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La filosofia della scienza è la branca della filosofia che studia i fondamenti, gli assunti e le implicazioni della scienza, sia riguardo alla logica e alle scienze naturali, come la fisica, la chimica, la biochimica o la biologia, sia riguardo alle scienze sociali, come la sociologia, la psicologia o l'economia. Le principali sezioni della filosofia della scienza sono la filosofia della matematica, la filosofia della fisica, la filosofia della chimica e la filosofia della biologia. In parte legata alla filosofia della conoscenza nota come gnoseologia e, in misura maggiore, all'epistemologia, essa cerca di spiegare la natura dei concetti e delle asserzioni scientifiche, i modi in cui essi vengono prodotti; come la scienza spiega la natura, come la predice e come la utilizza per i suoi fini; i mezzi per determinare la validità delle informazioni; la formulazione e l'uso del metodo scientifico; i tipi di ragionamento che si usano per arrivare a delle conclusioni; le implicazioni dei metodi scientifici, con modelli dell'ambiente scientifico e della società umana circostante.

L'epistemologia (dal greco ἐπιστήμη, epistème, "conoscenza certa" ossia "scienza", e λόγος, logos, "discorso") è quella branca della filosofia che si occupa delle condizioni sotto le quali si può avere conoscenza scientifica e dei metodi per raggiungere tale conoscenza. In un'accezione più ristretta l'epistemologia viene a volte identificata con la filosofia della scienza, la disciplina che oltre ai fondamenti e ai metodi delle diverse discipline scientifiche si occupa anche delle implicazioni filosofiche delle scoperte scientifiche. Il termine, coniato nel 1854 dal filosofo scozzese James Frederick Ferrier, indica specificamente quella parte della gnoseologia che studia i fondamenti, la validità e i limiti della conoscenza scientifica. Nei paesi di lingua inglese il concetto di epistemologia è invece principalmente utilizzato come sinonimo di gnoseologia o teoria della conoscenza - la disciplina che si occupa dello studio della conoscenza in generale.