Теоретическое знание также не представляет собой чистую рациональность. При построении любой теории используются наглядные модельные представления, которые являются порождениями чувственного восприятия, даже сложные и высокоформализованные теории включают в свой состав объекты типа идеального маятника, абсолютно твердого тела, волны и так далее.
Таким образом, можно сказать лишь то, что на низших уровнях эмпирического исследования преобладает чувственное, а в теоретическом – рациональное. В чем же состоят критерии различения эмпирического и рационального уровней? И эмпирическое, и теоретическое познание направлены на одну и ту же реальность, различны ее видение, степень охвата, глубина проникновения. На уровне эмпирического исследования отнюдь не исключено выявление зависимостей между явлениями, определенных природных и общественных закономерностей. Так, много действительно существующих закономерностей, практических рецептов выявлено в алхимии, народной медицине. Впервые эмпирическим путем, в опыте были установлены законы Бойля – Мариотта, всемирного тяготения. Но если эмпирический закон может уловить лишь внешнее проявление, выражение объективно существующих связей, теоретический закон доходит до уровня сущностных связей, до их объяснения, представляя обнаруженную связь явлений как своего рода логическую необходимость. Именно это обеспечивает предсказательную способность теоретического знания.
Теоретическое и эмпирическое исследование различаются и применяемыми средствами. Только в опыте и эксперименте исследователь непосредственно действует с исследуемыми объектами. Но даже эмпирические объекты не совпадают с реальными природными, социальными и духовными объектами, представляя собой идеализации – на пути к теоретическим абстракциям. Замечательный пример единства эмпирического и теоретического представляют собой упоминаемые выше эксперименты Галилея, любые мысленные эксперименты.
С вопросом соотношения эмпирического и теоретического тесно связано соотношение рационализма и интуиции в естественнонаучном познании. В действительности они, конечно, переплетаются и органично дополняют друг друга. Вместе с тем, нельзя обойти вниманием, что если на пути к открытию ученого часто ведет интуиция (основанная на длительном исследовательском опыте), то после завершения исследования он просто обязан обосновать его и, по возможности, описать шаги, ведущие к открытию. Последнее оказывается подчас невыполнимой задачей, в чем признавались и Эйнштейн, и Бор, и Планк. Большинство ученых подпишутся под словами великого математика К. Гаусса: «Вот мой результат, но я пока не знаю, как получить его».