科学时代的任何一个人，几乎不知道科学的本性是什么。这不仅包括那些通过周刊意识到科学的人，而且也包括哲学家和科学家本身在内。
第一章 何为科学？
通常认为，伽利略是第一位真正的现代物理学家。他第一次表明数学语言可被用来描述物质世界中的真实物体的行为，例如下落的物体、抛射的物体等等。在我们看来这似乎是很显然的——今天用数学语言来表述科学理论已经成为惯例，不仅是物理学，在生物学以及经济学领域也是如此。但在伽利略的时代，这却不是显然的：人们普遍认为数学处理的是纯粹抽象的实体，因此对于物质实体是不适用的。
水色：伽利略打通了两个学科，构建了严谨的新体系。
科学哲学的部分工作就是去质疑科学家认为理所当然的假设。
卡尔·波普尔认为科学理论的基本特征是它应具有可证伪性。称一个理论是可证伪的并不是说它是错的。
弗洛伊德的精神分析理论是波普尔钟情的伪科学例子之一。按照波普尔的观点，弗洛伊德的理论可以与无论怎样的经验发现相一致。对于患者的任何行为，弗洛伊德学派都可以在他们的理论中找到针对性的解释——他们永远不会承认自己的理论是错误的。波普尔用下面的例子阐述了他的观点。设想一个带有蓄意谋杀倾向的人把一个小孩推到了河里，而另一个人为了救这个小孩牺牲了生命。弗洛伊德学派能够以同样轻易的方式解释两个人的行为：前者精神抑郁，后者已经获得了精神的升华。波普尔认为通过使用诸如精神抑郁、精神高尚和无意识的需求等概念，弗洛伊德的理论可以同任何临床数据相兼容；因此它是不可被证伪的。
马克思的历史理论也存在这种问题。马克思主张，在全世界的工业化社会中，资本主义将让位于社会主义并最终走向共产主义。但是当这一断言没有变成现实之时，马克思主义者并没有承认马克思的理论是错的，而是会提出一种特殊的辩解来说明发生的事实现象其实与他们的理论完全一致。例如，他们也许会说走向共产主义的必然进程由于福利国家的兴起暂时减缓了速度，福利国家的兴起“软化”了无产阶级并削弱了他们的革命热情。采用这样的方法，马克思的理论就会变得同弗洛伊德的理论一样，与任何可能出现的事态相容。因此按照波普尔的标准，它们都不是真正的科学。
水色：在我眼中，中医也是如此。
第二章 科学推理
休谟观点的力量可以通过下述情况来理解，即设想你如何去说服本该相信而不相信归纳推理的人。你也许会说：“看，归纳推理至今都在发挥着很好的作用。通过运用归纳方法科学家已经分裂了原子、使人类登上月球、发明了计算机，等等。反之，那些不曾运用过归纳方法的人已经走向痛苦的死亡。他们吞下砒霜，认为它们能滋养身体，从高楼上跳下，认为可以凌空飞翔，等等。因此，运用归纳推理显然会让你受益匪浅。”
但是，这当然无法说服怀疑者。因为，声称归纳值得信赖是因为它迄今为止都发挥着很好的作用，这本身就是以一种归纳的方式在进行推理。
对于尚不信任归纳方法的人来说，这种观点是没有说服力的。此即休谟的基本观点。
水色：理论往往只能用理论本身解释，阴谋论也是如此逻辑。
为“最佳说明的推理”（inferencetothebestexplanation），或者缩略为IBE。围绕着IBE和归纳推论之间的关系。
我们为什么认为老鼠假说是一种比女仆假说更好的解释呢？大概是因为，我们知道女仆通常是不偷吃干酪的，而老鼠却不然。但是，这是我们从普通的归纳推理中得到的知识，建立在我们对于老鼠和女仆先前行为观察的基础之上。所以按照这种观点，若想决定在一组竞争性的假说中哪一个是对事件的最佳解释，我们总是诉诸从普通的归纳中获得的知识。因此，认为 IBE 是一种更基本推论模式的观点是不正确的。
一种常见的答案是，最佳解释指的是最简单或者原因最少的解释。
又见 奥卡姆剃刀究竟是什么
如果听说英国妇女寿命达到100岁的概率是十个中有一个，你会把该信息理解为有十分之一的英国妇女寿命达到了100岁。同样，如果听说男性吸烟者患肺癌的概率是四个中有一个，你会认为这指的是有四分之一的男性吸烟者患肺癌。这被称为概率的频率意义上的解释：它把概率等同于比例，或者说频率。
概率的主观解释暗示了不存在关于概率的客观的、独立于人之信念的事实。我说火星上存在生命的概率很高，而你说这个概率很低，我们之间没有谁对谁错——我们都仅仅是在表达我们对相关陈述有多强的信念。
概率的数学研究本身并没有告诉我们概率的含义，这一含义正是我们在上文所一直探究的。事实上，大多数的统计学家会倾向于概率的频率式解释，但是，关于如何解释概率的问题，正如大多数哲学问题一样，不可能以数学的方式得到解决。不论采用哪一种解释，计算概率的数学公式都是一样的。
概率的主观式解释对于休谟问题同样无能为力，尽管原因有所不同。假设约翰认为太阳明天将会升起而杰克认为它不会升起。两人都接受在过去太阳每天都升起的证据。在直觉上，我们会说约翰是理性的而杰克则不是，因为证据使约翰所相信的更为可能。但是如果概率仅是一个主观观念的问题，我们就不能这样说。我们所有能说的只是，约翰对于“太阳明天升起”赋予了一个很高的概率而杰克没有。如果不存在关于概率的客观事实，我们就不能说归纳推论的结论在客观上是可能的。所以我们就无法解释为什么像杰克那样拒绝使用归纳方法的人是不理性的。然而，休谟问题正需要这样的一个解释。
水色注：如果杰克和约翰是看到一个球队在不断取胜，那么在连胜多场后，下一场是更可能赢？还是更可能输？
皆有可能，同样是先基于主观信息有了结论，再倒退选择理论增加说服力。
正如逻辑学解释所建议的，把一个陈述的概率看做是支持它的证据的衡量尺度，这与我们的直观感觉——归纳推论的前提条件可以使结论很可能成立，即便不能保证其正确性——巧妙地吻合。
今天许多哲学家倾向于彻底拒斥逻辑学解释的基本假设——在给出另一个客观事实的情况下，存在关于一个陈述之概率的客观事实。
第三章 科学中的解释
亨普尔认为，科学解释的典型逻辑结构和论证是一样的，即由一系列前提得出一个结论。结论断言待解释的现象实际发生了，前提则告诉我们这个结论为什么正确。
这里总体的原则是，关于一个现象的良好解释应该包含与现象的发生相关的信息。
解释和因果性这两个概念之间的联系相当紧密。
亨普尔没有考虑到因果性与解释之间的密切联系，这一点很容易遭到人们的批评，并且许多人已经提出了批评。在某些方面，这种批评有失公允。亨普尔继承了被称为经验论的哲学纲领，而经验论者在传统上非常怀疑因果性这个概念。经验论认为我们所有的知识都来源于经验。
大多数的经验论者并没有完全接受这一令人惊讶的结论。但是由于休谟的主张，他们已经倾向于把因果性看做一个需要谨慎对待的概念。因此对于一个经验论者来说，使用因果性概念来分析解释这一概念似乎有违常理。如果一个人的目标是像亨普尔那样去澄清科学解释的概念，那么使用本身就需要澄清的概念来进行分析就没有什么意义。对于经验论者来说，因果性的确需要在哲学上加以澄清。因此，覆盖律模型没有关注因果性并不仅仅是亨普尔的疏忽。最近几年，经验论的受欢迎度在某种程度上已经降低了。另外，许多哲学家已经得出结论，认为因果性概念尽管在哲学上存在问题，但对于我们了解世界仍然不可缺少。因此，对科学解释基于因果性的阐释方式似乎比它在亨普尔时代更为人所接受。
这意味着原则上科学能够解释一切吗？或者说存在着某些一定永远能避开科学解释的现象吗？这不是一个容易回答的问题。一方面，断言科学能够解释一切似乎过于自负。另一方面，断言某个特定现象永远不能被科学地解释又似乎过于目光短浅。科学的发展和变化太迅速，从今天科学的观点来看似乎完全无法解释的现象，也许在明天就很容易解释了。
许多对意识之本质的研究已经并正在陆续由脑科学家、心理学家以及其他学者推进。但是近来的许多哲学家认为，无论这种研究探索到了什么，它将永远无法全面解释意识的本质。他们坚称，意识现象存在着固有的神秘，它们是再多的科学探索也不能去除的。
支持意识在科学上无法解释这一观点的人有时就被斥为缺乏想象。即使当今的大脑科学不能解释意识经验的主观层面，难道我们就不能想象出现另一种完全不同的大脑科学，它拥有完全不同的解释工具，的确可以解释为什么我们的经验感受如此表现？一种源于哲学家的悠久传统试图告诉科学家，什么是可能的以及什么是不可能的？
水色：感觉走入死胡同了，怀疑论往往也是这么推导的。
不同的科学学科是为了解释不同种类的现象被划分出来的。解释橡胶为什么不导电是物理学的任务，解释乌龟为何有如此之长的寿命是生物学的任务，解释较高的利率为什么可以削弱通货膨胀是经济学的任务，等等。总之，在不同学科之间有一个分工：每一科都致力于解释本领域的特定现象。这就解释了为什么学科之间通常不是互相竞争的关系。
第四章 实在论与反实在论
物质的确是由如这一理论所描述的以某种方式表现的原子构成的。尽管存在着支持该理论的明显证据，该理论当然可能仍是错误的，但所有的理论都可能是这样。仅仅因为原子不可观察，还没有理由不将原子论解释成一种对实在的尝试性描述——多半是一种成功的描述。
对待科学家关于不可观察的实在所提出的主张，正确的态度应该是一种彻底的不可知论。这些主张要么正确要么错误，但是我们不能辨别其正误。
“无奇迹”说并不是想证明实在论是正确的而反实在论是错误的。确切地说，它是一个合理性论点——一种最佳解释推论。待解释的现象是这样一种事实，即许多假设不可观察实体存在的理论在经验上高度成功。“无奇迹”说的倡导者们声称，对于这一事实的最佳解释就是这些理论是正确的——相关的实体的确存在，正如理论所说的那样以某种方式表现出来。除非接受这种解释，否则我们的理论在经验上的成功就仍是一个无法解释的谜团。
仍旧存在的一个反例是1690年首次由克里斯蒂安·惠更斯提出的光的波动理论。按照这一理论，光是由“以太”这种不可见的介质中的波状振动构成的，而以太被认为充满着整个宇宙。（波动说的竞争理论是牛顿支持的光的微粒说，微粒说坚持光是由光源放出的极小微粒构成的。）直到法国物理学家奥古斯丁·菲涅耳在1815年用公式表示了光的波动理论的数学形式，并将其用以预测一些令人惊奇的新光学现象，这一理论才被广为接受。光学实验证实了菲涅耳的预测，并且使许多19世纪的科学家相信光的波动理论是正确的。然而，现代物理学又告诉我们这一理论并不正确：并不存在类似以太这样的物质，所以光并不是由以太中的振动组成。
我们再次碰到一个错误的但在经验上成功的理论。
反实在论者说，这一例子的寓意是我们不应该仅仅因为现代科学理论在经验上如此成功就假设它们大致正确。
有一种支持反实在论的观点主要关注科学家的观察数据与他们的理论主张之间的关系。反实在论者强调，科学理论所要符合的最终数据在特性上总是可观察的。观察数据构成了关于不可观察实体的论断的最终证据。
第五章 科学变迁和科学革命
库恩的批评者们立即指出的，如果两种事物不可通约，它们就不可能是不相容的。为了理解原因，我们来看一个命题：物体的质量取决于速度。爱因斯坦的理论认为这一命题正确，而牛顿学说认为这一命题错误。但如果不可通约性学说正确，牛顿和爱因斯坦在此就不存在真正的分歧，因为这一命题在两种理论中意思不同。仅当这一命题在两种理论中具有同样的意义，也即仅当不存在不可通约性时，两者之间才有真正的冲突。既然每一个人（包括库恩）都承认爱因斯坦和牛顿的理论的确有冲突，我们就有充分的理由质疑不可通约性命题。
看看下面的问题：真理是相对于范式而言的这一论断自身在客观上是对是错？
实证主义者们似乎经常写道，只要给定一系列观察数据和两个竞争的理论，我们就能使用“科学方法的原则”去决定哪一种理论更优。这一思想隐含于实证主义者的如下信念：虽然发现是心理学的事，证明却是逻辑的事。
人们很容易认为唯一理性的方法是运用一种关于理论选择的算法。因此，如果已经表明没有这样一种算法规则（看来很可能如此），我们就面临两种选择。要么我们能得出科学变迁非理性的结论，要么就是实证主义者的合理性概念太苛求了。在后记中库恩表示，后一种选择是对他的著作的正确解读。他的书的寓意并不在于范式转换是非理性的，而是要表明，要理解范式转换，我们需要一种更为宽松的、非算法的合理性概念。
第六章 物理学、生物学和心理学中的哲学问题
分类，或者说把正在研究的对象归到一般的种类中，在每门科学中都起到作用。地理学家按形成方式把岩石分为火成岩、沉积岩以及变质岩。经济学家按公平程度将税制分为比例税制、累进税制及累退税制。
分类的主要作用是传达信息。
水色：标签就是一种分类（分面分类），类目本身不固定，且可以同时属于多个分类。
如果化学家告诉你某物是金属，那就告诉了你很多关于它的可能性状。分类提出了一些有趣的哲学问题。这些问题大部分源于这一事实，即任何给定的对象集合原则上都可以按很多不同的方式来划分类别。化学家根据物质的原子数目来划分物质，产生了元素周期表。但是他们同样也能按照物质的颜色、气味或密度来划分物质的类别。
生物学家传统上用林奈系统来划分植物和有机生物，这一系统是以18世纪瑞典博物学家卡尔·林奈（1707——1778）来命名的（见图13）。林奈系统的基本元素对许多人来说简单而熟悉。首先，个体的有机生物属于一个种，然后每个物种属于一个属，每个属又属于一个科，每个科属于一个目，每个目属于一个纲，每个纲属于一个门，而每个门又属于一个界。多种中间等级，如亚种、亚科和总科也被加以识别。种是基本的分类单元，属、科、目等等被视做“高级分类单元”。
生物学分类为什么应该是层级式的。
为了理解分支分类学派和表现型分类学派之间的争论，我们必须把生物学分类的问题一分为二。第一个问题是如何把有机体划归到种中去，这被称做“物种问题”。这个问题远没有得到解决，但是在实际中生物学家通常能够就如何划定物种的界限达成一致，尽管也有一些很难划界的情况。一般而言，如果有机体相互之间能够杂交繁殖，生物学家就把这些有机体归为同一种，反之，就把它们归为不同种。
福多尔认为大脑模块有大量突出的特征，下面是其中最重要的三个特征：
（i）它们是领域化的；
（ii）它们的运行是强制性的，
（iii）它们是信息分隔的。
非模块化的认知系统不具有其中任何一个特征。
说一个认知系统是领域化的，就是说它是专门化的：它负责一组有限的、精确划定的任务。乔姆斯基所假定的“语言习得机制”就是领域化系统的一个很好的例子。这种机制的唯一功能就是使儿童学会语言——它并不帮儿童学会下棋、数数或者做其他任何事。所以这种机制完全忽略非语言性的输入。说一个认知系统是强制性的，就是说我们不能选择是否让该系统运作。语言的感知是一个很好的例子。如果你听到一句用你所通晓的语言说出的句子，你就不得不把它听成是说出了一个句子。如果有人要你把该句听成“纯粹的噪音”，不论如何努力，你都无法做到。福多尔指出，并非所有认知过程在这方面都是强制性的。思维明显就不是这样。如果有人让你回想生命中最恐惧的时刻，或者让你想象中了彩票后最想做的事，你明显能够照做。所以思维和语言感知在这方面非常不同。
福多尔的命题，即意识尽管不是全部但部分是模块化的，这样看来便十分合理。但是确切说来有多少模块、这些模块具体负责什么，在当前的研究状况下还是无法回答。福多尔本人对认知心理学解释人类意识运作方式的的可能性非常悲观。他坚信，只有对模块化的系统才能进行科学地研究——非模块化系统因并非信息分隔而更难以做出模型。所以在福多尔看来，认知心理学家最好的研究策略是关注感知和语言，而不管思维和推理。
第七章 科学和科学批评者
“科学主义”是一个带有贬义的标签，被一些哲学家用来描述他们眼中的科学崇拜——在许多知识领域发现的对于科学过于尊敬的态度。科学主义的反对者们认为，科学并不是知识探索的唯一有效形式，也不是通往知识的独一无二的优先通道。他们经常强调他们并不是反对科学本身，他们反对的是在现代社会中科学，尤其是自然科学所拥有的特权地位，以及科学方法必然能够适用于每一个学科的设想。所以他们的目的不是攻击科学而是摆正它的位置——表明科学仅是同等事物中的一种，并且把其他学科从可能凌驾于它们之上的科学专制中解放出来。
水色：这种反对是合理的，讨论科学如果是以科学绝对唯一正确为前提，那就不需要讨论了。
科学探究的一些主要特征：归纳、实验验证、观察、理论建构、最佳解释推论，等等。
20世纪60年代，情况发生了改变，神创论者与达尔文主义者之间又起争执，并且引发了被称为“神创科学”的运动。神创论者想要中学学生完全按照《创世记》中所讲的那样学习圣经的神创故事。但是美国宪法禁止在公立学校里教授宗教知识。神创科学的概念正是为了绕过这一点。它的发明者认为，圣经中创世的解释为地球上的生命提供了一个比达尔文进化论更科学的解释。所以教授圣经的创世说并不违反宪法的禁令，因为它是作为科学而不是宗教进行讲授的！
1981年阿肯色州通过了一个法律，要求生物学老师给予神创科学和进化论“等同的授课时间”，其他的州也相继效仿。尽管阿肯色州的这一法律在1982年被一位联邦法官判定为违宪，但是一直到今天给予“等同授课时间”的呼声仍然可以听到。
在严格意义上，证明一个科学理论正确是永远不可能的，因为从数据到理论的推论总是非演绎性的。