在知識問題上，早期自然哲學家大多自覺或不自覺地以感性經驗為認識的依據，巴門尼德揭露了這種思維方式的局限性，主張惟有對存在的思想才是真理之路。柏拉圖像巴門尼德一樣否定了感覺經驗在認識中的作用，因為不可感知的、普遍的、絕對的理念不可能來源於我們對事物的感覺經驗，無論我們經驗到多少張個別具體的桌子，也不可能從中產生普遍、抽像、永恆存在乃至無限的桌子概念，這就徹底斷絕了通過感覺經驗認識理念的可能性。既然我們不是通過感覺經驗，那是通過什麼方式認識理念的？為了解決這個問題，柏拉圖提出了「回憶說」。
柏拉圖講了一個故事：我們的靈魂原本高居於天上的理念世界，「那時它追隨神，無視我們現在稱做存在的東西，只昂首於真正的存在」（注11：《古希臘哲學》，第284頁。），所以它對理念領域有所觀照，具備一切知識。但是後來靈魂附著於軀體之後，由於受到軀體的干擾和污染，因此遺忘了一切。只有經過合適的訓練，靈魂才能回憶起曾經見過的東西。因此，回憶的過程也就是學習的過程，不過是把被我們遺忘了的東西回憶起來而已，「所有的研究，所有的學習不過是回憶而已」（注12：《古希臘哲學》，第251頁。）。當然，並不是所有的靈魂都能輕易地回憶起它們，凡在投生前只約略窺見，或在投生後受邪惡熏陶而墮落的，都不易做到這一點，只有少數人保持著回憶的能力。
在西方哲學史上，柏拉圖的回憶說以粗糙的形式第一次提出了先驗論的問題。如果理念與事物判然有別，關於理念的知識就不可能從感覺經驗中獲得，它只能是先天的。換句話說，如果普遍的共相不可能來源於個別偶然的感覺經驗，我們只能說在感覺之先，它就存在於我們的頭腦之中了。後來近代哲學中唯理論的天賦觀念論與康德的批判哲學，都與此密切相關。
在《國家篇》中，柏拉圖通過蘇格拉底與一個孩子之間的對話來證明他的回憶說：（注13：參見《古希臘哲學》，第252—256頁。）
蘇格拉底：告訴我，孩子，你知道這樣一個圖形是正方形嗎（他在沙地上畫了一個正方形）？
孩子：知道。
蘇格拉底：正方形有4條邊，並且每條邊相等？
孩子：是的。
蘇格拉底：通過正方形的各邊中點所畫的線也是相等的，是不是？
孩子：是的。
蘇格拉底：這種形狀可大可小？
孩子：肯定。
蘇格拉底：如果這條邊長2尺，那條邊也是2尺，那麼整個正方形的面積是多少？讓我解釋一下：如果一條邊長2尺，另一條邊長只有1尺，那麼整個面積總共就是2平方尺？
孩子：是的。
蘇格拉底：現在另一條邊長也是2尺，那麼就有了兩個2尺？
孩子：是這樣。
蘇格拉底：那麼總的面積就是2尺的平方？
孩子：是的。
蘇格拉底：2的平方是多少？算一算，告訴我。
孩子：4，蘇格拉底。
蘇格拉底：如果有一個正方形的面積比這個正方形大一倍，是不是它的各條邊也是相等的？
孩子：是的。
蘇格拉底：那麼，它的面積是多少？
孩子：8。
蘇格拉底：你是說我們從4條這樣長的邊中得到的面積為8平方尺的圖形的？
孩子：是的。
蘇格拉底：讓我們畫出這個正方形，它的4條邊的長度相等，這就是你所說的面積為8平方尺的圖形嗎？
孩子：是的。
蘇格拉底：在它之中有4個正方形，每個正方形都等於面積為4平方尺的正方形？
孩子：沒錯。
蘇格拉底：整個面積又是多少呢？4倍於這個面積，不是嗎？
孩子：一定是這樣的。
蘇格拉底：4倍和2倍是相等的嗎？
孩子：不是，絕不相等。
蘇格拉底：那它是多少呢？
孩子：4倍。
蘇格拉底：4乘以4等於16，對不對？
孩子：是的。
……
柏拉圖要證明的是，這個孩子對幾何學一無所知，但經過蘇格拉底的誘導，說出了正確的答案，這表明在孩子的頭腦中原本就有關於幾何學的知識，只是被他「遺忘」了，而學習不過就是把這些知識重新回憶起來而已。問題是，理念究竟存在於我們頭腦中的什麼地方？以靈魂不朽來解決知識問題畢竟存在著太多的問題，於是柏拉圖提出了比回憶說更精緻的靈魂轉向說。
柏拉圖在他的「洞穴」比喻中提出了一種認識論思想：「靈魂轉向說」。
一群人猶如囚徒世代居住在洞穴裡，由於被鎖住而不能走動、回頭和環顧左右，只能直視洞壁的情景。他們便把洞壁上的影像當作真實的事物。如果有一個囚徒掙脫鎖鏈，回頭第一次見到火光，雖然一時會刺眼眩目，但經適應後他就會分清影像與雕像，並明白雕像比影像更真實。如果他走出洞外，第一次看到太陽下的真實事物，也會再次眼花繚亂，先見到陰影，再看水中映像，進而看事物，最後抬頭望天，直接見到太陽，這才知道太陽是萬物的主宰。這個比喻「可以整個地應用到以前的論證上，將囚徒們居住的洞穴比做可見世界，裡面的火光比做太陽。如果你把上升的途徑及對上方萬物的靜觀比做是靈魂上升到可知世界，就沒有誤解我的意思」（注14：《古希臘哲學》，第317頁。）。
在柏拉圖看來，上述這個過程就是靈魂轉向的過程。
從畢達哥拉斯—巴門尼德—蘇格拉底—柏拉圖，都是為了解決知識問題，柏拉圖洞穴說的依據也是感性與理性的區別：可感事物是不真實的，可知的理念才是知識的對象。由此可見，雖然西方古典哲學的基礎和核心是形而上學，但是從一開始就注定了形而上學問題必須以認識論問題的解決為前提的局面。
顯然，洞穴說所比喻的不是認識的發展過程，不是從低到高的發展，而是「靈魂的轉向」。正如「洞穴比喻」所表明的，我們不可能通過洞壁上的影像認識身後的事物，除非轉過身來；我們不可能知道太陽是萬物的主宰，除非被拉出洞外。我們對理念的認識也是如此，它是靈魂的認識功能依次轉向的結果。由此可見，先天性在此不再像回憶說那樣表現為具體的知識，而是表現為認識的功能。
自古以來就有經驗論與先驗論之爭，這是認識論無法迴避的難題。
對一些哲學家來說，我們對於事物的認識來源於對它們的感覺經驗，在此基礎上形成了知識，因而若想檢驗我們的知識是不是真理知識，是不是科學，就必須檢查知識是不是與對像符合一致。這裡至少存在著兩個難題：首先，如果知識建立在感覺經驗的基礎上，它的普遍必然性即科學性或真理性（如果有的話）是從哪裡來的？感覺經驗總是個別、相對、偶然的，普遍必然性不可能從它們之中發現出來，因而知識的普遍必然性是一個難題。其次，即使我們認可知識就建立在感覺經驗的基礎之上，還有一個問題無法解決，那就是我們怎麼才能知道我們的知識與對象是符合一致的。因為我們不可能跳出自身之外去比較我們的知識與對象的關係。因此，歷史上始終有一些哲學家持先驗論的立場，第一個持這一立場的哲學家就是柏拉圖，以後我們將看到還有一些非常著名的哲學家如笛卡爾、萊布尼茨、康德等堅持這一立場，雖然他們的觀點各有不同。