Les travaux de Mach, comme philosophe-savant, reconstruisent une théorie de la connaissance sur la base de laquelle réunifier la science. Cet “empirisme critique” est fondé sur le concept de sensation et sur la volonté de ne pas aller au-delà des phénomènes. S’y ajoute une réflexion historique de fond sur l’évolution de la science (physique en particulier), qui opère une critique historique et philosophique de ses principaux concepts : masse, force, temps, espace, atome, chaleur, principe ... L’histoire des sciences soutient une théorie de la connaissance permettant de repenser l’unité et le fonctionnement de la science.