Os neopositivistas têm-se esforçado por descobrir as bases puramente empíricas da ciência, libertas de toda construção lógica. Vêem na ciência uma trama de proposições logicamente ordenadas. Portanto, é mister partir de certas proposições fundamentais, e Carnap denomina-as “proposições protocolares”, visto figurarem no protocolo do laboratório ou do observatório. Em sua forma pura, seriam assim concebidas: “X observou no momento T o fenômeno P no lugar L”.
Contudo, esta doutrina esbarrou em grandes dificuldades de diversa espécie. Por um lado, podemos notar que uma proposição protocolar pode ser posta em dúvida e controlada por outra proposição protocolar. Assim, por exemplo, podemos duvidar da saúde mental do físico e mandá-la examinar por um psiquiatra, e assim indefinidamente. Estas dificuldades deram azo a grandes discussões no interior da escola, discussões que não surtiram resultados palpáveis, o que é natural, pois o único resultado lógico teria sido o ceticismo radical.
Por outro lado, perguntou-se com razão a que é que se referem exatamente as proposições protocolares. Ao que os neopositivistas, fiéis a sua procedência empiriocriticista, respondem que o objeto da experiência é exclusivamente a sensação: não podemos sair fora de nossa própria pele e abarcar a realidade. A questão da realidade é uru pseudoproblema, porque só deparamos com sensações* e nunca pode ser verificada a existência de coisas que- seriam diferentes das sensações. [Bochenski]