Эти критические аргументы стали основой возникновения нового направления в позитивизме – эмпириокритицизма (или второго позитивизма) (Э. Мах, П. Дюгем, А. Пуанкаре и др.). Они справедливо отмечали тот факт, что процесс открытия научных законов и теорий – это вообще не логический, а весьма сложный психологический и творческий процесс, в котором существенную роль играет продуктивное воображение ученого, а также его интуиция. Это относится не только к естествознанию, но и к математике. Анализ творчества таких ученых, как Г. Галилей, И. Кеплер, И. Ньютон, А. Пуанкаре, Г. Кантор, Дж. Максвелл, Л. Больцман и др., свидетельствовал об этом весьма убедительно.
В рамках второго позитивизма было четко осознано, что путь от фактов (данных наблюдения и эксперимента) к научным законам и теориям не является ни строго однозначным, ни чисто логическим. Внимательный анализ таких общепризнанных научных теорий, как, например, классическая механика И. Ньютона, термодинамика, молекулярно-кинетическая теория газов Л. Больцмана, показывал, что их содержание не только не могло быть индуктивным обобщением эмпирических фактов, но что оно вообще не может быть выведено из данных опыта. Дело в том, что в состав любых научных теорий, в том числе физических, всегда входит определенное множество идеальных объектов. Например, таких как материальная точка, идеальный газ, абсолютное время, абсолютное пространство, абсолютно изолированная система, абсолютно инерциальная система, мгновенная передача воздействия на любое расстояние (принцип дальнодействия), абсолютная одновременность некоторого события во всех системах отсчета, абсолютно черное тело, абсолютно белое тело, абсолютный хаос (абсолютное термодинамическое равновесие), общественно-экономическая формация (Маркс), идеальное государство (Платон), правовые нормы (юридические теории) и т. д. А все идеальные объекты в принципе не наблюдаемы, а потому не могут быть предметом чувственного познания или эмпирического исследования. Научные теории не могут быть логически выведены из опыта, они создаются конструктивной деятельностью мышления в качестве надстройки над ним как его идеальные схемы. Конечно, поскольку задачей научных теорий является максимально полное объяснение имеющихся эмпирических фактов определенной предметной области, а также предсказание новых, постольку это является существенным ограничением конструктивной свободы мышления при создании теорий. Таким образом, эффективная эмпирическая интерпретация всегда имеется в виду при создании любой теории. Однако существование такой интерпретации является только необходимым условием оценки состоятельности научной теории, но отнюдь не достаточным и уж тем более не может служить критерием ее истинности.