하지만 이러한 과학의 객관성에 대한 믿음은 1960년대를 전후해 엄격한 비판에 맞닥뜨린다. 핸슨은 ‘관찰의 이론의존성’(theory ladenness of observation) 명제를 통해 관찰결과는 인간의 인식 환경에 따라 달라지며 객관적인 관찰이란 존재할 수 없음을 주장했으며, 뒤헴과 콰인은 ‘이론의 미결정성’(underdetermination of theory) 명제를 통해 관찰 결과를 지지하는 이론은 논리적으로 무수히 많을 수 있다고 주장했다.(안형준, 2006, p. 22) 포퍼는 아무리 많은 관찰결과를 얻는다고 해도 보편진술의 형태인 과학적 이론은 논리적으로 확증될 수 없으며, 오직 반례를 통한 이론에 대한 반증만이 가능하다는 ‘반증가능성의 원리’(principle of falsifiability)를 주장했다(Chalmers 1982, pp. 27-28). 이러한 주장들이 함의하는 바는 관찰의 객관성과 이론의 논리적 완결성만으로는 과학의 성공과 합리성의 토대를 충분히 설명할 수 없다는 것이었다.
1960년대 전후로 과학의 객관성을 비판하는 학자들이 등장하는데, 그들에 따르면 인식 환경에 따라 관찰결과는 바뀔 수 있으며, 관찰 결과를 지지하는 이론은 많을 수 있다. 또한 어떠한 관찰도 과학적 이론을 증명해낼 수 없으며 오로지 반례에 기반한 이론만이 반증할 수 있다. 