ปรัชญาวิทยาศาสตร์พยายามที่จะทำความเข้าใจว่าความรู้ทางวิทยาศาสตร์ถูกสร้างขึ้น ตรวจสอบ และประยุกต์ใช้ได้อย่างไร โดยเกี่ยวข้องกับการตรวจสอบวิธีการ หลักการ และแนวคิดที่เป็นพื้นฐานของการสืบค้นทางวิทยาศาสตร์อย่างมีวิจารณญาณ
วิทยาศาสตร์มีจุดมุ่งหมายเพื่ออธิบายและอธิบายโลกธรรมชาติผ่านหลักฐานเชิงประจักษ์และการใช้เหตุผลเชิงตรรกะ ปรัชญาของวิทยาศาสตร์เจาะลึกถึงรากฐานทางทฤษฎีของการปฏิบัติทางวิทยาศาสตร์ โดยตั้งคำถามถึงธรรมชาติของการให้เหตุผลทางวิทยาศาสตร์ โครงสร้างของทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์ และความน่าเชื่อถือและความเที่ยงธรรมของความรู้ทางวิทยาศาสตร์
ทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์เป็นการอธิบายปรากฏการณ์อย่างเป็นระบบโดยมีหลักฐานสนับสนุน ทำหน้าที่ทำนายผลลัพธ์และทำความเข้าใจหลักการพื้นฐาน ทฤษฎีไม่ได้เป็นเพียงการคาดเดา แต่มีพื้นฐานมาจากข้อมูลเชิงประจักษ์และการเชื่อมโยงกันเชิงตรรกะ
การใช้เหตุผลทางวิทยาศาสตร์มักใช้สองวิธีหลัก: การอุปนัยและการนิรนัย
การปฐมนิเทศ เกี่ยวข้องกับการสรุปทั่วไปจากการสังเกตเฉพาะ เช่น การสังเกตว่าหงส์ทุกตัวที่เราได้เห็นเป็นสีขาวอาจทำให้เราสรุปได้ว่าหงส์ทุกตัวเป็นสีขาว
ในทางกลับกัน การหักล้าง จะเริ่มต้นด้วยข้อความทั่วไปหรือสมมติฐานและตรวจสอบผลที่ตามมา หากหงส์ทุกตัวเป็นสีขาว (หลักฐาน) และนกเป็นหงส์ (หลักฐาน) นกตัวนี้จะต้องเป็นสีขาว (บทสรุป)
วิธีการอุปนัยแม้จะมีประโยชน์ แต่ก็ต้องเผชิญกับความท้าทาย ปัญหาของการปฐมนิเทศเน้นย้ำว่าไม่มีข้อมูลเชิงประจักษ์จำนวนเท่าใดที่สามารถพิสูจน์ข้อความทั่วไปได้อย่างแน่ชัด ข้อสังเกตใหม่อาจขัดแย้งกับลักษณะทั่วไปของเราเสมอ ปัญหานี้แสดงให้เห็นถึงความไม่แน่นอนโดยธรรมชาติในความรู้ทางวิทยาศาสตร์ โดยเสนอว่าทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์เป็นเพียงชั่วคราวและเปิดให้มีการแก้ไข
คาร์ล ป๊อปเปอร์นำเสนอแนวคิดเรื่องความเท็จ โดยโต้แย้งว่าทฤษฎีใดที่เป็นวิทยาศาสตร์ได้ จะต้องสามารถพิสูจน์ได้ว่าเท็จ เกณฑ์นี้แบ่งเขตทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์จากทฤษฎีที่ไม่ใช่วิทยาศาสตร์ ทฤษฎีที่สร้างการคาดการณ์ที่สามารถทดสอบและอาจหักล้างได้นั้นถือว่าแข็งแกร่งและเป็นวิทยาศาสตร์มากกว่า
แนวคิดเรื่องการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์ของโธมัส คูห์นเสนอว่า วิทยาศาสตร์ไม่ได้ก้าวหน้าผ่านการสั่งสมความรู้เชิงเส้นตรง ในทางกลับกัน ช่วงเวลาของ 'วิทยาศาสตร์ปกติ' จะถูกขัดจังหวะด้วย 'วิทยาศาสตร์ปฏิวัติ' ซึ่งทฤษฎีพื้นฐานถูกล้มล้างและแทนที่ด้วยกระบวนทัศน์ใหม่ ตัวอย่างคือ การเปลี่ยนจากแบบจำลองศูนย์กลางทางภูมิศาสตร์ของปโตเลมีมาเป็นแบบจำลองเฮลิโอเซนตริกโคเปอร์นิกันของระบบสุริยะ
แม้จะมีจุดมุ่งหมายเพื่อความเที่ยงธรรมและความเป็นกลาง แต่วิทยาศาสตร์ก็ดำเนินการโดยมนุษย์ซึ่งย่อมมีอคติอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ สมมติฐานทางทฤษฎีของนักวิทยาศาสตร์ ทางเลือกด้านระเบียบวิธี และแม้แต่ความเชื่อส่วนบุคคลสามารถมีอิทธิพลต่อกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ได้ การรับรู้และบรรเทาอคติเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความสมบูรณ์ของการซักถามทางวิทยาศาสตร์
การทดลองเป็นพื้นฐานของการตรวจสอบทางวิทยาศาสตร์ ช่วยให้นักวิจัยทดสอบสมมติฐานและสังเกตผลลัพธ์ในสภาวะที่ได้รับการควบคุม การออกแบบและการตีความการทดลองจำเป็นต้องพิจารณาอย่างรอบคอบเพื่อให้มั่นใจถึงความน่าเชื่อถือและความถูกต้อง ความสามารถในการทำซ้ำของการทดลองถือเป็นส่วนสำคัญของความเข้มงวดทางวิทยาศาสตร์ ซึ่งทำให้การค้นพบนี้ได้รับการยืนยันโดยนักวิจัยอิสระ
วิทยาศาสตร์ไม่มีอยู่ในสุญญากาศ มันมีผลกระทบอย่างลึกซึ้งต่อสังคม ข้อพิจารณาด้านจริยธรรมเป็นส่วนสำคัญในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ เพื่อเป็นแนวทางในการตัดสินใจเกี่ยวกับสิ่งที่ได้รับการศึกษา วิธีดำเนินการวิจัย และวิธีนำสิ่งที่ค้นพบไปใช้ ประเด็นต่างๆ เช่น ความยั่งยืนด้านสิ่งแวดล้อม สิทธิมนุษยชน และการสาธารณสุข มีความเกี่ยวพันอย่างลึกซึ้งกับการปฏิบัติงานทางวิทยาศาสตร์
ปรัชญาวิทยาศาสตร์เสนอกรอบการทำงานที่ครอบคลุมสำหรับการทำความเข้าใจความซับซ้อนของการสืบค้นทางวิทยาศาสตร์ โดยทำให้เกิดคำถามสำคัญเกี่ยวกับธรรมชาติของความรู้ ความน่าเชื่อถือของวิธีการทางวิทยาศาสตร์ และผลกระทบทางจริยธรรมของการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ ด้วยการตรวจสอบแง่มุมเหล่านี้อย่างมีวิจารณญาณ ปรัชญาของวิทยาศาสตร์มีส่วนช่วยในการพัฒนาแนวปฏิบัติทางวิทยาศาสตร์ที่มีการไตร่ตรอง มีความรับผิดชอบ และมีประสิทธิภาพมากขึ้น
