز بخش‌های محوری نظریه را ابطال نکنند. در عوض در مواجهه با یک مورد مبطل، می‌کوشند گزاره‌هایی حاشیه‌ای به نظریه اضافه کنند که معضل برطرف گردد؛ اما اگر در این کار موفق نشوند، وضع را همان‌طور که هست، رها می‌کنند، به امید آنکه روزی راه‌حلی پیدا شود. به‌هرحال قسمت‌های اصلی این چارچوب سخت نظری حفظ می‌شوند. کوهن این چارچوب را «پارادایم» نامید. تأثیر کوهن در نشان دادن این امر است که اساساً بدون وجود پارادایم، کار علمی امکان‌پذیر نیست. دانشمندان باید برخی از اعتقادات خویش را ابطال‌ناپذیر نگاه دارند تا بتوانند وظیفه خود را هنگام مواجهه با یک مورد مبطل بشناسند و دچار بی‌قاعدگی نشوند. به‌هرحال این کار آن‌طور که تا کنون تصور شده بود، منطقی و عقلانی نیست؛ زیرا اینکه چه موقع هنگام دست کشیدن از پارادایم و روی آوردن به یک پارادایم دیگر است، معیاری ندارد.
دوره‌ای که طی آن پارادایم حفظ می‌شود و فعالیت علمی به تلاش برای ابطال نکردن پارادایم محدود است، دوره «علم عادی» نامیده می‌شود. در این دوره دانشمندان نگرش همگرا دارند؛ یعنی تلاش می‌کنند طی یک فرایند «حل پازل»، باورهای رایج را تا حد امکان نگاه دارند و با تغییرات جزئی، مواردی را که از دایره تبیین‌شان بیرون افتاده‌است، پوشش دهند. به علاوه در این دوره سعی می‌شود پیش‌بینی‌های پارادایم، هم به لحاظ کمّی و هم به لحاظ کیفی، بهبود یابند. این کار از این جهت نیز به حل پازل شبیه است که وقتی شما بخشی از پازل را به طرز رضایت‌بخشی چیده‌اید، حاضر نیستید به خاطر جور نشدن یک قطعه، همه پازل نیمه‌کاره را خراب کنید. شما تمام تلاش‌تان را بکنید تا این باور حفظ شود که «تا اینجا درست چیده‌ام». اگر بنا بود به خاطر هر قطعه مفقوده تمام پازل را یک بار دیگر از نو بازبینی کرد، تکمیل پازل عملاً ناممکن می‌شود. به‌همین دلیل نگرش همگرا برای کار پژوهشی ضروری و حیاتی است.
اما روزی می‌رسد که مورد یا مواردی پدید می‌آیند که گرچه پارادایم رایج آنها را جزو مشاهدات مهم دسته‌بندی می‌کند، اما قادر به تبیین آنها نیست. یا اینکه تعداد موارد ناهنجار آنقدر زیاد می‌شود که تحمل وضع موجود دشوار می‌گردد. دانشمندان شروع می‌کنند به ارائه تعبیر و تفسیرهای مختلف از پارادایمی که تا کنون مورد توافقشان بود. این کار به هرج و مرجی می‌انجامد که نام دوره «بحران» را به آن می‌دهند. پرسش این است: بحران دقیقاً چه موقع فرا می‌رسد؟ واضح است که یک مورد مبطل بحران نیست. دو مورد، سه مورد، یا چند مورد کافی است تا بحران پدید آید؟ به علاوه به نظر می‌رسد گاه تعداد اندکی از موارد برای آنکه دانشمندان از پارادایم رایج ناراضی شوند، کفایت می‌کند. این از آن روست که خود پارادایم رایج به برخی مشاهدات ارزش بسیاری می‌دهد. کوهن معتقد است که این یک امر منطقی نیست، بلکه پیرو قواعد روان‌شناسی است.
اتفاقاً پارادایمی در روان‌شناسی وجود دارد به نام «روان‌شناسی گشتالت» که تشابه جالبی با اندیشه‌های کوهن در مورد علم دارد. به همین دلیل کوهن از نظریات روان‌شناسی گشتالت در کار خویش بسیار بهره برد. طبق این نگرش هر نظریه دارای جهان‌بینی عامی است که همه چیز را در قالب آن می‌بیند و بنابراین مشاهده مستقل از باورهای مشاهده‌گر نیست. در نتیجه علم نیز حقیقت مطلقی نیست و نسبی است. به‌همین دلیل به کوهن و همفکران وی «نسبی‌نگر» نیز گفته می‌شود.
البته پذیرش اینکه علم به هیچ وجه یک فرایند عقلانی نیست و صرفاً برساخته‌ای روانی یا جامعه‌شناختی است، چندان مقبول نیست. به همین دلیل، با وجود تأثیرات فراوان کوهن و همفکران او مانند فایرابند و مکتب ادینبورو، بسیاری از فلاسفه علم امروزی هستند که با این اندیشه‌ها همدل نیستند. بسیاری از ایشان نیز به آن انتقاد کرده و در صدد پاسخ برآمده‌اند. خود کوهن نیز در دوره متأخر کارش تلاش می‌کرد راه‌حلی برای نسبی‌نگری پیدا کند. به‌هرحال کوهن تصمیم داشت نشان دهد که اگر فلاسفه به جای نشستن روی صندلی راحتی، بیشتر به تاریخ علم توجه کنند، خواهند دانست که روش‌شناسی به آن راحتی که تصور می‌شد هم نیست.
واقع‌گرایی و ضدواقع‌گرایی
گروه دیگری از فلاسفه علم که هم به اندیشه‌های پوزیتیویستی و هم نسبی‌نگر انتقاد داشتند واقع گرایان (رئالیست‌ها) بودند. به طور کلی در بحث‌های مربوط به واقع‌گرایی، مباحث مربوط به روش‌شناسی مستقیماً موضوعیت ندارند، هرچند که بی‌ربط هم نیستند. واقع‌گرایان علمی بیش از آنکه بخواهند بدانند علم با چه روشی به بررسی طبیعت می‌پردازد، می‌خواهند بدانند که نظریه‌های علمی تا چه اندازه حقیقت جهان خارج را بیان می‌کنند. واقعگراها معتقدند که هدف علم، عرضه شرحی درست و دقیق درباره جهان است؛ اما ضد واقعگراها معتقدند که هدف علم عرضه شرحی درست درباره بخش خاصی از جهان یعنی بخش مشاهده پذیر آن است. به نظر ضد واقع گراها در مواردی که مدعیات علمی به بخش مشاهده ناپذیر جهان مربوط می‌شوند، دیگر صدق و کذب آنها محلی از اعراب ندارد.