1)      выполнять расчеты сохранения энергии;

2)      понимать, для каких специфических проблем и ситуаций подходят такие расчеты;

3)      идентифицировать эмпирические величины, которые соответственно входят в данные расчеты.

Тулмин выделяет три аспекта применения научных понятий:

1)      язык;

2)      методы изображения;

3)      процедура научного применения.

Первые два аспекта составляют символическую сторону научного объяснения, третий же представляет осознание ситуаций, для которых эта деятельность предназначена. Языковой элемент охватывает технические термины (названия), предложения, будь то законы или просто обобщения. Методы изображения включают все те разнообразные процедуры, с помощью которых ученые показывают, а не доказывают дедуктивно общие отношения, открываемые в изучаемых объектах, событиях и явлениях; они предполагают не только применение математических формализмов, но и вычерчивание графиков, диаграмм, создание классификаций, программ для компьютеров и т.д. Процедуры применения используются для идентификации отдельных объектов, систем или измеряемых величин, к которым нужно применить тот или иной технический термин или название. Эти процедуры требуются, чтобы отличить те ситуации, где применимы закон или обобщение, от тех случаев, когда они неприменимы. Кроме того, нужны критерии для того, чтобы различать, в каких случаях находят адекватное научное применение математический, графический или классификационный способы изображения. Иными словами, процедуры применения предполагают умение выявлять границы области применения, в которой символы и способы, т.е. первые два элемента обладают эмпирической релевантностью.

Коллективная природа эволюционирующей науки, научных понятий, по Тулмину, хорошо выражается следующим афоризмом: "Каждое понятие - это интеллектуальный микроинститут". Разъясняя его, он подчеркивает, что ни одно единичное понятие или даже совокупность понятий не исчерпывает всей научной дисциплины, в лучшем случае они представляют собой исторический срез длительно развивающейся рациональной инициативы. Единичные понятия или семейства понятий имеют такое же отношение ко всей дисциплине в целом, какое единичные роли или социальные институты имеют к обществу в целом. Чтобы полностью понять историческую сущность дисциплины или общества, необходимо, по Тулмину, рассматривать не только современную структуру связей между составляющими ее теориями, понятиями, институтами и другими элементами, но и принятые в ней процедуры модификации этих элементов. Коллективная передача (набор правил, способов научного объяснения, отношения между поколениями ученых и др.) сама по себе институализирована таким образом, что концептуальное обучение в науке сравнимо с рациональным поведением, инициативой в социальных институтах. Далее Тулмин проводит аналогию между понятиями и социальными институтами на примере юриспруденции, политики.

Тулмин определяет содержание научной дисциплины как взаимосвязь следующих элементов: 1) современные цели научного объяснения: 2) современная совокупность научных понятий и процедур объяснения; 3) аккумулированный опыт ученых, работающих в данной дисциплине. При этом Тулмин не согласен со сведением научного опыта к чувственным восприятиям в духе сенсуализма Э. Маха или к простым фактуальным обобщениям в соответствии с установками логических эмпиристов. Опыт ученого, по Тулмину, соответствует опыту представителей других профессий, например, юристов, инженеров или летчиков. Для научного опыта определяющими являются не чувственные данные или эмпирическая корреляция, а открытия в данной научной области или релевантность какого-либо способа изображения, например, установление границы релевантности методики геометрического изображения физических лучей в других первоначально не определенных ситуациях.

Тулмин дает классификацию различных концептуальных проблем научных дисциплин:

1)      проблемы возникают из распространения современных научных процедур на новые явления;

2)      из совершенствования известных апробированных научных методик;

3)      из междисциплинарной интеграции методов, из решения конфликтов между научными и ненаучными идеями.

Эти классы проблем Тулмин иллюстрирует примерами из практики научных исследований в области оптики, биологии, химии и др. Он разъясняет, что поскольку каждое научное понятие имеет три различных аспекта - языковой, репрезентативный (методы изображения) и прикладной (процедуры применения), то концептуальные новшества, предложенные для того, чтобы решать подобные проблемы, могут вызывать изменения в любом из этих аспектов или сразу во всех.

При этом Тулмин подчеркивает, что концептуальные проблемы не совпадают ни с эмпирическими, ни с формальными проблемами. Он хочет показать ограниченность традиционной (неопозитивистской) философии науки, которая использовала всегда и везде логическую дихотомию между эмпирическими (условными, синтетическими, фактуальными) и формальными (логическими, математическими) предложениями. Он считает, что в историческом развитии научной инициативы значение научных понятий и научных проблем нельзя показать адекватно, если ссылаться только на эмпирический предмет исследования или только на формальную структуру науки. По Тулмину, рассмотрение и научных понятий, и научных теорий, и научных дисциплин требует стирания основных разграничений традиционной философии науки, предполагает сочетания того и другого (эмпирического и формального) подходов.

Тулмин предлагает рассматривать исторический процесс концептуальных изменений в интеллектуальных дисциплинах в терминах популяционной модели. Он пишет, что надо рассматривать содержание естественной науки не как связную и последовательную логическую систему, а как концептуальный агрегат или популяцию, в котором в большинстве случаев локализованы логически систематизированные участки. Причем данные популяции исторически развиваются как следствие взаимодействия между научными новообразованиями и отбором, который постоянно осуществляется в науке и модифицирует популяции, сохраняя лучшие варианты. Тулмин отмечает, что развитие этих популяций будет рассматриваться как выражение равновесия между факторами двух видов: факторами новообразования, ответственными за возникновение изменений в соответствующей популяции, и факторами отбора, которые модифицируют ее, постоянно сохраняя варианты, имеющие определенные преимущества. Он обращает внимание на то, что нововведения в науке носят коллективный характер, как, впрочем, и процедуры совершенствования введенных научных понятий, требующие воображения и опоры на интеллектуальные идеалы.

Новое понятие должно быть коллективно воспринято в качестве возможных способов решения тех проблем, которые являются источником коллективной неудовлетворенности. Необходимо, чтобы новации были эффективными и соответствовали установившимся интеллектуальным условиям, а новые научные понятия, прежде всего, обладали возможностями решения проблем. Научные нововведения должны также соответствовать "форуму конкуренции", проходить через научные дискуссии. Кроме интеллектуальных требуются и социальные условия для осуществления научных новаций. Тулмин имеет в виду экономические, политические и институциональные факторы, "которые либо создают, либо уничтожают возможности исследований в различных областях науки".

В каждую историческую эпоху культурные навыки и социальные институты воздействуют на интеллектуальное развитие двумя противоположными способами: они обеспечивают позитивные побуждения и возможности для интеллектуальных новаций, но они же ставят преграды и налагают запреты на интеллектуальную ересь. На основе анализа различных исторических социокультурных ситуаций, воздействующих на соотношение интеллектуальных и социальных факторов, Тулмин делает вывод, что социальные факторы необходимы, но решающими являются только интеллектуальные факторы. Что касается отбора научных нововведений, то Тулмин, по сути, апеллирует к уже названным интеллектуальным факторам, а именно научным проблемам, объяснительным целям и идеалам. На основе данных факторов в процессе обсуждений, дискуссий осуществляются интеллектуальные оценки научных нововведений и их отбор.