En af de første teoretikere i nyere tid, der rejste tvivl ved empiristernes verifikationskrav, var Karl Popper (1902-1994). Han påpegede, at der var et problem i at slutte fra det enkelte til det almene, og kritiserede den logiske positivisme for at have et induktionsproblem. Ifølge Popper gav det ikke meget mening at anse en almen teori for sand (eller sandsynlig) på grundlag af observationsudsagn, dvs. på baggrund af forhåndenværende erfaringer. Han afviste derfor den logiske positivismes verifikationisme; almene lovudsagn kan aldrig definitivt verificeres. Popper eksemplificerede induktionsproblemet på følgende måde: Hvis du aldrig har erfaret andet end hvide svaner, kan du ifølge den logiske positivisme slutte, at alle svaner er hvide. Imidlertid kan man aldrig være 100% sikker på, at en induktiv slutning er sand. Hvis for eksempel forskeren af forskellige grunde ikke har haft mulighed for at opdage, at der findes flere medlemmer af arten, gælder sandheden om at alle svaner er hvide kun så længe, der ikke er observeret nye medlemmer af arten. Faktisk findes der en sort australsk svane, så teorien om, at alle svaner er hvide er falsk. Den mindste tvivl eller undtagelse gør påstanden usand, og vi står således med en mere eller mindre sandsynlig tese. Vi kan aldrig være sikre på, om en teori eller en hypotese er sand og må som et forskningsvilkår affinde os med, at vi ikke kan verificere hypotesen til endegyldig sandhed. Popper foreslog derfor, at man skal falsificere eller sandhedsteste hypoteser. Metoden er hypotetisk-deduktiv og går netop ud på, at videnskabelige hypoteser løbende skal testes for deres holdbarhed. Jo flere gange hypotesen kan bekræftes, jo stærkere er hypotesen eller teorien. Vi kan dog aldrig vide os sikre på, at vi har opnået endegyldig sandhed, og det er netop det, som åbner muligheden for at blive klogere. Hvis det var muligt at nå frem til den definitive sandhed om årsagerne til fx jordens opvarmning, ville det første svar på vores forskningsspørgsmål være det rigtige, og dermed ville der ikke være nogen grund til at studere fænomenet yderligere eller lade sig overraske af nye svar ved for eksempel opfindelsen af nye og bedre teknologier. Vi må derfor vedvarende lede efter det, som afviger fra den fremsatte teori med henblik på at teste hypotesens holdbarhed.