Законы в различных областях науки формулируются с помощью абстракций, позволяющих достаточно четко выделить существенные связи в том или ином фрагменте действительности. Среди подобных абстракций представлены, например, система отсчета, масштаб протекающего процесса (временной и пространственный), физическая, химическая и даже социальная сила (действие). Закон науки описывает связи и отношения между выделенными абстрактными объектами. Он приобретает часто форму функциональной зависимости и может выражаться математически с помощью уравнений разного порядка. Так, колебания маятника описываются уравнением: мх + кх = 0, а кругооборот товара выражается формулой: Т — Д — Т.
Формирование теоретического знания базируется на способности людей к логическому мышлению. Здесь совершаются мысле-действия по образованию понятий, по выработке суждений, осуществляется построение различных систем умозаключений. Кроме того, научное знание связано с процедурами определения, постановкой вопросов, с разработкой аргументов и способов доказательства тех или иных научных положений. Сила абстракции и сила логических доказательств, используемых на теоретическом уровне, во многом заменяет экспериментальные и наблюдательные действия ученых. Но не только заменяет, а является новым прорывом познания, обеспечивая переход от явлений к сущности, т.е. к постижению законов и причин действительного мира.
Эмпирические и теоретические знания находятся в весьма сложном взаимодействии друг с другом. Нет, скажем, простой процедуры перехода от эмпирических знаний к теоретическим. Накопление, допустим, большого массива статистических данных о наблюдаемых объектах не приводит к формулировке теоретических законов о соответствующих объектах. С другой стороны, теория не является некой иерархической системой высказываний, где из базисных утверждений верхних ярусов строго логически выводятся высказывания нижних уровней вплоть до утверждений, непосредственно сравнимых с опытными фактами. Подобным образом структуру теории еще не так давно пытались представить некоторые неопозитивисты (Р. Брейтвейт, В. Штегмюллер).
Однако в подобном представлении теория берется лишь как система формализованных высказываний. Что касается большинства теорий естествознания и социальных наук, то они не относятся к классу формализованных теорий. Соответственно их соотношение с эмпирическим базисом строится на дополнительных допущениях и процедурах, которые в явном виде могут не присутствовать в структуре научного знания.
Развертывание теории как вверх (к новым ступеням общности и универсальности), так и вниз (к более частным способам выражения теоретических знаний) реализуется на новых теоретических схемах и моделях. В первом случае дело идет об использовании более фундаментальных моделей, позволяющих выйти на более фундаментальные законы, в отношении которых старые законы составляют некий предельный случай и действуют в ограниченной области определений. Во втором случае теоретические схемы общего уровня знаний могут модифицироваться за счет манипуляций (мысленных) с абстрактными объектами, например, за счет упрощения внутренних связей между абстрактными объектами, за счет сокращения их числа в некоторых допустимых пределах и т.д. При этом исследователь, опираясь на реальные опытные данные и предположения в части объяснения таких опытных данных, заново конструирует теоретическую схему объяснений, применимую в достаточно узкой области реальных изменений объекта. Так осуществляется, скажем, переход от общих уравнений законов механики к модели малых механических колебаний, описываемых осциллятором; в этом случае из второго закона ньютоновской механики получают выражение закона малых колебаний: мх + кх = 0.
Научное знание покоится на определенных основаниях. В число оснований науки включаются идеалы и нормы исследования, научная картина мира, философские основания. Каждый из указанных элементов оснований играет специфическую роль в функционировании и развитии научного знания, сами эти элементы внутренне структурированы и опосредуют существование друг друга. Более подробно об этих основаниях можно прочитать в работе В.Г. Левина и Г.В. Баранова «Метод и творчество. Динамика науки».