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 и работе В.Г. Лёвина и Г.В. Баранова «Метод и творчество. Динамика науки».
Особо стоит отметить то обстоятельство, что наука на всем пути своего развития сталкивается с явлениями, для объяснения которых привлекается понятие «революция».
Научные революции представляют собой факт глубинных перемен в сфере познания. В чем именно состоят эти перемены, при каких условиях они происходят, что служит их причиной и к каким результатам они приводят? - подобные и другие вопросы рассматриваются в рамках современной философской дисциплины, именуемой «философия науки». В ней признается, что наука в своей сущности революционна. Ей свойственен отважный поиск, неудовлетворенность достигнутыми знаниями, бунтарство. Наука выдвигает высокие требования к тем, кто ей служит. Она часто живет по правилу: перестаньте быть людьми лабораторий и письменных столов. Выйдите за стены учебных корпусов. Перестаньте быть узкими специалистами, станьте Учеными, ответственными за всю науку. Пробудите, кроме интеллекта, еще и свой темперамент, свою мудрость и свою совесть в борьбе за научный прогресс. И наступают моменты истории, когда появляются те, кто готов совершить революционные скачки в научном познании, восстав против принятых ранее идей, принципов и концепций, против тирании старых воззрений.
Благодаря этому обстоятельству наука превращается в мощную силу социальной эволюции, которая обнаруживается в эффектах, связанных с техническими, технологическими, экономическими, организационными, управленческими преобразованиями.
Революции осуществляются по законам борьбы. Так это происходит и в науке. Возникает буря, которая сносит старые постройки в способах добычи и организации научного знания. В науке наступает полоса интеллектуального смятения и буйных новаций одновременно. Почва старых научных истин уходит из-под ног. А новые знания еще бесформенны, плохо организованы. В них зачастую нет необходимой для науки меры. И наука утрачивает респектабельность твердого достоверного знания. Она движется в неизвестное, которое многим кажется отрывом от реальности. Но в итоге обнаруживается, что наука переходит к более глубоким истинам, которые обобщаются в новой картине мира, в новой методологии и нередко - в новой технологии. Научные революции открывают, ни больше, ни меньше, новые пути и способы человеческого бытия в мире.
Революции позволяют науке активно участвовать в борьбе за право своего творческого существования. В этот период наука вступает в столкновение с устаревшими формами человеческой культуры: со старой метафизикой, с авторитарной и догматичной религией, с изжившими себя условностями морального поведения.
По форме своего осуществления революции являются мощной встряской, доходящей подчас до катаклизмов, в которых разрешаются накопившиеся в науке противоречия, отвергаются фундаментальные, как казалось, концепции и теории. В науке возникают напряжения и рывки, осуществляется смена форм представления знания. Все это может порождать резкие и очень бурные конфликты внутри научного сообщества. В такой ситуации сказываются неравномерность внутренних процессов, идущих в науке, нарушения «норм» научной деятельности, столкновения между стилями мышления, борьба между различными парадигмами в научном познании и т. п.
По своему содержанию революции касаются перемен в основаниях науки. Это обстоятельство широко отмечается в мировой и отечественной литературе. В ходе революции в ткань науки внедряются новые идеалы, нормы, установки. Преобразуется научная картина мира. Это своего рода тектонические сдвиги в науке, результатом которых становится появление во многом неожиданной науки, уходящей в принципиальных основах от науки прежних эпох. Старая и новая наука по ряду параметров становятся несовместимыми, перестают быть конгруэнтными по отношению друг к другу.
Реже говорится о структурных, организационных и технологических сдвигах в науке революционных периодов. Между тем они являются важной характеристикой научной революции. Так, на переломных этапах в структуру науки включаются новые активные элементы: в XVIII в. - академические сообщества, в XIX и XX вв. - индустриальные лаборатории и др. К структурным сдвигам относится возникновение отраслей науки, которые способны осваивать принципиально новые области знания. Подобные революционные рывки были связаны с появлением технических наук, генетики, информационных наук и пр. Новая структура науки появлялась и как результат революционного движения, и как его побудительный фактор.
В современной философии науки все более укрепляется комплексный подход к исследованию научных революций. Осуществляется их науковедческий, исторический, культурологический, методологический анализ. Рост интереса к феномену научных революций обеспечил существенное обогащение наших знаний о них, и сегодня философское сообщество выдвигает задачу теоретического обобщения таких знаний.
Аналитический подход позволяет различать своеобразные виды и типы научных революций, помогает обозначить внутренние и внешние факторы соответствующего революционного процесса. Синтетический, системный подход обеспечивает возможность целостного постижения научных революций. Применение принципа детерминизма создает условия для теоретического определения причин, законов и исторических перспектив революций в науке.