要形成这样的物理学理论,迪昂认为必须通过以下四个相继的操作来完成。第一,我们选择自认为简单的性质描述我们所要描述的物理性质,其他性质可视为这些简单性质的组合。我们通过合适的测量方法使它们与一组数学符号、数字,大小对应。符号和性质之间没有内在的本质联系,符号只是约定的记号。例如,用摄氏温标测量的温度就是感觉经验所感知的冷暖的约定的、定量的描述。第二,我们选择少量的原理或假设,作为演绎的逻辑前提或理论的基础。它们仅仅是根据方便的需要和逻辑上的一致,把不同种类的符号和数量联系起来的命题,它们并不以任何方式宣称陈述了物体真实性质之间的真实关系。第三,根据数学分析法则把原理或假设结合在一起。理论家计算所依据的数量并非是物理实在,他们所使用的原理也并未陈述这些实在之间的真实关系。对他们的要求是:他们的符号化是可靠的,他们的计算是正确的。第四,由第三种操作所引出的某些结论被“翻译”成物理学术语。也就是说,我们得到关于物体可测量特性、关于定义和测量这些性质的方法的新陈述,这些方法作为一种“词典”,可以帮助我们翻译。现在,这些新命题可以与实验结果进行比较,由它们与实验是否相符,看其是好理论还是坏理论。简而言之,这四个基本的操作也就是:物理量的定义和测量;选择假设;理论的数学展开;理论与实验的比较。
迪昂由此得出结论说,真正的理论不是给物理现象以与实在一致的解释的理论,它是以满意的方式表示一组实验定律的理论。虚假的理论不是试图在与实在相反的假定上建立的解释,它是一组并不与实验定律一致的理论。与实验一致是物理学理论真理性的惟一标准。
关于物理学理论的统一性,迪昂是从两个角度来看待的。首先,他赞同马赫的观点 ,把理论视之为思维经济。他说:用定律代替具体的实验事实达到了经济;当我们的精神把实验定律浓缩为理论时,便是双倍的'经济。迪昂从中看到了物理科学进步的道路:实验家不断揭示出迄今未曾料到的、未形成新定律的事实,理论家通过构想更浓缩的表达、更经济的系统,使之有可能容纳这些获得的东西。物理学的发展刺激了“不厌倦提供的自然”和不希望“厌倦想像”的理性之间的持续斗争。其次,迪昂认为,理论不仅仅是实验定律的经济描述,它也是这些定律的分类。实验物理学向我们提供的是一堆杂乱的定律,没有用一种亲族的纽带把它们联结起来,常常是十分偶然的原因或相当表面的类似导致我们把它们汇集在一起。可是,通过把原理与实验定律关联起来的演绎推理,理论便在定律之间建立了秩序和分类。它使某些定律汇集在一起,把它们密切地排列在同一个群中;它通过把其他定律放在离得很远的两个群中,从而把它们分开。这样的分类使知识可以被方便地使用、顺利地应用。迪昂从这种有秩序的分类中洞见到科学美。他说:秩序不论在哪里统治,都因之而产生美。理论不仅给出了物理定律群,而且它声称这些定律更容易运用、更方便、更有用,从而也更美。
这种审美情感并不是达到高级完善程度的理论所产生的惟一反作用,它还能使人们在理论中看到自然分类。迪昂指出,理论变得越完善,我们就越理解,理论使实验定律秩序化的逻辑秩序是本体秩序的反映;我们就越是觉得,它在观察资料中建立的关系对应于事物之间的真实关系;我们就越是感到理论倾向于自然分类,而不是纯粹人为的系统。
理论形成自然分类的引人注目的特征是,理论在实验之先。在这样的理论中,不仅每一个已知的实验定律被假设的推论所表示,而且更重要的是,人们能够从假设中推出不与先前任何已知的实验定律对立的推论,它们描述了可能的实验定律。其中一些涉及到实际能够实现的情况,这些推论特别有趣,因为能够把它们交付事实检验。如果它们严格表示了支配这些事实的实验定律,那么该理论的价值将被扩大,该理论支配的领域将增添新定律。相反地,如果在这些推论中存在一个与事实全然不一致的理论,那么该理论就必须或多或少地受到修正,或者也许要被完全抛弃。
作为纯粹人为的系统的理论对不可见实在之间的真实关系没有任何暗示,这种理论不会进一步预言新定律。而作为自然分类的理论表示了事物之间深刻的真实的关系,它的推论在经验之先,并能激起新定律的发现。由此可见,自然分类这一特征是由在还没有被发现的实验定律之先的理论的多产性标志的,这增强了我们的下述信念:我们的理性在抽象的概念中建立起来的关系对应于事物之间的关系。迪昂关于越完善的理论越倾向于自然分类的思想是颇有启发性的。