On peut distinguer dans la méthode scientifique deux dimensions:

  1. l'ordre de la découverte, qui interroge la manière dont un scientifique trouve une loi, un concept, etc...
  2. l'ordre de l'exposition ou de la justification: la manière dont un scientifique justifie une théorie, l'ensemble des procédures qui la rendent valide et valable.

Ces deux ordres sont indépendants: on peut trouver une théorie pour une raison sans base scientifique, mais ce qui fera sa valeur seront les arguments qui la soutiennent. Par ex., Kepler trouve ses fameuses lois en cherchant à prouver l'harmonie du cosmos, mais cette motivation extra-scientifique est indépendante de la valeur de ces lois, qui repose sur une formalisation mathématique et une capacité explicative. L'origine du théorie n'est pas nécessairement son fondement.

En ce qui concerne l'ordre de la découverte, on peut remarquer:

  1. Que l'induction est incapable, à elle seule, de produire les hypothèses qu'il faut tester: comme le nombre de cas est innombrables, l'hypothèse dépasse toujours les les expériences données (Hempel, Eléments d'épistémologie, ch. II);
  2. Que l'expérience et des questions pratiques ou techniques sont souvent la cause, non de la théorie, mais du questionnement scientifique (Hempel évoque par ex. Semmelweis qui s'interroge sur la transmission des bactéries à partir de cas de fièvres puerpérales dans un hopital);
  3. Que l'imagination ou inventivité possède un rôle décisif (Hempel évoque le cas du chimiste Kékulé qui trouve la formule structurale du benzène après avoir rêvé d'un serpent mythologique qui se mord la queue); on peut insister comme Diderot, sur le rôle des analogies inventives, l'"enchaînement de conjectures fondées sur des oppositions ou des ressemblances si éloignées, si imperceptibles" (Pensées sur l'interprétation de la nature, § 31) ou sur l'instinct, qui, par tâtonnement, permet de dépasser le connu;
  4. Que l'erreur peut avoir un rôle positif, car en se trompant, on peut trouver une hypothèse qu'on ne cherche pas (cf. Diderot,  : "C’est ainsi que les chimistes et les géomètres, en s’opiniâtrant à la solution de problèmes, peut-être impossibles, sont parvenus à des découvertes plus importantes que cette solution").
  5. Que le rôle du hasard, de l'imagination n'exclut pas qu'il faille avoir une certaine familiarité avec les sciences pour formuler, à partir d'expériences, des hypothèses à caractère scientifique.