很多人都认为，科学的目标是追求真理。但科学是否能追求到真理却是个古老的疑问。在科学的黎明期，弗朗西斯·培根认为科学的基本方法是归纳法，即从大量实验中归纳出理论。但是大卫·休谟却对归纳法本身提出了质疑，即归纳法是不合乎逻辑的，有限的个例不能证明一个全称判断。例如我们看到一百只天鹅都是白的，也不能证明“所有天鹅都是白的”。数学中的“数学归纳法”是合乎逻辑的，即（1）证明了定理在N=1时成立，再证明（2）如果定理在N=n时成立则在N=n+1时也成立，那么对于任何自然数N，定理都成立。但是在科学中任何实验都只能证明理论在N=1，2，3……（有限个）时成立，却证明不了上述数学归纳法的（2）的部分。现代科学哲学家卡尔·波普尔提出“证伪主义”，即虽然无论看到多少白天鹅也不能证明“所有天鹅都是白的”，但只要看见一只黑天鹅就可以“证伪”这个说法。所以科学的方法应该是通过“证伪”把确定为“假”的理论除掉，剩下的就是“可能为真”的理论。这是个非常令人沮丧的结论：即使我们手中握着“真理”，我们也不可能知道它就是“真理”。这就让我们怀疑科学是不是应该追求“真理”。
爱因斯坦与波普尔都认为科学的理论是人类的“发明”而不是“发现”。或者说，在自然界背后并没有隐藏着“真理”等待我们“发现”，科学理论是人类的创造物。但是，对于“发明”没有“真”、“伪”可言，人们发明了汽车，只考虑它能不能跑，不会考虑它是“真汽车”还是“假汽车”。事实上越“真”的理论可能反倒越没有价值，例如“将来会下雨”和“明天北京下雨”这两句话，前者肯定是“真”的，后者很可能是“假”的，但前者是废话而后者有用。从历史上看，“真理”是一个宗教概念而不是科学概念。如果我们相信世界是上帝有意创造的，那么在创造时想必是依据了某种理念，因而上帝心中的这个创世的“蓝图”就是货真价实的“客观真理”。但如果神创论不成立，人创造的理论就没有真伪的参照物。所以在宗教不流行的中国，古文中并没有与“真理”相对应的概念，“真理”是一个外来语。
二、科学追求什么样的理论
如果科学不可能追求真理，那么科学追求什么样的理论呢？科学追求“好”的理论。“真理”往往给人一种“靠得住”的感觉，而且真理是唯一的，与真理不同的理论都可以宣布为谬误。但是“好”却往往因人而异，你说好的我可能说不好。科学能够追求“好”的理论，关键在于在科学内部有一致的评价准则，使得好的理论大家都说好。波普尔的学生沃特金斯总结了评价科学理论的三条准则：深刻、统一、预测。就是说科学追求更深刻、更统一、更有预测能力的理论。
只有有预测能力的理论才是有用的理论，人类要想成功地进行有目的的行动，必须事先知道行动的结果。任何现象都可以有无数种解释，但只有可以用于预测的解释才是有用的理论。例如对于月蚀可以用“天狗吃月亮”来解释，但这个理论不能预测下次天狗什么时候再来吃月亮，而用牛顿定律却可以计算出下次在何时何地发生月蚀，所以“天狗”不是科学而牛顿定律是科学。关于UFO有很多解释，但是没有一种解释可以告诉我们下次在何时何地可以看到UFO，所以关于UFO的研究还不能算是科学。
科学的统一性又称为内部一致性，它的重要性在于保证不同的推理路径所得到的结论应该一样。否则，同样运用科学理论，不同的人可以得出不同的预测结果，那么就得不到确定的预测。历史上的“燃素学说”认为木炭里含有“燃素”，燃烧时燃素从木炭里跑出来，但是铁在燃烧后重量反而增加，导致测定出燃素的质量是个负值，这与物理学的基本概念相矛盾，所以燃素学说很快就被氧化学说代替了。现代科学对于一个新理论的起码要求就是与现存的基本科学理论不矛盾。
深刻性与统一性密切相关，开普勒定律是天上行星运行的规律，伽利略定律是地上落体运动的规律，牛顿定律把二者统一起来，成为一个更深刻的理论，从牛顿定律可以推导出开普勒定律和伽利略定律，因此是更深刻的理论。深刻的理论对统一性是很好的保证，又更为简单（符合思维经济原则），而且还能进行更大范围的预测，所以深刻性也是重要的评价准则。
如果科学追求真理但又不可能得到真理，难免导致不可知论或怀疑论的悲观论调，况且我们一旦得到真理，也就等于宣布科学的终结；但如果科学追求好的理论，我们对科学的看法就非常乐观：现在我们手中有迄今为止最好的理论，但将来还可能有更好的理论来代替它。
