一、假说的可检验性原则
科学假说不仅要经过逻辑论证，说明它能解释普遍事实，并同其他理论相协调，在内部不存在逻辑矛盾，而且要包含有可在实践中检验的结论。这是科学假说的又一条原则，叫做可检验性原则。如果是不可检验的，就不能确定其真伪，这种“假说”就不能称为科学假说。
为要对假说进行实践检验，就要根据假说的基本观点，结合一定的条件，演绎出关于可供直接检验的事实的推论来。实践检验是通过观察和实验对假说及其推论进行的验证。因为假说中包括着对事物本质的猜测，这种猜测往往以全称判断的形式出现，具有抽象性和普遍性，是无法直接验证的。只有通过观察和实验对假说及其推论进行的验证，即将推论和观察实验的结果进行对照。如果观察实验的结果同假说的所有可能的推论相一致，就应该说该假说经受住了检验，得到了证实。如果观察实验的结果同假说的推论总是不一致，就应该说该假说经不住检验，被实践所证伪。
二、假说的证实与证伪
但是，现实地具体地考察假说的检验过程，则使我们发现，假说的检验即通过实践来证实或证伪并不是简单的而是一个极其复杂的过程。
首先，从假说（H）推出的关于事实命题（E）被观察实验检验为真，并不意味着这个假说（H）就被证实。因为从逻辑学上来说，从肯定后件（推出的事实命题）到肯定前件（假说），并无逻辑必然性。事实上，对于一种事实或现象（E）往往可以有多种不同的解释，因而也就可以有多种不同的假说（H1、H2、H3、……）。
其次，从普遍性或全称假说命题H引伸出一系列关于事实的单称命题e1、e2、e3、……en，并且通过观察或实验表明e1、e2、e3、……en，全是真的。那么，根据归纳论证，也不能判定假说H就是真的。因为，由归纳得出的普遍性结论是或然的，没有逻辑必然性。事实上，历史上尽管有一些理论可以解释许多现象，以至可以作出预见，但也不能说明它就是真的。如托勒密地心说不仅能够解释许多现象，而且可以预见行星运行的轨道、月食、日食，被天文观测证实的精确程度比刚诞生时的哥白尼学说还高。但这种学说毕竟是错误的。
第三，一个科学假说（H）所演绎出的可被直接检验的结论（E），若与观测事实不符（非E），那么，根据逻辑学告诉我们的道理，否定后件必定否定前件，由此可以说这个假说已被证伪（非H）。波普正是以此为理由而竭力强调证实与证伪在逻辑上的不对称性，即认为理论或假说不能证实，只能证伪。但是，一旦出现反例是否就能否定相关的科学假说呢？事实上，证伪一个科学假说并不象逻辑学上否定后件就必然否定前件那样简单。首先，科学实践受科学技术水平的制约，是可错的。当观测到的经验事实与推论不相符时，不一定是理论假说错了，而有可能是实验设计不合理或仪器精度不够造成的。其次，科学假说本身也是有结构的，它包含了背景知识和许多辅助性假说，不是一个单纯的孤立的全称命题，所以若出现观察实验结果同假说推论不符，可能是因为其中的辅助假说有误，而不一定是假说的主要内容有误。最后，由假说推出关于可供检验的事实时，总还需结合有关的条件，所以一旦出现反例，还有可能是有关条件的陈述不对，而不一定就是假说本身的错误。
最后，所谓判决性实验的判决作用也不是绝对的。判决性实验是指：如果对同一研究对象，存在两个对立的假说H1和H2，并分别推出互不相容的结论E1和E2，而且可以通过一个实验进行检验，其检验结果符合E1（或E2），不符合E2（或E1），则认为这个实验肯定了H1（或H2），否定了H2（或H1）。该实验就是关于假说H1和H2之间的判决性实验。判决性实验由于对两个相互对立的假说能够起到肯定一个、否定另一个的裁决作用，因此历来为科学家和哲学家所重视。但是在本世纪初的物理学革命中，人们对判决性实验的作用提出了质疑。例如，1850年，傅科的判决性实验，肯定了光的波动说，否定了光的微粒说。但本世纪初，由于光电效应的实验研究和实验中验证了光子的存在，使光的微粒说又得到复活并得到发展。从而傅科实验的判决性结论亦被否定。由此，引起了不少科学家和哲学家对判决性实验的争论，有的肯定，有的否定。其实，从辩证法的观点来看，判决性实验的判决作用也不是绝对的，而是相对的。观察、实验对假说的检验有确定的一面，也有不确定的一面。其确定性表现为：在一定的条件下，可以重复的科学的观察与实验总是具体的和确定的，它在支持一个假说的同时，又可能为证伪另一个假说提供科学事实。因此，在一定科学背景下，判决性实验对检验假说有裁决作用。不确定性表现为：由于实验技术与有关的科学理论都在发展，
已有的实验结果可能被否定或作出新的解释；已由于假说本身是有结构的和相互联系的，所以很难直接判定假说的哪一部分有错误。由此可，观察和实验是科学的检验标准，但不要把已有的实验检验绝对化，它也有相对性，是绝对和相对的辩证统一。
如此说来，是不是可以说，假说和理论是既不能证实也不能证伪了呢？不能。假说和理论的检验包括证实和证伪都是复杂的，但实践是检验假说的标准，归根到底，它既可以证实假说，也可以证伪假说。
首先，由假说所推出的事实，其份量并不都是相同的。虽然一般地说，不能由个别或有限事实的被检验为真，就得出假说为真的结论。但如有的事实，特别是有的重要科学预见，它的份量特别重，富有代表性，具有普遍意义。如果这类事实被检验为真，那就应该说这个假说在相当程度上被证实了。如1919年爱丁顿对日全蚀的观测结果，就可以说在很大程度上证实了广义相对论。
其次，由实验结果的真来说明所赖以推出的假说为真，也并不是单纯的类比和归纳论证，而总同时要结合分析。归纳结合分析，就可以同时揭示其内部的机制和规律性，那么，只要几个以至一个事例，这种分析结果被证实，就能说明所有类似情况下必然发生的事情。例如，氯奎可以治疗疟疾，这个结论如果只是从许多病人服用氯奎而治愈的经验而作出普遍性结论，那是以特殊性来说明普遍性，是缺乏必然性的逻辑根据的。但如分析了一定量氯奎怎样作用于寄生在人体血细胞中的疟原虫，而破坏了原虫正常新陈代谢过程，从而必然引起原虫的死灭。只要这个分析结果被证实（如在取血检验中用显微镜直接观察到原虫发育周期的被打乱）那么，氯奎可治疟疾的普遍性命题就被证实了。其实在这里已是由简单枚举归纳上升为科学归纳。科学归纳法是一种必然的推理，就是因为它不是单纯的归纳，而是归纳和分析的结合，因而这样的结论就不只具有现实性的品格，而且取得了普遍性的品格。事实上，许多普遍性原理的证实，都是分析结论为实践所证实的结果。正是对分子运动论的分析及实践检验证实了机械运动的普遍性原理，对自由电子论的分析及实践检验证实了金属导电的普遍性论点，对微观客体波粒二象性的分析及其实践检验证实了波函数公式和测不准关系的普遍性等等。这样的实验结果就是可以重复的，在条件保证同样的情况下，都可以得到相同的结果。即使研究的是随机现象，不可能分析事物内在机理和因果性，但通过统计归纳或概率分析，也可以确切地知道在多大的程度上被证实或有多大的确证度。
第三，由于假说本身是有结构和相互联系的，因此，抽象地看，不管有多少反例，该假说的维护者也总归可以通过增补一些辅助假说来为其辨护而免受被证伪。但是，任何假说都不是孤立存在的，而总是有许多假说与之并存，因而在假说之间就会有竞争。在这种情况下，那确证度高，证伪率低，出现了反例可被消除以至可由此作出预见的假说就会战胜那些确证度低，证伪率高，一再出现反例而又难以被一再增补的辅助假说所消除的假说而被证实。反之就被证伪。在科学史上，托勒密地心说虽能解释大量现象以至作出预见，但总因一再出现反例一再增加均轮也无法消除而最终在日心说的竞争下而被证伪，就是一个典型的例子。
最后，实践作为检验真理的标准，不只是绝对的，同时也是相对的。因为实践是历史的，发展的，每一历史阶段的实践都有局限性。一定历史阶段的实践不能完全证实或者驳倒一切的认识。某个历史阶段的实践所证实的某种认识的正确性，也是有限的，超出这个限度就未必是正确的。前面提到的科学史上的傅科实验就说明了这个问题。但是，实践标准首先是绝对的，在一定的条件下，一定的限度内所提供的事实是客观的，绝对的。并且，今天的实践所不能证明的，终将在今后的实践中得到证明。因此，我们并不可因在一定历史条件下的实验结果被修正，而就否认识实践标准的绝对性，否认证实或证伪的可能性。
总之，实践是检验假说真理性的标准，但这种检验不是简单的，而是复杂的，不是机械的，而是辩证的，不是一次完成的，而是一个历史的过程。
三、观察、实验和理论的辩证统一
关于观察同理论的关系，传统的观点认为：理论依赖于观察，而观察则是独立于理论之外，不受理论的影响。
应该说，这种观点有它的合理之处，通过观察和实验对假说及其推论进行的验证，就是将推论和观察实验的结果进行对照，看其结果是否同推论一致。为此，在观察中，要求遵循观察的客观性原则，科学观察要尊重事实，避免主观偏见。马克思说：“不带偏见的考察是不会受迷惑的”。为了防止主观偏见，采取一定的办法，如生物学观察的“随机分组”，医学中的“双盲法”是非常必要和不可少的。为了克服肉眼观察受到生理条件的限制，科学观察还使用先进的观测技术和观测仪器。由于仪器精度和可观测范围的扩大，就能更准确地记录客体运动的状态，提高观察的客观性。由于现代技术的应用和自动化测量系统与计算机相配合，实验观察者所观察到的已不是最原始的图象和数据，而是已经过计算机处理过的数据。这样，既扩大了科学观察的视野，又可以避免某些主观的差错。最后，科学观察还要求实验结果可以用某种标准的方法进行重演。实验中发生的情况或事件能够被多个观察者重复检验，一般来说，就保证了科学实验结果的客观性。因为观察者的主观的偶然的失误都很容易在重复的实验过程中暴露出来，并加以消除。一个实验被复核重演的次数越多，也越显示出其客观性。相反，不可重复的观察和实验结果，其客观性就会受到怀疑。
但是，传统认为观察独立于理论之外，不受理论影响的看法则是片面的，错误的。这种观点不能解释现代的许多观察事实。现代的观点认为：不存在所谓纯粹的中性观察，提出“观察渗透理论”的新见解。从科学研究的实际进程看，应该说，后一种观点是合理的。
观察之所以渗透理论，首先是因为观察不仅是接受信息的过程，同时也是加工信息的过程。人在观察过程中必然对外界的信息进行挑选、加工和翻译。这就与人的理论知识背景有关。不同的知识背景、不同的理论指导、甚至不同的生活经验，对同一事物会得出不同的观察陈述。例如，医生和普通人看同一张病人的肺部X光照片，结果将大不相同。那些重要的作为病理证据的阴影、线条，可能丝毫不被未曾受过训练的普通人所察觉，而医生有目的的寻找的正是这些材料，并且可以在其理论框架内予以解释。
其次，观察之所以渗透理论还因为观察一般总要借助于一定的工具（仪器），而观察工具是理论的物化。我们在科学研究中所运用的每一台仪器，都是以某种或某些理论假说（假设）为基础来进行设计的。例如温度计的设计有赖于对温度高低同测温质体积变化关系的认识。并且，对于仪器中所反映的物理量的性质的认识，也受制于假说或理论的进步。在1756年英国科学家布莱克区分温度和热量两个概念以前，人们就始终不知道通过温度计所测得的物理量究竟是温度还是热量。可见，测量仪器并不是一种单纯的自然物，它紧紧地依赖于一定的科学假说或理论。
最后，观察之所以渗透着理论，还因为观察陈述是用科学语言表述出来的（通过语言，来自客体的信息被编码记载下来），而科学语言总与特定的科学理论联系着。当使用语言时，理论的框架也就出现了。比如，当用波长为7000埃这个术语来表示红光时，就暗含着光谱、波长、光学测量仪、实数集……等一系列概念所构成的理论框架。进行科学观察的人正是带着这类理论框架去进行观察的。
由此可见，理论在观察中既起着“定向”作用，引导观察者有选择地接收外界信息；又起着“加工改造”作用，帮助观察者理解观察到的究竟是什么。这也正如爱因斯坦（A.Einstein）所说的：“是理论决定我们能够观察到的东西”，“只有理论，即只有关于自然规律的知识，才能使我们从感觉印象推论出基本现象”。
应该明确，对观察渗透理论这一命题，不能作唯心主义的解释。我们认为观察渗透理论，并不能否认观察的对象独立于主体而存在，我们的知觉经验来源于自然对象，是对象的能动反映，并不能否认知觉经验是感性认识，是由对象和我们感官的关系所给予的。我们重视观察渗透理论与强调观察实验对科学认识的形成和发展起基础性作用，在本质上是一致的。
观察离不开理论，正确的理论可以引导正确的思维帮助纠正错误。科学观察要求以正确反映客观事物本质的理论为指导。观察渗透理论，由于理论可谬，因而可能影响观察的正确性，但理论的根本作用是在于它能帮助分析和审察观察事实。我们常说，“眼见为实，耳闻为虚”，假说的真实性需要通过观察来检验。但是由于受到主客观条件的种种限制，观察本身也会有假象，眼见也不一定为实。正确的理论就可以帮助纠正由主观和仪器干扰等造成的误差，同时正确的理论能提供正确的概念系统、推理规则和消除假象与误差的方法，从而把日常观察中模糊不清的现象变得清晰起来。
观察是探索和检验科学真理的重要手段，但是，单纯的自然观察，是有很大局限性的。它难于排除多种因素的干扰，保证过程纯粹地进行。因此，“单纯观察所得到的经验，是决不能充分证明必然性的”，为证明自然现象的内在必然性就必须由单纯的自然观察过渡到实验。
实验是一种感性的活动，但不只是一种感性的活动,而且更重要的是一种理性的活动，它本质上是理性方法的物化。由单纯观察过渡到实验,就是为了排除干扰,因此在做实验以前,首先就需要进行实验设计，根据实验的目的,即所需要回答的问题，转化成为能够以具体的感性的实验观察过程来回答的方案，哪些干扰因素应设法排除，哪些次要因素要暂时撇开，选择什么材料和仪器，采取什么样的方法和手段等等都要在实验设计中给以考虑。在实验过程具体付之实施以前，这个过程的结果，这个过程本身就已经在人们头脑里观念地存在和完成了。只有在此之后，才能进入实验的实施阶段。实验的实施，当然是一种感性的活动，但其目的却是在于把蕴含于实验目的和设计中的理性方法，通过物质的手段再现于感性之中，以便对现象作出新的观察。在这里理性的思维活动也始终占主导地位。最后实验的真正目的是在于通过感性的具体为进一步的理论思维提供条件，以便更正确地反映客观对象并把握对象的本质。为此，就必须对实验的结果进行分析处理，并在此基础上对实验结果作出理论解释。
由此可见，实验的过程是一个在理论思维指导下进行的过程。没有正确理论思维，实验就失去了意义和目的，就无从安排实验的活动，在实验中取得了资料也无法取得科学的结果，以至即使取得了重要的结果也可能理解错误。例如，1774年英国的普利斯特列（JosephPriestley）和此后不久的瑞典的舍勒析出了氧，但他们为燃素说所束缚，因而这种本来可以推翻全部燃素说观点并使化学发生革命的元素，在他们手中没有能结出果实。正如恩格斯所说：“从歪曲的、片面的、错误的前提出发，循着错误的、弯曲的、不可靠的途径行进，往往当真理碰到鼻尖的时候，还是没有得到真理”。
总之，实践，观察和实验是理论的基础，而观察又渗透理论，实验又要有理论的指导，观察、实验和理论是辩证的历史的统一。
科学假说不仅要经过逻辑论证，说明它能解释普遍事实，并同其他理论相协调，在内部不存在逻辑矛盾，而且要包含有可在实践中检验的结论。这是科学假说的又一条原则，叫做可检验性原则。如果是不可检验的，就不能确定其真伪，这种“假说”就不能称为科学假说。
为要对假说进行实践检验，就要根据假说的基本观点，结合一定的条件，演绎出关于可供直接检验的事实的推论来。实践检验是通过观察和实验对假说及其推论进行的验证。因为假说中包括着对事物本质的猜测，这种猜测往往以全称判断的形式出现，具有抽象性和普遍性，是无法直接验证的。只有通过观察和实验对假说及其推论进行的验证，即将推论和观察实验的结果进行对照。如果观察实验的结果同假说的所有可能的推论相一致，就应该说该假说经受住了检验，得到了证实。如果观察实验的结果同假说的推论总是不一致，就应该说该假说经不住检验，被实践所证伪。
二、假说的证实与证伪
但是，现实地具体地考察假说的检验过程，则使我们发现，假说的检验即通过实践来证实或证伪并不是简单的而是一个极其复杂的过程。
首先，从假说（H）推出的关于事实命题（E）被观察实验检验为真，并不意味着这个假说（H）就被证实。因为从逻辑学上来说，从肯定后件（推出的事实命题）到肯定前件（假说），并无逻辑必然性。事实上，对于一种事实或现象（E）往往可以有多种不同的解释，因而也就可以有多种不同的假说（H1、H2、H3、……）。
其次，从普遍性或全称假说命题H引伸出一系列关于事实的单称命题e1、e2、e3、……en，并且通过观察或实验表明e1、e2、e3、……en，全是真的。那么，根据归纳论证，也不能判定假说H就是真的。因为，由归纳得出的普遍性结论是或然的，没有逻辑必然性。事实上，历史上尽管有一些理论可以解释许多现象，以至可以作出预见，但也不能说明它就是真的。如托勒密地心说不仅能够解释许多现象，而且可以预见行星运行的轨道、月食、日食，被天文观测证实的精确程度比刚诞生时的哥白尼学说还高。但这种学说毕竟是错误的。
第三，一个科学假说（H）所演绎出的可被直接检验的结论（E），若与观测事实不符（非E），那么，根据逻辑学告诉我们的道理，否定后件必定否定前件，由此可以说这个假说已被证伪（非H）。波普正是以此为理由而竭力强调证实与证伪在逻辑上的不对称性，即认为理论或假说不能证实，只能证伪。但是，一旦出现反例是否就能否定相关的科学假说呢？事实上，证伪一个科学假说并不象逻辑学上否定后件就必然否定前件那样简单。首先，科学实践受科学技术水平的制约，是可错的。当观测到的经验事实与推论不相符时，不一定是理论假说错了，而有可能是实验设计不合理或仪器精度不够造成的。其次，科学假说本身也是有结构的，它包含了背景知识和许多辅助性假说，不是一个单纯的孤立的全称命题，所以若出现观察实验结果同假说推论不符，可能是因为其中的辅助假说有误，而不一定是假说的主要内容有误。最后，由假说推出关于可供检验的事实时，总还需结合有关的条件，所以一旦出现反例，还有可能是有关条件的陈述不对，而不一定就是假说本身的错误。
最后，所谓判决性实验的判决作用也不是绝对的。判决性实验是指：如果对同一研究对象，存在两个对立的假说H1和H2，并分别推出互不相容的结论E1和E2，而且可以通过一个实验进行检验，其检验结果符合E1（或E2），不符合E2（或E1），则认为这个实验肯定了H1（或H2），否定了H2（或H1）。该实验就是关于假说H1和H2之间的判决性实验。判决性实验由于对两个相互对立的假说能够起到肯定一个、否定另一个的裁决作用，因此历来为科学家和哲学家所重视。但是在本世纪初的物理学革命中，人们对判决性实验的作用提出了质疑。例如，1850年，傅科的判决性实验，肯定了光的波动说，否定了光的微粒说。但本世纪初，由于光电效应的实验研究和实验中验证了光子的存在，使光的微粒说又得到复活并得到发展。从而傅科实验的判决性结论亦被否定。由此，引起了不少科学家和哲学家对判决性实验的争论，有的肯定，有的否定。其实，从辩证法的观点来看，判决性实验的判决作用也不是绝对的，而是相对的。观察、实验对假说的检验有确定的一面，也有不确定的一面。其确定性表现为：在一定的条件下，可以重复的科学的观察与实验总是具体的和确定的，它在支持一个假说的同时，又可能为证伪另一个假说提供科学事实。因此，在一定科学背景下，判决性实验对检验假说有裁决作用。不确定性表现为：由于实验技术与有关的科学理论都在发展，
已有的实验结果可能被否定或作出新的解释；已由于假说本身是有结构的和相互联系的，所以很难直接判定假说的哪一部分有错误。由此可，观察和实验是科学的检验标准，但不要把已有的实验检验绝对化，它也有相对性，是绝对和相对的辩证统一。
如此说来，是不是可以说，假说和理论是既不能证实也不能证伪了呢？不能。假说和理论的检验包括证实和证伪都是复杂的，但实践是检验假说的标准，归根到底，它既可以证实假说，也可以证伪假说。
首先，由假说所推出的事实，其份量并不都是相同的。虽然一般地说，不能由个别或有限事实的被检验为真，就得出假说为真的结论。但如有的事实，特别是有的重要科学预见，它的份量特别重，富有代表性，具有普遍意义。如果这类事实被检验为真，那就应该说这个假说在相当程度上被证实了。如1919年爱丁顿对日全蚀的观测结果，就可以说在很大程度上证实了广义相对论。
其次，由实验结果的真来说明所赖以推出的假说为真，也并不是单纯的类比和归纳论证，而总同时要结合分析。归纳结合分析，就可以同时揭示其内部的机制和规律性，那么，只要几个以至一个事例，这种分析结果被证实，就能说明所有类似情况下必然发生的事情。例如，氯奎可以治疗疟疾，这个结论如果只是从许多病人服用氯奎而治愈的经验而作出普遍性结论，那是以特殊性来说明普遍性，是缺乏必然性的逻辑根据的。但如分析了一定量氯奎怎样作用于寄生在人体血细胞中的疟原虫，而破坏了原虫正常新陈代谢过程，从而必然引起原虫的死灭。只要这个分析结果被证实（如在取血检验中用显微镜直接观察到原虫发育周期的被打乱）那么，氯奎可治疟疾的普遍性命题就被证实了。其实在这里已是由简单枚举归纳上升为科学归纳。科学归纳法是一种必然的推理，就是因为它不是单纯的归纳，而是归纳和分析的结合，因而这样的结论就不只具有现实性的品格，而且取得了普遍性的品格。事实上，许多普遍性原理的证实，都是分析结论为实践所证实的结果。正是对分子运动论的分析及实践检验证实了机械运动的普遍性原理，对自由电子论的分析及实践检验证实了金属导电的普遍性论点，对微观客体波粒二象性的分析及其实践检验证实了波函数公式和测不准关系的普遍性等等。这样的实验结果就是可以重复的，在条件保证同样的情况下，都可以得到相同的结果。即使研究的是随机现象，不可能分析事物内在机理和因果性，但通过统计归纳或概率分析，也可以确切地知道在多大的程度上被证实或有多大的确证度。
第三，由于假说本身是有结构和相互联系的，因此，抽象地看，不管有多少反例，该假说的维护者也总归可以通过增补一些辅助假说来为其辨护而免受被证伪。但是，任何假说都不是孤立存在的，而总是有许多假说与之并存，因而在假说之间就会有竞争。在这种情况下，那确证度高，证伪率低，出现了反例可被消除以至可由此作出预见的假说就会战胜那些确证度低，证伪率高，一再出现反例而又难以被一再增补的辅助假说所消除的假说而被证实。反之就被证伪。在科学史上，托勒密地心说虽能解释大量现象以至作出预见，但总因一再出现反例一再增加均轮也无法消除而最终在日心说的竞争下而被证伪，就是一个典型的例子。
最后，实践作为检验真理的标准，不只是绝对的，同时也是相对的。因为实践是历史的，发展的，每一历史阶段的实践都有局限性。一定历史阶段的实践不能完全证实或者驳倒一切的认识。某个历史阶段的实践所证实的某种认识的正确性，也是有限的，超出这个限度就未必是正确的。前面提到的科学史上的傅科实验就说明了这个问题。但是，实践标准首先是绝对的，在一定的条件下，一定的限度内所提供的事实是客观的，绝对的。并且，今天的实践所不能证明的，终将在今后的实践中得到证明。因此，我们并不可因在一定历史条件下的实验结果被修正，而就否认识实践标准的绝对性，否认证实或证伪的可能性。
总之，实践是检验假说真理性的标准，但这种检验不是简单的，而是复杂的，不是机械的，而是辩证的，不是一次完成的，而是一个历史的过程。
三、观察、实验和理论的辩证统一
关于观察同理论的关系，传统的观点认为：理论依赖于观察，而观察则是独立于理论之外，不受理论的影响。
应该说，这种观点有它的合理之处，通过观察和实验对假说及其推论进行的验证，就是将推论和观察实验的结果进行对照，看其结果是否同推论一致。为此，在观察中，要求遵循观察的客观性原则，科学观察要尊重事实，避免主观偏见。马克思说：“不带偏见的考察是不会受迷惑的”。为了防止主观偏见，采取一定的办法，如生物学观察的“随机分组”，医学中的“双盲法”是非常必要和不可少的。为了克服肉眼观察受到生理条件的限制，科学观察还使用先进的观测技术和观测仪器。由于仪器精度和可观测范围的扩大，就能更准确地记录客体运动的状态，提高观察的客观性。由于现代技术的应用和自动化测量系统与计算机相配合，实验观察者所观察到的已不是最原始的图象和数据，而是已经过计算机处理过的数据。这样，既扩大了科学观察的视野，又可以避免某些主观的差错。最后，科学观察还要求实验结果可以用某种标准的方法进行重演。实验中发生的情况或事件能够被多个观察者重复检验，一般来说，就保证了科学实验结果的客观性。因为观察者的主观的偶然的失误都很容易在重复的实验过程中暴露出来，并加以消除。一个实验被复核重演的次数越多，也越显示出其客观性。相反，不可重复的观察和实验结果，其客观性就会受到怀疑。
但是，传统认为观察独立于理论之外，不受理论影响的看法则是片面的，错误的。这种观点不能解释现代的许多观察事实。现代的观点认为：不存在所谓纯粹的中性观察，提出“观察渗透理论”的新见解。从科学研究的实际进程看，应该说，后一种观点是合理的。
观察之所以渗透理论，首先是因为观察不仅是接受信息的过程，同时也是加工信息的过程。人在观察过程中必然对外界的信息进行挑选、加工和翻译。这就与人的理论知识背景有关。不同的知识背景、不同的理论指导、甚至不同的生活经验，对同一事物会得出不同的观察陈述。例如，医生和普通人看同一张病人的肺部X光照片，结果将大不相同。那些重要的作为病理证据的阴影、线条，可能丝毫不被未曾受过训练的普通人所察觉，而医生有目的的寻找的正是这些材料，并且可以在其理论框架内予以解释。
其次，观察之所以渗透理论还因为观察一般总要借助于一定的工具（仪器），而观察工具是理论的物化。我们在科学研究中所运用的每一台仪器，都是以某种或某些理论假说（假设）为基础来进行设计的。例如温度计的设计有赖于对温度高低同测温质体积变化关系的认识。并且，对于仪器中所反映的物理量的性质的认识，也受制于假说或理论的进步。在1756年英国科学家布莱克区分温度和热量两个概念以前，人们就始终不知道通过温度计所测得的物理量究竟是温度还是热量。可见，测量仪器并不是一种单纯的自然物，它紧紧地依赖于一定的科学假说或理论。
最后，观察之所以渗透着理论，还因为观察陈述是用科学语言表述出来的（通过语言，来自客体的信息被编码记载下来），而科学语言总与特定的科学理论联系着。当使用语言时，理论的框架也就出现了。比如，当用波长为7000埃这个术语来表示红光时，就暗含着光谱、波长、光学测量仪、实数集……等一系列概念所构成的理论框架。进行科学观察的人正是带着这类理论框架去进行观察的。
由此可见，理论在观察中既起着“定向”作用，引导观察者有选择地接收外界信息；又起着“加工改造”作用，帮助观察者理解观察到的究竟是什么。这也正如爱因斯坦（A.Einstein）所说的：“是理论决定我们能够观察到的东西”，“只有理论，即只有关于自然规律的知识，才能使我们从感觉印象推论出基本现象”。
应该明确，对观察渗透理论这一命题，不能作唯心主义的解释。我们认为观察渗透理论，并不能否认观察的对象独立于主体而存在，我们的知觉经验来源于自然对象，是对象的能动反映，并不能否认知觉经验是感性认识，是由对象和我们感官的关系所给予的。我们重视观察渗透理论与强调观察实验对科学认识的形成和发展起基础性作用，在本质上是一致的。
观察离不开理论，正确的理论可以引导正确的思维帮助纠正错误。科学观察要求以正确反映客观事物本质的理论为指导。观察渗透理论，由于理论可谬，因而可能影响观察的正确性，但理论的根本作用是在于它能帮助分析和审察观察事实。我们常说，“眼见为实，耳闻为虚”，假说的真实性需要通过观察来检验。但是由于受到主客观条件的种种限制，观察本身也会有假象，眼见也不一定为实。正确的理论就可以帮助纠正由主观和仪器干扰等造成的误差，同时正确的理论能提供正确的概念系统、推理规则和消除假象与误差的方法，从而把日常观察中模糊不清的现象变得清晰起来。
观察是探索和检验科学真理的重要手段，但是，单纯的自然观察，是有很大局限性的。它难于排除多种因素的干扰，保证过程纯粹地进行。因此，“单纯观察所得到的经验，是决不能充分证明必然性的”，为证明自然现象的内在必然性就必须由单纯的自然观察过渡到实验。
实验是一种感性的活动，但不只是一种感性的活动,而且更重要的是一种理性的活动，它本质上是理性方法的物化。由单纯观察过渡到实验,就是为了排除干扰,因此在做实验以前,首先就需要进行实验设计，根据实验的目的,即所需要回答的问题，转化成为能够以具体的感性的实验观察过程来回答的方案，哪些干扰因素应设法排除，哪些次要因素要暂时撇开，选择什么材料和仪器，采取什么样的方法和手段等等都要在实验设计中给以考虑。在实验过程具体付之实施以前，这个过程的结果，这个过程本身就已经在人们头脑里观念地存在和完成了。只有在此之后，才能进入实验的实施阶段。实验的实施，当然是一种感性的活动，但其目的却是在于把蕴含于实验目的和设计中的理性方法，通过物质的手段再现于感性之中，以便对现象作出新的观察。在这里理性的思维活动也始终占主导地位。最后实验的真正目的是在于通过感性的具体为进一步的理论思维提供条件，以便更正确地反映客观对象并把握对象的本质。为此，就必须对实验的结果进行分析处理，并在此基础上对实验结果作出理论解释。
由此可见，实验的过程是一个在理论思维指导下进行的过程。没有正确理论思维，实验就失去了意义和目的，就无从安排实验的活动，在实验中取得了资料也无法取得科学的结果，以至即使取得了重要的结果也可能理解错误。例如，1774年英国的普利斯特列（JosephPriestley）和此后不久的瑞典的舍勒析出了氧，但他们为燃素说所束缚，因而这种本来可以推翻全部燃素说观点并使化学发生革命的元素，在他们手中没有能结出果实。正如恩格斯所说：“从歪曲的、片面的、错误的前提出发，循着错误的、弯曲的、不可靠的途径行进，往往当真理碰到鼻尖的时候，还是没有得到真理”。
总之，实践，观察和实验是理论的基础，而观察又渗透理论，实验又要有理论的指导，观察、实验和理论是辩证的历史的统一。