Редукционизм логического позитивизма выражается также в идее создания единой науки. Р. Карнап утверждал, что существует только одна сфера объектов и, следовательно, только одна наука. Такая наука способна дать описание всей действительности, используя унифицированный язык, имеющий силу для всех частных дисциплин. Унификация языка необходима, так как науки различаются между собой, по сути, не природой изучаемых объектов, а как раз специфическими языками. Например, психология использует особые понятия и предложения; тем не менее язык психологии по своему логическому синтаксису и структуре в принципе схож с языками других наук. По Карнапу, таким унифицированным языком единой науки должен быть формальный язык математической физики, поскольку он прост, интерсубъективен, универсален, имеет возможность фиксировать количественные характеристики. Предложения физикалистского языка проверяются непосредственным чувственным восприятием; их интерсубъективность выражается в том, что они используются различными субъектами, следовательно, имеют силу для всех; наконец, их универсальность означает, что любые предложения могут быть выражены в терминах физикалистского языка. Логические позитивисты высказывали надежду на то, что любой биологический, психологический или социальный процесс или явление могут быть описаны в терминах физики и, соответственно, основой единства разных наук будет язык физики.
То, что препятствует созданию единой науки, т.е. то, что не поддается переводу на язык физики, должно быть устранено из науки. Средством достижения унифицированного языка как основы, предпосылки единой науки, согласно логическому позитивизму, является логический анализ, использующий аппарат математической логики. Он имеет своей целью построение логических моделей, конструирование искусственных языков, которые сделали бы понятной структуру научного знания. Логические позитивисты подчеркивали, что задача теории науки - найти важнейшие логические методы, создать логические модели (отображения), осуществить формализацию и аксиоматизацию научных теорий и объяснить их структуры. Первоначально анализ осуществлялся на материале формальных синтаксических связей между знаками и предложениями языка в отвлечении от их содержания.
Р. Карнап в свое время утверждал, что все логические вопросы надо понимать формально и поэтому их нужно формулировать как вопросы синтаксические. Изучение языка науки с точки зрения синтаксиса предполагает выделение правил образования предложений путем сочетания знаков принятого алфавита; данные правила устанавливают, какие виды сочетания, последовательности знаков в данном языке допустимы. Правила преобразования формулируют требования перевода одних предложений языка в другие, т.е. требования формального логического вывода, ориентирующегося на хорошо различимые материальные языковые конструкции. Такого рода формализация и является средством создания логических формальных моделей языка науки. Позднее формальный анализ дополняется исследованием семантической, содержательной стороны языка. Это предполагает формулировку метаязыковых правил, устанавливающих отношение языковых выражений к тому, что они обозначают, а также выявление смысла данных выражений.
Формулировка правил обозначения и правил истинности в рамках семантического подхода приводит к необходимости устанавливать соответствие между синтаксисом и семантикой; семантический анализ выявляет содержательные основания синтаксических связей между выражениями языка, т.е. обеспечивает их содержательную интерпретацию.
Логические позитивисты, в частности, Карнап, подвергают анализу прагматический аспект языка, в котором выражается отношение между человеком, использующим язык, к самому языку как знаковой системе. Целью логического анализа во всех названных аспектах является построение идеального языка науки. Идеальный научный язык должен быть унифицированным, составлять логическую основу единой науки, включать в свой состав строгие, точные, осмысленные понятия и высказывания, образовывать прочную, проверенную логическую структуру, в которой прежде всего устанавливаются взаимоотношения эмпирического и теоретического знания.