Optická iluze jako metafora: vědeckou hypotézu nelze testovat izolovaně, protože empirické ověření hypotézy vyžaduje jeden nebo více výchozích předpokladů. Protože vnímání lidského zrakového systému je ovlivněno kontextem, zdá se, že čtverec A je tmavší než čtverec B, ale mají úplně stejný odstín šedé.
Duhem-Quineova teze (nazývaná také Duhem-Quineův problém, podle Pierra Duhema a Willarda Van Ormana Quinea) spočívá v tom, že vědeckou hypotézu nelze testovat izolovaně, protože empirické testování hypotézy vyžaduje jeden nebo více výchozích předpokladů (nazývaných také pomocné předpoklady nebo pomocné hypotézy). Daná hypotéza sama o sobě není schopna předpovídat. Místo toho odvození předpovědí z hypotézy obvykle vyžaduje podkladové předpoklady, že několik dalších hypotéz je správných; například že experiment fungoval podle plánu nebo že předchozí vědecké poznatky byly správné. Například aby „vyvrátili“ myšlenku, že Země je v pohybu, někteří lidé si všimli, že ptáci se nevrhají do oblak, kdykoli se pustí větve stromu. To se dnes již nepřijímá jako empirický důkaz, že se Země nepohybuje, protože lépe rozumíme fyzice.
Ačkoli svazek hypotéz (tj. hypotézu a její výchozí předpoklady) jako celek lze testovat na empirickém světě a falzifikovat, pokud v testu neuspěje, Duhem-Quineova teze říká, že není možné izolovat jedinou hypotézu ve svazku. Jedním z řešení dilematu, kterému takto vědci čelí, je, že pokud máme racionální důvody pro přijetí předpokladů na pozadí za pravdivé (např. vědecké teorie prostřednictvím důkazů), budeme mít racionální – i když nepřesvědčivé – důvody pro to, abychom si mysleli, že testovaná teorie je pravděpodobně chybná, pokud empirický test selže.
Jakkoli je Duhemova-Quineova teze ve filozofii vědy populární, ve skutečnosti Pierre Duhem a Willard Van Orman Quine vyslovili zcela odlišné teze. Duhem se domníval, že pouze v oblasti fyziky nelze izolovat jednu individuální hypotézu k testování. Jednoznačně říká, že experimentální teorie ve fyzice není totéž co v oborech, jako je fyziologie a některá odvětví chemie. Také Duhemovo pojetí „teoretické skupiny“ má své meze, neboť uvádí, že ne všechny pojmy spolu logicky souvisejí. Do teoretických skupin ve fyzice vůbec nezahrnul apriorní disciplíny, jako je logika a matematika, protože je nelze testovat.
Quine naproti tomu ve své knize „Dvě dogmata empirismu“ předkládá mnohem silnější verzi nedeterminovanosti ve vědě. Jeho teoretická skupina zahrnuje veškeré lidské poznání včetně matematiky a logiky. O veškerém lidském poznání uvažoval jako o jedné jednotce empirického významu. Proto by se veškeré naše vědění pro Quinea epistemologicky nelišilo od starořeckých bohů, kteří byli upozaděni, aby vysvětlili zkušenost.
Quine dokonce věřil, že logiku a matematiku lze také revidovat ve světle zkušenosti, a jako důkaz toho předložil kvantovou logiku. Po letech tento svůj postoj odvolal; ve své knize Filosofie logiky uvedl, že revidovat logiku by v podstatě znamenalo „změnit předmět“. V klasické logice jsou spojky definovány podle pravdivostních hodnot. Konektory ve vícehodnotové logice však mají jiný význam než konektory v klasické logice. Co se týče kvantové logiky, ani ta není logikou založenou na pravdivostních hodnotách, takže logické spojky ztrácejí původní význam klasické logiky. Quine také poznamenává, že deviantní logiky obvykle postrádají jednoduchost klasické logiky a nejsou tak plodné.