Le ricerche dei positivisti ottocenteschi, se da una parte sollecitarono una reazione spiritualistica, dall'altra stimolarono una riflessione non solo sul contenuto ma anche sul metodo della conoscenza scientifica. Tale riflessione sorse già alla fine dell'Ottocento con l'«empiriocriticismo» di Avenarius e Mach, che rappresentò l'avvio del dibattito «epistemologico».
Richard Avenarius (1843-1896), fu autore di La filosofia come pensiero del mondo secondo il principio del minimo sforzo, La critica dell'esperienza pura, Il concetto umano del mondo.
Egli contesta la nozione di filosofia come metafisica, o comunque come riflessione fondata su presupposti metafisici, siano essi «idealistici» o «materialistici». In un tipo di filosofia di tal genere sussiste la contrapposizione, che è arbitraria, tra il soggetto e l'oggetto, e tra la coscienza e le sue rappresentazioni. Arbitraria perché frutto di pura astrazione. Se si considera invece l'esperienza, ma l'«esperienza pura», cioè quella «primaria», immediata, quella che l'uomo realizza in modo irriflesso, in essa non è possibile stabilire un confine, e quindi una separazione tra soggetto e oggetto, ossia tra sfera «psichica» e sfera «fisica». Essa è costituita dalla reciproca azione delle due sfere, cioè dall'interazione uomo-mondo. Uomo e mondo non sono, nell'esperienza, due realtà contrapposte, ma un'unica realtà. Certo, ogni uomo trova «di fronte» a sé un mondo, fatto di cose e di persone. Ma nell'esperienza questo mondo non è estraneo all'uomo come non lo è l'uomo a se stesso. Allo stesso modo che io ho esperienza di me cosí ho esperienza del mondo, senza separazione. Come è illegittimo ammettere nell'esperienza di me una separazione tra me «soggetto» e me «oggetto», cosí è illegittimo ammettere, nell'esperienza del mondo, una separazione tra me e il mio ambiente circostante.
Allora la filosofia, per essere scienza rigorosa, deve strutturarsi come «analisi critica dell'esperienza», come «empiriocriticismo». A tale analisi l'esperienza si rivela costituita di sensazioni, che sono i suoi «elementi primi», e di rapporti tra sensazioni, che sono i suoi «caratteri». Le sensazioni e i loro rapporti, pertanto, non sono né specificamente soggettivi né specificamente oggettivi, in quanto nascono dall'interazione tra l'ambiente circostante ed il sistema nervoso.
Si possono allora indicare come elementi dell'esperienza i colori, i suoni ecc., e come suoi caratteri quello «affezionale» (piacere e dolore), quello «identiale» (medesimezza e alterità), quello «fidenziale» (familiarità e non familiarità), quello «esistenziale» (essere, apparenza, non essere), quello «securale» (sicurezza e non sicurezza), quello «notale» (noto o ignoto), e cosí via.
Ma se l'esperienza è un fatto globale, a che cosa si deve la distinzione e separazione tra pensiero e realtà? Al fatto, dice Avenarius, che noi scindiamo e separiamo ciò che nell'esperienza è unito. Il mondo ambiente agisce sul mio organismo; io avverto la cosa; tale cosa sentita a questo punto viene introiettata, interiorizzata, diventa «mia», ossia diventa rappresentazione del mio pensiero; quindi distinguo e separo il mio pensiero dalla cosa che ritengo esterna, in sé, fuori del rapporto organico con il mio corpo. È questo procedimento introiettivo dunque che sta alla base di tutti i problemi della filosofia; ciò perché, posta la separazione tra pensiero e realtà, si finisce coll'attribuire al pensiero una realtà, l'anima, di cui bisogna indicare i caratteri (è semplice? è immortale?) e il rapporto ch'essa ha con il corpo. Quando invece si riconduce il discorso filosofico a quello sull'esperienza pura, quando cioè si abolisce, con l'analisi di tale esperienza, la distinzione tra lo «psichico» e il «fisico», allora la psicologia perderà il suo connotato «filosofico» e ne acquisterà uno scientifico, finendo col coincidere con la fisiologia.
Le linee di discorso di Avenarius furono seguite anche da Ernst Mach (1838-1916), che le rielaborò e le sviluppò soprattutto nelle opere Analisi delle sensazioni e Conoscenza ed errore.
La scienza, egli sostiene, deriva il suo significato globale da quello che hanno i materiali di cui essa è costituita: le sensazioni. Queste sono un adattamento biologico all'ambiente esterno; dunque la scienza è la continuazione e la forma più elevata di questo adattamento. Essa insomma è adeguamento dei pensieri ai fatti (osservazione) e adattamento reciproco dei pensieri tra di loro (teoria).
La scienza, si diceva, si fonda sulle sensazioni. Queste sono «fatti». Fatti fisici o psichici? Il «fatto» è in sé unitario, è psichico e fisico. La distinzione sussiste perché riguardiamo la stessa sensazione da due prospettive diverse: un colore è fatto fisico se riferito alla fonte luminosa, è fatto psichico se riferito alla modificazione della retina dell'occhio. La sensazione, come fatto, è un insieme di elementi primari quali colori, suoni, calore, spazio, tempo, pressione e cosí via. Questo insieme, nella prospettiva di chi osserva, costituisce il suo «io», in quella di ciò che viene osservato è l'«oggetto», la realtà; dunque è erroneo parlare di «io» e di «cose» come di sostanze: nella sensazione non c'è la sostanza della cosa che mi sta di fronte, che genera sensazioni nel mio «io», anch'esso inteso come sostanza. La cosa e l'io non sono che sensazioni, anzi sono gruppi di sensazioni persistenti. Perciò:
Certo, si può fare una «fisica», ma nel senso che «nell'investigare le connessioni del mondo dei sensi lasciamo da parte il nostro proprio corpo»; e si può fare anche della «psicologia» nel senso che «dirigiamo la nostra attenzione principalmente al corpo, e soprattutto al nostro sistema nervoso». Ma ciò non significa ch'esista un mondo fisico separato dal mondo psichico.
Dati questi presupposti la scienza deve riformare se stessa. Anzi deve abbandonare la fiducia nell'assolutezza delle leggi scientifiche, e quindi, piú in generale, quella nel sapere scientifico. Deve prender coscienza ch'essa si radica nel meccanismo di adattamento dell'uomo alla realtà; essa è in funzione del «vantaggio materiale» che l'uomo ricerca; il suo scopo, quindi, è pratico. In questo adattamento il pensiero entra solo per integrare quei dati, quelle nozioni sulla natura, che l'uomo acquista per istinto. Concetti e leggi scientifiche quindi non aprono nuovi orizzonti di conoscenza, ma sono solo «segni» che ordinano, classificandoli, i fatti, in modo da evitarne, all'occorrenza, la ripetizione mentale, e in modo da offrire rappresentazioni generali che consentano di maneggiare piú efficacemente l'esperienza stessa. Essi, insomma, sono «mezzi economici», «arbitrari» e «transitori», creati dalla stessa attività di pensiero, e mutabili in relazione all'arricchimento dell'esperienza. Essi non sono fissi e invariabili, né riproducono, in termini generali, la realtà. Con le «leggi» non si vede qualcosa di reale oltre i fenomeni.
Quando la scienza acquista tale consapevolezza, allora abbandona I idea di una costanza nell'universo.
E abbandonando l'idea di una costanza oggettiva della materia, la scienza dovrà abbandonare il concetto fisico di causalità, per sostituirlo con quello matematico di funzione, che meglio mostra la concomitanza e la interdipendenza dei fatti, cioè delle sensazioni.