Согласно Пуанкаре, основополагающие положения науки (законы, категории, аксиомы и др.) не являются отражением действительности, а представляют собой условные допущения, соглашения ученых (конвенции), принимаемые не в силу их истинности, а ради удобства.
Третий этап в эволюции философии науки (20-е – 50-е годы XX в.) связан с неопозитивизмом, главным образом, с деятельностью представителей логического позитивизма – так называемый «Венский кружок» логиков, философов и математиков, который образовался в начале 20-х гг. в Венском университете под руководством М.Шлика и в который входили Р.Карнап, О.Нейрат, Ф.Франк, Г.Фейгель и др., а также его Берлинская группа – Г.Рейхенбах, К.Г. Гемпель. В работах представителей логического позитивизма как раз и получил широкое распространение сам термин «философия науки». Именно логические позитивисты впервые четко разделили научное и обыденное познание, а науку провозгласили единственной областью познания, разрабатывающей истинное знание. С конца 20-х гг. ХХ в. концепция логического позитивизма приобрела наибольшее влияние в философии науки.
В понимании природы научного знания логические позитивисты исходили из субъективно-идеалистических воззрений Э.Маха и логики (логического атомизма) Б.Рассела и Л.Витгенштейна. Именно в логике неопозитивисты увидели тот инструмент, который должен был стать основным средством философско-методологического анализа науки. Фактически неопозитивисты пошли по пути превращения математической (символической) логики в новую «философию науки», т.е. по пути абсолютизации научной функции формальной логики. Поэтому в неопозитивизме в яркой степени выражен логицизм, отсюда и название, закрепившееся за этой разновидностью неопозитивизма – «логический позитивизм».
Итак, философское исследование науки логические позитивисты свели к анализу ее языка средствами формальной (математической) логики. В основе наиболее простой логической системы – пропозиционального исчисления – лежат простые ("атомарные") предложения: a,b,c… Из атомарных предложений с помощью логических связок (″и″, ″или″, ″если, то″ и др.) образуются сложные, "молекулярные" предложения. К наиболее употребительным логическим связкам относятся: отрицание ("неверно, что", символически: "~"); конъюнкция ("и", символически: "&"); дизъюнкция ("или", символически: "v"); импликация ("если… то…", символически:″→″). Неопозитивисты считаются основателями трехзначной логики – все научные утверждения они разделили на три вида: истинные, ложные и бессмысленные. Последние не подлежат проверке на истинность и вообще не должны относиться к науке. Для выявления и отбрасывания таких бессмысленных псевдопредложений, по их мнению, и требуется провести логический анализ научного языка. Именно такой анализ они объявили главной задачей философии.
Неопозитивисты рассматривали науку как систему