Взгляды К. Поппера в свою очередь подверглись критике со стороны американского философа науки Томаса Куна (1922-1996) — автора знаменитой книги «Структура научных революций», в которой он выдвинул оригинальную модель развития науки.
По мнению Т. Куна, наука проходит через две вполне определенные фазы. На своей «революционной» фазе наука подвергается интенсивной фрагментации. Появляются новые типы мышления и опровергаются более традиционные взгляды. Хотя революционная фаза предполагает теоретические инновации, Кун считал, что она, однако, не ведет к прогрессу в кумулятивном знании. На революционной фазе теоретические протагонисты распространяют свою энергию, пытаясь достичь теоретического господства какого-то одного подхода (реже двух) с помощью увеличения совокупности знаний вокруг доминирующего предмета.
Знание может прогрессировать, считал Кун, в периоды, которые он назвал «нормальной наукой». На фазе «нормальной науки» одна какая-то теоретическая школа доминирует. Кун ввел понятия научного сообщества и парадигмы. Научное сообщество — это группа ученых, объединенных общей научной парадигмой — образцом решения научных задач и отбора значимых проблем. Научная парадигма предполагает также понимание картины мира и общих ценностей научного поиска. В периоды «нормальной науки» знание может прогрессировать, поскольку значительная часть научного сообщества согласна с избранной парадигмой и подавляющее число ученых работает над конкретным избранным предметом, используя общепризнанные методы и технологии, поэтому результаты исследований могут быть сравнены. Однако Кун отрицает принцип преемственности, прогрессивного развития знания, доказывая идею несоизмеримости парадигм, невозможности сравнения их уровня истинности.
На протяжении фазы «нормальной науки» принципы парадигмы не подвергаются сомнению и исследования осуществляются в ее рамках. Однако с развитием науки в рамках парадигмы обнаруживаются аномалии, противоречащие ей факты либо парадоксы самой парадигмы, которые невозможно решить ее собственными средствами. Наступает период научной революции, в ходе которого старая парадигма отбрасывается и из альтернативных возможностей выбирается новая. Именно в этот период, по мысли Куна, включается принцип фальсификации.
Еще один вариант развития научного знания был предложен английским философом венгерского происхождения Имре Лакатосом (1922—1974) в книге «Фальсификация и методология научно-исследовательских программ». Основной единицей описания модели развития науки у него является «научно-исследовательская программа», которая состоит из «жесткого ядра», «защитного пояса» и совокупности методологических правил — «негативной эвристики», определяющей предпочтительные пути исследования. «Жесткое ядро» рассматривается в рамках исследовательской программы как состоящее из неопровержимых утверждений. У всех исследовательских программ есть «жесткое ядро». Это совокупность утверждений (гипотез), которые составляют сущность научно-исследовательской программы. «Жесткое (“твердое”) ядро» называется так потому, что составляет основу научно-исследовательской программы и не может быть изменено. По соглашению участников исследований, гипотезы «жесткого ядра» признаются неопровержимыми. В то же время «ядро» должно быть защищено от возможных контраргументов, для чего вводится такой элемент, как «защитный пояс» — набор вспомогательных гипотез. «Защитный пояс» должен выдержать главный удар со стороны любых проверок, приспосабливаясь к новым контраргументам. В процессе он может переделываться или даже полностью заменяться, если это требуется для обеспечения защиты «жесткого ядра». Однако сам он изменяется и совершенствуется благодаря правилам «позитивной эвристики», а также с помощью фальсификации и подтверждения. По мнению Лакатоса, исследовательская программа развивается прогрессивно в том случае, когда ее теоретический рост предвосхищает ее эмпирический рост. Если же наблюдается обратное, то она регрессирует.