在“科学”这个词在文艺复兴之后提出来，特别指的是近代以观察和实验、数学和逻辑基础建立起来的实证科学，尽管实证主义是后来孔德提出，科学哲学也是诞生于维尔纳逻辑实证主义学派，可能第谷是最后一个以肉眼观察天体的天文学家，近代科学革命开始于哥白尼的日心学说和哈维的血液循环等，尽管文艺复兴时期产生了许多近代意义的科学先驱，但被称为近代科学之父或严格的实验科学一般指伽利略。在科学哲学上有一学派是操作主义，严格的是受控实验操作，广义包括测定和量度，以及思想实验 – 在科学史上伽利略的自由落体实验有资料论证是一个思想实验，并没有实际在比萨斜塔做实验等，最著名的理想实验是爱恩斯坦的相对论光速实验。

尽管可以追溯到历史上的原型、要素或渊源和先驱；但是，近代实验科学奠基在弗兰西斯·培根和笛卡尔严谨论述的科学研究范式上。实验科学和操作，也存在一个人差方程式，到了量子物理学又有测不准原理等；但是，近代科学最重要的观点是合乎逻辑推理和获得客观知识，以及找出规律提供预测能力，数学化又是学科走向成熟和工程应用的基础，系统生物学与合成生物学的现代概念就是基于这个科学哲学背景。历史上，好像是笛卡尔等批判了三段论（形式逻辑的封闭性），到了后来的歌德尔不完备定理更论证了数学公理也需要向经验开放，归纳逻辑是开放的逻辑、笛卡尔的方法论又对概念的清晰和向内的思维提供知识的一种来源，在贝塔朗菲的一般系统论阐述生物的开放系统时更趋完善；因此，科学研究之所以为科学研究，就必然在知识上有创新或用现代概念说是提供新的信息和人类知识数据库的信息量增长。

所以，首先必须有历史知识，才能不重复已经有的知识，同时又必须发现新的知识，新的概念、新的观点、新的理论、新的现象、新的事物等，而且，必须提供充分的事实依据和客观论证，又能够在逻辑上的自洽和与人类知识能够在逻辑上合理等，一个缺乏创新的文化的关键就在于这里 - 如何容许和赞成新的观点及其应有的探索、求证过程呢？在以往的经历中，所发现的一个典型特征就是对待学生看的是与教科书、已有权威书籍的观点和内容的一致性而批判其独自的想法，并不提供其探索的机会；然而，在哲学研究中，如果不能提供自己的独自的思想，那就是一种哲学知识或哲学历史研究，还不能成就一个哲学家，在科学研究中，如果不能提供新的事实和知识等，那也就不能说行使了一个科学家的职责，同样，一个工程师必须有自己的设计方案，一个艺术家必须有自己的创意和新颖的表现元素等。

实验科学，严谨的概念、原理、规律和客观真实的知识、现象，包括通过外在感官（培根）和内在心灵（笛卡尔）的方法观察和逻辑推理获得新的信息。实验科学的传统思维路径走向越来越分析分解的还原主义，生物科学得以发展之后，系统科学在20世纪诞生，原子的本意是不可分割在另一个意义上与整体论相通，系统论从分析走向综合，因而是介于还原与整体之间的结构整合（integrative）、稳态调节（oscillation, stability, control, dynamics等）和系统建构（construction）*- 《结构论》。

系统科学，也首先必须是科学，可以间接建立在其它实验科学家的研究数据等基础上，这就是60年代的理论生物学和80年代的计算系统生物学形态，随着计算机科学与生物科学在概念上、理论上趋向共享，却在实际研究中出现理论与事实的沟壑，于是，在基因组等的分子生物技术和生物信息技术基础上结合起来，研究实质的生物系统就成为势必所趋 – 直接面对客观生物系统和操作人工生物系统的知识开放系统。

*，系统生物学又作整合生物学，合成生物学又称建构生物学。