فلسفه علم به دنبال درک چگونگی ایجاد، تأیید و کاربرد دانش علمی است. این شامل بررسی انتقادی روش ها، اصول و مفاهیم زیربنایی تحقیق علمی است.
هدف علم توصیف و توضیح جهان طبیعی از طریق شواهد تجربی و استدلال منطقی است. فلسفه علم به زیربنای نظری عمل علمی می پردازد و ماهیت استدلال علمی، ساختار نظریه های علمی و قابلیت اطمینان و عینیت دانش علمی را زیر سوال می برد.
نظریه های علمی تبیین سیستماتیک پدیده ها هستند که با شواهد پشتیبانی می شوند. آنها در خدمت پیش بینی نتایج و درک اصول اساسی هستند. تئوری ها فقط حدس و گمان نیستند، بلکه مبتنی بر داده های تجربی و انسجام منطقی هستند.
استدلال علمی اغلب از دو روش اصلی استفاده می کند: استقراء و استنتاج.
استقرا شامل نتیجه گیری کلی از مشاهدات خاص است. برای مثال، مشاهده اینکه همه قوهایی که دیده‌ایم سفید هستند ممکن است ما را به این نتیجه برسانیم که همه قوها سفید هستند.
از سوی دیگر، استنتاج با یک بیانیه یا فرضیه کلی آغاز می شود و پیامدها را بررسی می کند. اگر همه قوها سفید باشند (فرض)، و پرنده ای قو باشد (فرض)، پس این پرنده باید سفید باشد (نتیجه گیری).
روش استقرایی در عین مفید بودن، با چالش هایی روبه رو است. مشکل استقرا نشان می‌دهد که هیچ مقداری از داده‌های تجربی نمی‌تواند به طور قطعی یک گزاره کلی را اثبات کند. مشاهدات جدید ممکن است همیشه با تعمیمات ما در تضاد باشد. این مشکل عدم قطعیت ذاتی در دانش علمی را نشان می‌دهد و نشان می‌دهد که نظریه‌های علمی موقتی هستند و قابل بازنگری هستند.
کارل پوپر مفهوم ابطال پذیری را معرفی کرد و استدلال کرد که برای علمی بودن یک نظریه، باید قابلیت اثبات نادرستی آن را داشته باشد. این معیار، نظریات علمی را از نظریه های غیر علمی جدا می کند. نظریه ای که پیش بینی هایی را انجام می دهد که می توانند آزمایش شوند و به طور بالقوه رد شوند، قوی تر و علمی تر در نظر گرفته می شوند.
مفهوم انقلاب های علمی توماس کوهن پیشنهاد می کند که علم از طریق انباشت خطی دانش پیشرفت نمی کند. در عوض، دوره‌های «علم عادی» با «علم انقلابی» قطع می‌شود، جایی که نظریه‌های بنیادی سرنگون می‌شوند و با پارادایم‌های جدید جایگزین می‌شوند. به عنوان مثال، تغییر از مدل زمین مرکزی بطلمیوسی به مدل کوپرنیک خورشید مرکزی منظومه شمسی است.
علیرغم اهدافش برای عینیت و بی طرفی، علم توسط انسان ها انجام می شود که به ناچار در معرض سوگیری ها هستند. مفروضات نظری دانشمندان، انتخاب های روش شناختی و حتی باورهای شخصی می توانند بر روند علمی تأثیر بگذارند. شناخت و کاهش این سوگیری ها برای یکپارچگی تحقیقات علمی بسیار مهم است.
آزمایش‌ها برای تحقیقات علمی اساسی هستند و به محققان اجازه می‌دهند فرضیه‌ها را آزمایش کنند و نتایج را در شرایط کنترل‌شده مشاهده کنند. طراحی و تفسیر آزمایش ها مستلزم بررسی دقیق برای اطمینان از قابلیت اطمینان و اعتبار است. تکرارپذیری آزمایش‌ها یکی از جنبه‌های کلیدی دقت علمی است که امکان تأیید یافته‌ها را توسط محققان مستقل فراهم می‌کند.
علم در خلاء وجود ندارد. پیامدهای عمیقی برای جامعه دارد. ملاحظات اخلاقی جزء جدایی ناپذیر تحقیقات علمی هستند، تصمیم گیری در مورد آنچه مورد مطالعه قرار می گیرد، نحوه انجام تحقیقات و نحوه به کارگیری یافته ها. مسائلی مانند پایداری محیط زیست، حقوق بشر و سلامت عمومی عمیقاً با عملکرد علمی در هم تنیده شده اند.
فلسفه علم چارچوبی جامع برای درک پیچیدگی تحقیق علمی ارائه می دهد. این پرسش‌های اساسی را در مورد ماهیت دانش، قابلیت اطمینان روش‌های علمی و پیامدهای اخلاقی اکتشافات علمی مطرح می‌کند. با بررسی انتقادی این جنبه‌ها، فلسفه علم به توسعه یک عمل علمی انعکاسی، مسئولانه‌تر و مؤثرتر کمک می‌کند.
