引き続いて科学哲学はこういったアプローチの確かな面を利用する傾向があった。ウィラード・ヴァン・オーマン・クワインは分析命題と総合命題の区別と、有意味な命題の経験に即した命題への還元を批判した。トーマス・クーンの研究では、パラダイムから独立して科学的に真偽を決定することは不可能だと主張された。しかし、この批判も論理実証主義者にはよく理解されていない。オットー・ノイラートは科学を、外海に再建しなければいけないボートと比較している。
二つ目の批判に対する回答はアルフレッド・エイヤーの『言語・真理・論理』によってもたらされた。本書で彼は「強い」検証と「弱い」検証の区別を定義している。「言明が強い意味で検証可能だと言われるのは、その言明の真偽が経験によって決定的に打ち立てられるときであり、そのときだけである」(Ayer 1946:50)。この意味で検証可能であるとすると存在否定命題と全称肯定命題は問題を抱えることになる。しかしながら、弱い意味での検証では言明が「検証可能…であるのは経験がその言明を可能にするときである」(ibid.)ということになる。この区別を打ち立ててから、エイヤーは「トートロジーの他のいかなる言明も真である可能性のある仮説以上のものではない」(Ayer 1946:51)ので、トートロジー以外の言明は弱い検証の対象であることしかできないと主張する。この擁護は論理実証主義者たちの間で論争を呼び、彼らの中には強い検証をうるさく勧め、普遍命題は実際のところナンセンスなのだと主張する者もいた。
よく知られた論理実証主義の批判者はカール・ポパーである。彼は1934年に『Logik der Forschung』(『科学的発見の論理』）を発表した。1959年には、彼自身の英訳により『The Logic of Scientific Discovery』が発表された。その中で彼は、論理実証主義者たちの「検証可能性」の基準は科学の基準としては厳しすぎるので、それに代えて反証可能性の基準を使うべきだと主張した。ポパーは、帰納的推論の検証に内在する哲学的問題を招かず、また、科学的に見えるのに検証可能性の基準を満たさない物理科学的な言明を従わせられるので、反証可能性はより良い基準だと考えた。ポパーの関心は、有意味な言明を有意味でない言明から区別することではなく、科学的言明を形而上学的言明から区別することであった。論理実証主義者たちと違って、彼は、形而上学的言明は無意味だとは主張しなかった。彼は、ある世紀に「形而上学的」で反証不可能であった言明も(古代ギリシアの原子論のように)別の世紀には、結果として形而上学的な観点も持つが反証可能な理論へと発展することができ、最終的に科学的になると主張した。ポパーは、科学は帰納的推論に基づくとか、帰納的推論が実際に存在するといったことを否定したが、現在でも大多数の科学者は科学が帰納的推論に基づくことは明らかだと考えている。
論理実証主義に対する初期の批判は、その根本的な教義がそれ自体矛盾なく定式化できない、というものであった。意味の検証可能性の基準は、検証可能でないように見える。このことは、「意味の検証可能性テーゼ」の論理的無矛盾性にとって、深刻な問題を表していた。観察言語（観察命題の集合）が理論言語（科学的命題の集合）から独立して指定できなければ（観察言語の中立性）、検証の手続きは循環を犯すことになるためである。もう一つの問題は、存在肯定命題(「少なくとも一人の人間がいる」)と全称否定命題(「全てのカラスが黒いわけではない」)は明確な方法(人間あるいは白いカラスを見つける)によって正しいと検証できるが、存在否定命題と全称肯定命題は正しいと検証できないということである。全称肯定命題を検証することは明らかに不可能である。過去から未来までの全てのカラスを捕まえてみてみないことにはどうして「全てのカラスは黒い」などと言えようか？ このことは結果として、帰納、確率、そして「確証」、つまり検証と反証を合わせたものに関する膨大な量の研究を生んだ。
武甲山から北に尾根状に延びる羊山丘陵上にあり、西に秩父市街を一望でき、南には武甲山の雄大な姿を間近に見ることができる。公園は中央部にある小さな谷で南北に二分される形になっており、北側のブロックに「見晴しの丘」など、南側のブロックに「芝桜の丘」などがある。「芝桜の丘」には約17,600m²の面積に9種類、約40万株の芝桜が植えられており、4月上旬から5月上旬にかけては一面がピンクと白に塗り分けられる。芝桜は2000年から植えられ始め、それ以降知名度が増して多くの観光客が訪れるようになった。斜面のデザインは、ユネスコ無形文化遺産に登録されている秩父夜祭の山車に乗った囃子手の襦袢模様をイメージしている。開花時期には秩父鉄道や西武鉄道で臨時列車が運転されている。公園内に駐車場があるものの、開花期にはとても収容しきれないため、近隣地に臨時駐車場を設置するとともに公園周辺の交通規制が実施されるが、周囲の道路では大渋滞が起きている。「羊山」の名は戦前に県の綿羊種畜場が設けられていたことによる。この名にちなんで芝桜の丘の西に「ふれあい牧場」が設けられ、多くの羊が飼われている。桜の季節には、ソメイヨシノや八重桜などたくさんの桜が咲く。山麓の「牧水の滝」は、秩父を愛した歌人若山牧水の歌碑がある。その他、アスレチック広場、テニスコート、菖蒲田、棟方志功の作品を中心に展示する美術館「やまとーあーとみゅーじあむ」、武甲山に関する資料を集めた「武甲山資料館」がある。2007年より芝桜の咲く時期は「芝桜の丘」が有料となった（ただし、芝桜が7分咲き以上になり、見頃が終わるまで）。入園料300円。団体20名以上250円。