科学哲学是哲学的一个分支，研究科学探究的基础、方法、目标及其影响。它追问证据如何支持理论，科学解释与描述有何区别，成功的理论是否揭示了实在，以及科学知识如何变化。它与研究知识及其证成的认识论、探究实在结构的形而上学有所交叉。科学哲学并不规定一套单一的研究程序，而是考察各门科学据以确立和修正其主张的推理方式与实践活动。(plato.stanford.edu)
历史发展
对科学知识的反思，早在科学与哲学于近代分离之前就已出现。亚里士多德考察过论证、经验和解释性原则。在近代科学的发展过程中，哲学家围绕观察、数学推理和实验的作用展开争论。经验主义强调经验是知识的来源，但对于经验本身能否确立普遍原则，人们始终存在分歧。这些问题成为有关科学方法的哲学研究中经久不衰的议题。(plato.stanford.edu)
二十世纪，逻辑经验主义将科学语言、确证和逻辑分析置于研究的中心。鲁道夫·卡尔纳普等思想家致力于澄清理论主张与观察证据之间的关系。这一思潮内部具有多样性：其成员既未共同采用某个固定的证实标准，也并非一致拒斥一切形式的形而上学探究。后来的研究进路越来越多地将科学史、实验实践和研究共同体的组织方式纳入考察。(plato.stanford.edu)
证据、归纳与检验
一个核心问题是：有限的观察如何为超出已观察范围的主张提供正当依据。归纳推理能够支持概括和预测，却不能保证它们为真。大卫·休谟提出了影响深远的归纳问题：以过去的规律性来论证对尚未观察到的情形的预期，似乎预先假定了恰恰需要得到论证的那种推理是可靠的。这不同于演绎推理；在演绎推理中，真实的前提与有效的论证能够保证结论为真。(plato.stanford.edu)
贝叶斯推断提供了一种框架，用于表述证据如何改变人们对某个假说的置信程度。借助贝叶斯定理，可以利用在相互竞争的假说下证据出现的概率来更新先验概率。哲学争论关注初始概率如何获得正当依据，以及概率更新究竟解决了、重新表述了，还是根本未触及更深层的归纳问题。证据可以提高某个假说的可信度，却未必能最终确立其真实性。(plato.stanford.edu)
卡尔·波普尔强调的是可证伪性，而非证实：科学理论应当允许自身受到经验反驳。经受住严格检验，只能使理论得到佐证，而不能证明它为真。不过，检验仍然很复杂，因为预测通常依赖于有关仪器、初始条件和其他理论的辅助假设。因此，预测失败并不能自动指出究竟是哪一项假设出了问题。(plato.stanford.edu)
解释、模型与因果关系
科学解释关注现象为何发生，而不只是记录或预测现象。卡尔·亨佩尔的演绎—律则模型将解释界定为从一般定律和相关条件中推导出某一事件。针对这一模型的批评表明，形式上有效的推导可能缺乏解释上的相关性，也可能无法把握解释的方向。后来的理论则强调统计相关性、因果过程、机制，或将表面上不同的现象纳入统一解释。(plato.stanford.edu)
当研究者需要区分因果联系与统计关联时，有关因果关系的问题尤为重要。模型也引出了有关理想化的问题：一种表征即使省略某些细节，或引入简化假设，仍可能有助于理解。因此，哲学家将预测准确性、解释相关性和表征的忠实性区分开来；在其中一个方面取得成功，并不意味着在这三个方面都取得了成功。(plato.stanford.edu)
实在论与科学变迁
广义而言，科学实在论认为，成功的科学理论能够提供关于独立于心灵而存在的世界的近似真实知识，包括关于其不可观察特征的知识。一个重要论证是：否则，科学在预测上的成功便难以解释。批评者则指出，历史上曾有成功的理论后来遭到否定，而且不同理论可能与同一组证据相容。反实在论的研究进路可以接受一个理论在经验上的充分性，却不认可它对不可观察实在的全部描述。(plato.stanford.edu)
托马斯·库恩在《科学革命的结构》（1962年）中提出了一套影响深远的科学变迁理论。他区分了围绕共同认可的典范性成就和基本承诺组织起来的常规科学，以及这些基本承诺发生变化的革命时期。他提出的科学范式概念，将理论与研究问题、标准和实践联系起来。不可通约性描述的是：当不同框架的概念或评价标准存在差异时，对它们进行比较会遇到困难；不应简单地将其等同于无法进行理性比较。(plato.stanford.edu)
客观性与研究共同体
科学客观性可以指忠于事实、不受个人偏见影响，或通过公开批评而获得的可靠性。哲学家考察背景理论如何塑造观察，以及社会组织方式如何影响对证据的评估。有些理论认为，客观性与其说存在于完全不带任何视角的个人身上，不如说存在于使研究者能够识别并质疑彼此假设的程序之中。(plato.stanford.edu)
这使科学哲学与社会认识论产生了联系。可复现性、透明的方法和批判性审查，被视为可能的保障措施来加以考察，而非正确性的保证。相关争论还区分了两类价值：一类是诸如一致性和解释范围这样的认识价值，另一类是影响研究优先次序或有关可接受的不确定程度之判断的社会价值。问题不仅在于价值是否进入科学，还在于它们在知识的产生和评估过程中可以正当地发挥哪些作用。(plato.stanford.edu)