坎貝爾主張一種溫和的實證論，他的主要貢獻是研究科學理論的結構，主張理論的目的在於說明「實驗定律」（experimental laws）。理論包括兩群命題：一群是「假說」，敘述說明了定律；另一群是「辭典」（dictionaries），使用實驗詞項來解釋假說中的觀念（「辭典」即後來邏輯經驗論的「對應規則」[rules of correspondence]）。布里基 曼的科哲又稱為操作論（operationalism）。他主張連結假說和經驗的「辭典」所描述的內容必須是「可操作的」，也就是對「辭典」裡的每個詞項下一個「操作型定義」（operational definition）—亦即，可用實際的步驟程序去描述出來。如，「等重」應該定 義成「將待秤物置放在天平兩邊上秤盤上，而能使天平保持水平狀態者，即代表兩物體等重。」
邏輯實證論（logical positivism）或邏輯經驗論（logical empiricism）是二十世紀第一 個強勢的科學哲學理論家族和學派。它整合了之前科學哲學的主要觀點，建立一個完整的科哲理論，提出了人們心目中對科學的「實證形象」，廣被接受，故又被稱作「公認觀點」（the received view）或「標準觀點」（the standard view）。在框架了人們心目 中的科學觀之時，它也成為日後不同科哲觀點批判和檢討的對象。對邏輯實證論觀點提出的第一個檢討，就是約莫同時的科學哲學家卡爾．波柏（Karl Popper, 1902-1994）。他稱自己的科哲理論是否證論（falsficationism）。波柏反對歸納法，認為科學 實驗的重點不在於歸納累積，而在於設計實驗來否證它。而且科學的成長不是由於驗證的累積；而是通過否證先前的理論而進步。波柏的觀點開始將「理論結構」的探討，導向「理論發展」的研究。否證論因此成為科哲從邏輯分析取向（logico-analytical approach）轉向1960年代後科哲歷史取向（historical approach）的一個中介。這兩個理論 是本書第二章和第三章的內容。
1962年，科學家出身的科學史家孔恩（Thomas S. Kuhn, 1922-1996）出版《科學革命 的結構》（The structure of Scientific Revolution）（下文或簡稱《結構》）一書，最初 哲學界重視此書的人不多，但它在社會學界則顯現出影響力來，促成哲學界不得不重視。英國倫敦經濟學院（London School of Economics）的波柏學派和拉卡托斯學派，在 1969年召開會議討論（批判）此書，編成《批判與知識的增長》（Criticism and Growth of Knowledge），此後孔恩和《結構》的影響力越來越大，而且肇始了科哲研究的歷史 學派—包括常和孔恩相提並論的費耶阿本（Paul Feyerabend, 1922-1994），以及反對 孔恩的「歷史理性論者」（historical rationalists）拉卡托斯（Imre Lakatos, 1922-1974） 和勞丹（Larry Laudan, 1941-）。這四位科學哲學家的學說構成了科學哲學史中「歷史取 向」的焦點，也是本書第四、五、六章的討論重心。
歷史取向從1970年代開始成為科學哲學不可或缺的一環，科學史也成為科學哲學不得不關注或分析說明的材料。然而科哲的發展並不停留在歷史取向上。1980年代後，許多新的科學哲學研究取向、觀點、理論、學派源源不絕地被科學哲學家開發出來。當然，這些新的研究取向，都不能免於科學史的考察，換言之，都被要求要能說明科學史的發展演變。以研究取向為指標，我們大致上可以辨識三種：屬於分析哲學傳統的「分析—歷史取向」（analytical-historical approach）、由科學社會學家主導的「社會學—歷史取向」（sociological-historical approach）、應用與結合認知科學的「認知（心理學）—歷史取向」（cognitive- (psychological-) historical approach）。本書第七、八、九最後三章，分別討論這三種取向的科學哲學。
下一節我們希望透過天文學革命的案例，來展示科學哲學的問題究竟如何產生，以引領讀者進入科學哲學的殿堂中。
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