Popper przeprowadza krytykę indukcjonizmu. Punktem odniesienia tej krytyki nie jest w tym przypadku niezawodność rozumowania indukcyjnego, czy samo rozumowanie indukcyjne, lecz problemu obserwacji. Indukcjonizm (naiwny) przyjmuje dwa podstawowe założenia dotyczące obserwacji: nauka wychodzi od obserwacji i obserwacja dostarcza bezpiecznej podstawy, z której można wyprowadzić wiedzę.
Karl Popper (fot. ze zbiorów Biblioteki London School of Economics, udostępniona w ramach projektu The Commons)
Indukcjoniści sądzą, że obserwacja dokonana poprzez organ wzroku jest obiektywna, tzn. Dwóch obserwatorów spoglądających na ten sam przedmiot w tym samym miejscu widzą tę samą rzecz. Co więcej poprzez organy wzroku mamy mniej lub bardziej bezpośredni dostęp do świata zewnętrznego. Popper uważa, że dwaj obserwatorzy patrzący na ten sam przedmiot niekoniecznie muszą widzieć to samo, a obraz jaki widzą nie jest spowodowany tylko fizycznym obrazem powstającym na ich siatkówkach. Przedstawia prosty przykład z rysunkiem schodów, które można widzieć jako stopnie widziane z dołu bądź z góry. Argument ten można rozwinąć w horyzoncie obserwacji naukowej. Popper twierdzi, że to co widzi obserwator w znacznej mierze zależy od jego subiektywnej wiedzy i jego subiektywnego doświadczenia i oczekiwań. Obserwator nierzadko musi posiadać pewną wiedzę lub też posiadać już pewne doświadczenie, żeby zobaczyć pewne rzeczy, żeby dokonać obserwacji.
Popper jako przykład daje obrazy widziane przez mikroskop lub obrazy widziane przez teleskop. Podobnie rzecz się ma obrazami na zdjęciach rentgenowskich. Doświadczony radiolog dostrzega co innego na takich zdjęciach niż laik czy początkujący student medycyny. Zatem doznania zmieniają się wraz wiedzą doświadczaniem obserwatora. Bezpieczna podstawa dla nauki według indukcjonistycznej teorii to zdania obserwacyjne, które są obiektywne i ogólne. Są one wyprowadzane ze zdań szczegółowych na zasadzie indukcji. Popper zwraca uwagę na bardzo ważną sprawę: zdania obserwacyjne muszą być wyrażone w języku pewnej teorii.
Poprawne zrozumienie takiego zdania zakłada rozumienie poszczególnych wyrazów, z których się składa. Owe zdania mogą być wyrażane w języku pewnej teorii i są ograniczane tą teorią. Mogą być co najwyżej tak precyzyjne jak precyzyjna jest ta teoria. Widzimy zatem pewne pierwszeństwo i wyższość teorii nad obserwacją i nad zdaniami obserwacyjnymi. To jest sprzeczne z indukcjonistyczną teorią, która mówi, iż pojęcia uzyskują znaczenie dzięki obserwacji. Zatem nauka nie opera się na obserwacji skoro obserwację wyprzedza teoria. Aby wykazać poprawność zdania obserwacyjnego należy się odwołać do teorii nie obserwacji. Sama obserwacja pozostanie jałowa. Bywa, że zdania obserwacyjne upadają, gdy upada teoria założona w akcie obserwacji. Zdanie obserwacyjne mówiące, że słońce porusza się wokół ziemi, okazuje się fałszywe, gdy upada założona geocentryczna teoria. Kolejny przykład wzięty. Na początku badań w obrębi tej dziedziny sądzono, że naelektryzowane pręty stają się lepkie, ponieważ “przyklejają” się do nich kawałki papieru. Dziś wiemy, że ten sąd jest błędny. Błędne pojęcie lepkości zostało zastąpione pojęciami przyciągani i sił co rzuciło nowe światło na obserwację. Widzimy jak duży wpływ ma uprzednio założona teoria w rozumieniu obserwacji.
Konkludując: indukcjonista myli się w dwóch punktach: nauka nie wychodzi od zdań obserwacyjnych i zdania obserwacyjne nie tworzą trwałej podstawy dla nauki co widać na wyżej wymienionych przykładach. Teoria wyprzedza obserwację, a zakładana przez (naiwny) indukcjonizm zasada nieuprzedzonej obserwacji nie daje się wcale utrzymać. Omawiany związek teorii z obserwacją poważnie godzi w założenia indukcjonizmu. Z powyższych rozważań wynika ważna konsekwencja, ważna nie tylko w świetle rozważań nad indukcjonizmem. Błędne teorie prowadzą do błędnych i wniosków i dają fałszywe wskazówki. Popper jednak rozwiązanie problemu widzi w doskonaleniu i rozszerzaniu teorii, nie na zapisywaniu wyników nieskończonej liczby obserwacji. Zdania obserwacyjne są przesiąknięte teorią jak pisze Popper.