從思想史角度看，“統一科學”作為一種學術理念源遠流長，從古希臘到後現代都不乏追求“統一科學”的各種嚐試。
亞裏斯多德試圖以四因說和三段論等統一古希臘羅馬時期自然哲學，包括當時的物理學、形而上學、生物學、心理學、倫理學等。[1]
阿奎那試圖以雙重真理論為判據統一中世紀自然哲學的神學和自然哲學及其人文科學等。[2]
笛卡爾、牛頓和康德等科學-哲學家聯盟試圖以原子的機械運動為原理統一理性時代的哲學、神學和自然哲學。[3]
弗雷格、馬赫、羅素、維特根斯坦和維也納學派成員等試圖以數理語言特別是物理學語言為標準統一“分析時代”的哲學、自然科學和人文社會科學。[4]
庫恩、愛丁堡學派以及STS的倡導者試圖以“範式”“相對主義綱領”（Programme of Relativism）和網絡角色理論（ANT）等後現代思想統一科學史、科學哲學、科學社會學等。[5]
但就其理論實質而言，將各種科學統一起來一直是經驗主義的哲學理想。這種哲學理想從弗蘭西斯·培根的《新方法》延續到馬赫的《感覺分析》，直到維也納學派的邏輯經驗主義。當然，至於科學如何統一，經驗主義內部也存在分歧。
馬赫是現代經驗主義的奠基人，同時也是現代經驗主義“統一科學”的始祖。[6]早在1867年發表的講演中，馬赫就對自然科學的不統一表示不滿，特別不滿於人文科學和自然科學的對立乃至敵對狀況。他不僅認為科學應該統一，而且還認為統一科學的出路在於科學方法，特別是科學語言，尤其是科學語言中的數學語言。
正是在馬赫思想的影響下，維也納學派才開啟了對哲學進行“語言批判”的“分析運動”。這場運動有兩個互相關聯的目標，一是用邏輯經驗的方法重建知識論，一是用邏輯經驗的方法“統一科學”。正如紐拉特所說：“我們已經根據兩點規定基本上描述了科學世界概念的特點，第一，它是經驗主義的和實證主義的，隻有來自經驗的知識，這種知識是建立在直接所予的基礎上的。第二，科學的世界概念是以一定的方法即邏輯的分析應用於經驗材料達到統一科學。既然每一個科學陳述的意義都必須通過還原為關於所予的陳述來說明，那麽同樣，任何概念（不管它屬於科學的哪一個分支）的意義也可以通過逐步還原為其它概念，直到那些與所予直接相關的最低層次的概念來說明。”[7]