Από τους πρώτους αιώνες της κλασικής Ελλάδας, στην αυγή αυτού που έχει οριστεί ως «ελληνικό θαύμα», η επιστήμη αρχίζει να διακρίνεται (επιστημ) από άποψη (δόξα). Ο πρώτος όρος δηλώνει έναν τύπο γνώσης που ιδρύθηκε, παγιώθηκε με την πάροδο του χρόνου και επομένως βέβαιο. το δεύτερο είναι ένας τύπος γνώσης χωρίς καμία βεβαιότητα, επομένως αναξιόπιστη. Σε έναν διαρκώς μεταβαλλόμενο κόσμο, το να γνωρίζεις σημαίνει να κατανοείς τι δεν αλλάζει στη χαοτική ροή των γεγονότων. Η φιλοσοφία, όπως είπε ο Karl Popper το 1965, στα εγκαίνια ενός από τα βασικά συνέδρια για τη φιλοσοφία της επιστήμης του εικοστού αιώνα, γεννήθηκε ως αναζήτηση αναλλοίωτων.

Στις απαρχές της δυτικής σκέψης, το πρόβλημα της γνώσης — τι πραγματικά γνωρίζουμε και πώς μπορούμε να μάθουμε αυτά που γνωρίζουμε; — συνίσταται στον εντοπισμό του τρόπου (με τα λόγια της θεάς προς τον Παρμενίδη) για να φτάσει κανείς στην επιστήμη χωρίς να παραπλανηθεί ή να εξαπατηθεί από απλές απόψεις. Οι μόνοι κλάδοι στους οποίους επιτυγχάνεται ομόφωνα αυτός ο στόχος είναι τα μαθηματικά και η τυπική λογική. Η φυσική, κατανοητή ως μελέτη ανόργανων φαινομένων, και η βιολογία, κατανοητή ως μελέτη του οργανικού κόσμου, δεν θεωρούνταν επιστήμες για πολλούς αιώνες: μέχρι τις συνεισφορές, τον δέκατο έβδομο αιώνα, του Galileo Galilei, αφενός, και του Ο Γουίλιαμ Χάρβεϊ, ο ανακάλυψε την κυκλοφορία του αίματος, από την άλλη.

Για να χαρακτηρίσει τη Γαλιλαία φυσική, και κατά κάποιο τρόπο και την έρευνα του Χάρβεϊ, Είναι η λεγόμενη «πειραματική μέθοδος», που βασίζεται στην ολοκλήρωση μεταξύ της αυστηρότητας της μαθηματικής ανάλυσης και της σχολαστικής παρατήρησης της φύσης. Για περισσότερους από τρεις αιώνες, ο φιλοσοφικός προβληματισμός για την επιστήμη περιορίστηκε, αφενός, στην ανάλυση των θεμελίων και των μεθόδων των μαθηματικών και, αφετέρου, στη μελέτη της πειραματικής μεθόδου. Ωστόσο, οι φιλόσοφοι αναρωτιούνται επίσης τι μας επιτρέπει να επιτύχουμε επιστημονικές αλήθειες, δηλαδή «καθολικές και αναγκαίες», και στα τέλη του δέκατου όγδοου αιώνα ο Immanuel Kant, αφυπνισμένος από τον «δογματικό ύπνο» από τη σκεπτικιστική πρόκληση του David Hume, πιστεύει ότι μπορεί να ανταποκριθεί υποστηρίζοντας την ύπαρξη a priori μορφών διαίσθησης και νόησης. Στο μεταξύ, άλλες επιστήμες παγιώνονται και το κεντρικό πρόβλημα της φιλοσοφίας της επιστήμης μετατοπίζεται από την αναζήτηση των συνθηκών που καθιστούν δυνατή την επίτευξη επιστημονικών αληθειών στην αναζήτηση σχέσεων μεταξύ των διαφόρων επιστημών. Στις ζωηρές συζητήσεις για την ταξινόμηση των επιστημών που, βάσει της πρότασης του Auguste Comte, κάλυψαν ολόκληρο τον 19ο αιώνα, η παραδοσιακή εικόνα της επιστήμης ως γνώσης των απόλυτων αληθειών θεωρούνταν ακόμα δεδομένη.

Τα πράγματα αρχίζουν να αλλάζουν όταν (με την ανακάλυψη μη ευκλείδειων γεωμετριών) αναδεικνύεται ο συμβατικός χαρακτήρας των μαθηματικών παραδοχών και, στη συνέχεια, των αρχών των μέχρι εκείνη τη στιγμή αποδεκτών ως επιστημονικών θεωριών. Οι βαθιές ανατροπές που, στις αρχές του εικοστού αιώνα, ανέτρεψαν τα ίδια τα θεμέλια των μαθηματικών και της φυσικής συμβάλλουν επίσης στην κρίση της παραδοσιακής εικόνας της επιστήμης: η κρίση των θεμελίων, η θεωρία της σχετικότητας του Άλμπερτ Αϊνστάιν και η γέννηση της φυσικής από πόσα.

Τον 20ο αιώνα, για πρώτη φορά, η επιστήμη βρίσκεται σε ανάγκη δικαιολόγησης όχι μόνο τις μεθοδολογικές ή ερευνητικές επιλογές της, αλλά και την ίδια της την ύπαρξη, η οποία αφενός απαιτεί ολοένα και μεγαλύτερους οικονομικούς πόρους και αφετέρου αναγκάζεται να λειτουργεί παράλληλα (και συχνά σε σύγκρουση) με δύσκολες πολιτικές αποφάσεις ή σύνθετα ηθικά ζητήματα. Αν το 1912 ο Μπέρτραντ Ράσελ διακήρυξε το πρόβλημα της δικαιολόγησης της γνώσης μας ως ένα από τα δυσκολότερα όλων, μερικές δεκαετίες αργότερα ο ίδιος αναγνώρισε την οριστική εγκατάλειψη του ιδεαλιστικού ιδεώδους προς όφελος του λαθοποιητικού. Λίγο πριν, το 1934, η Λογική επιστημονικής ανακάλυψης από τον Karl Popper πιστοποιεί την κατάρρευση του ιδρυτικού προγράμματος του Tractatus από τον Λούντβιχ Βιτγκενστάιν και αποκαλύπτει τη δικαιολογιστική ψευδαίσθηση του λογικού θετικισμού, αναγνωρίζοντας ότι «όχι η κατοχή γνώσης, αδιαμφισβήτητης αλήθειας, κάνει τον άνθρωπο της επιστήμης, αλλά η επίμονη και ανήσυχη αναζήτηση της αλήθειας».

Τρεις αιώνες μετά τον Μπέικον και τον Ντεκάρτ, στη Μέθοδο ως συνώνυμη της βεβαιότητας η «μέθοδος» αντικαθίσταται ως (μόνο) κριτική: η γνώση δεν αναπτύσσεται μέσα από τη συσσώρευση αδιαμφισβήτητων αληθειών, αλλά εξελίσσεται μέσα από συνεχείς επαναστάσεις.

Καταδικασμένος να επιδιώκειεπιστημ και να ζεις δόξα, η επιστήμη και η φιλοσοφία πρέπει να παραδοθούν στη γνώση που είναι από τη φύση της εικαστική. Ωστόσο, η αβεβαιότητα είναι η προϋπόθεση της δυνατότητας εννοιολογικής αλλαγής, όπως η αστάθεια είναι η προϋπόθεση της ζωής.

Μακριά από το να είναι οι ακρογωνιαίοι λίθοι των «δύο χωριστών πολιτισμών», την επιστήμη και τη φιλοσοφία ενώνει μια κοινή στάση. Ούτε μπορεί να υπάρξει το ένα χωρίς το άλλο: σύμφωνα με τα λόγια του Ludovico Geymonat, πατέρα της φιλοσοφίας της επιστήμης στην Ιταλία, «δεν θα είναι θέμα δημιουργίας μιας περισσότερο ή λιγότερο διαρκούς συμμαχίας μεταξύ φιλοσοφίας και επιστήμης, αλλά αναζήτησης της φιλοσοφίας στην αναδιπλώνει την επιστήμη».