Les Problèmes et les questions qui se posent en épistémologie sont nombreux et variés. Mais on distingue en général quatre groupes de problèmes dont chacun contient des questions différentes mais touchant la même cible à différents points.
Le premier groupe de problèmes concerne la logique mise en œuvre dans le raisonnement et dans la pratique scientifique et donc la validité de la connaissance scientifique et la structure des théories scientifique, c’est-à-dire leur formation et leurs relations dans l’histoire de la science. On trouve dans ce champ de problèmes les questions suivantes entre d’autres possibles.
Comment formaliser une théorie ? Quel est le statut des objets mathématiques : s'agit-il de fictions utiles ou plutôt d'objets « réels » ? Quel est le statut logique d'une théorie comme la théorie de l'évolution : a-t-elle la même valeur qu'une théorie physique comme, par exemple, la relativité restreinte ? Quel type de logique convient aux résultats étonnants de la mécanique quantique ? Est-ce encore la logique dite classique ? Quel est le rapport entre une théorie et une loi et une loi est-elle toujours de nature mathématique ? Existe-t-il de véritables lois en sciences humaines ?
Dans le deuxième groupe de problèmes, ont cherche à mettre en évidence des significations et on se demande qu’est-ce que la vérité ?
Quel est le champ d'application de tel concept ou de telle théorie ? (Quel est par exemple l'objet exact de l'évolution : les individus, les populations ou les espèces ? et à quoi se réfère-t-on au juste en biologie lorsqu'on parle d'une espèce ?) Quelle relation exacte peut-on établir entre l'observation et la théorie, par exemple la seconde dérive-t-elle directement de la première ? En science, existe-t-il des concepts empiriques et des concepts théoriques ? Comment interpréter les statistiques ? Quel est l'objet exact de la mécanique quantique ?
Le troisième groupe de problèmes concerne la question de la méthode ou des méthodes scientifiques
Y a-t-il une ou des méthodes scientifiques et si oui quelle est la méthode scientifique ou le groupe des méthodes scientifiques et pourquoi il ne peu y en avoir qu’une ou plusieurs ? Et d'ailleurs, y a-t-il au départ une méthode scientifique standard ou seulement diverses procédures empiriques ? Une même méthode peut-elle comporter différentes techniques ? Les sciences sociales et humaines ont-elles une méthode rigoureuse et, si oui, est-ce la même que celle des sciences dites exactes ? Peut-on confirmer une théorie scientifique ou ne confirme-t-on que des hypothèses isolées ? Une telle confirmation a-t-elle des degrés ? Si oui, peut-on mesurer le degré de confirmation d'une hypothèse ou d'un système d'hypothèses ? Quelle est la valeur de l'induction en science ?
Dans le quatrième groupe de problèmes on s’interroge sur les limites et sur la valeur de l'entreprise scientifique
Qu’est-ce qui est scientifique et qu'est-ce qui ne l'est pas ? Existe-t-il de fausses sciences ? Comment détecter et reconnaître une fraude scientifique ? Le savant peut-il vraiment être neutre et objectif ou est-ce un idéal inaccessible ? Notre connaissance progresse-t-elle sans cesse ou existe-t-il des limites inscrites dans la nature ou encore dans nos instruments d'observation et de mesure ? Quand au juste est-on légitimé d'utiliser le concept de probabilité : seulement quand on ne dispose pas d'informations suffisantes ?
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