在人類科學的先進運動中，結構主義是已經革新了並將繼續啟發著人類科學的理論形態；因此，一開始就不可避免地要檢驗結構主義在數學上和邏輯學上的意義。但是，人們可能會問，為什麼還要到物理學上來檢驗它的意義呢？這是因為，我們並不先驗地知道，這些結構是否來源於人，還是來源於自然界，或者來源於兩方面；而人和自然界的會合，是必須要在人對物理現象進行解釋的領域裡去加以研究的。
長久以來，物理學家的科學理想就是要測量物理現象，建立定量定律，並用一些概念，諸如加速度、質量、功、能……等，來解釋這些定律。物理學家用其中一些概念來給另一些概念下定義，以求保留某些守恆性原理，表示其有前後一貫性。只要在物理學的這個古典階段上，我們就可以來談結構，尤其就是那些大理論的結構。在這些理論領域裡，種種關係互相配合成為一個關係的體系。例如，在牛頓物理學裡，就有慣性、作用力和反作用力相等、力作為質量與加速度之積等的體系；或者如在馬克斯韋爾的體系中，有種種電與磁的過程間的互反性關係。但是，自從「原理物理學」動搖，物理學研究推廣到了現象階梯的極高層次和極低層次，又自從那嘗試把力學從屬於電磁學的這種前景出乎意料地被推翻以後，我們正在看到，對於結構觀念作出了愈來愈高的評價：計量理論已成為當代物理學中必須小心從事的問題，人們竟致於到了要在測量之前先去尋找結構，並且要把結構看作是一個由若干可能狀態和可能轉換關係組成的整體，所研究的真實系統，要在這些可能狀態和可能轉換的整體之中去取得它的確定位置，而同時這個位置又要用這個種種可能的整體來加以解釋和說明。
對於結構主義而言，物理學的這種演變所引起的一個主要問題，就是因果關係的本性問題。更確切點說，就是在解釋因果關係定律時所利用的數理邏輯結構與現實世界所假定具有的結構這兩方面的關係問題。如果依照實證主義的觀點，把數學解釋成是一種簡單的言語符號表達方式，那這個問題肯定已經不再存在，而科學本身也就歸結為一種純粹的描寫。可是，只要一旦承認邏輯結構和數學結構是作為轉換關係的體系而存在的，那就要確定這樣的問題：是否只有這些形式化的轉換才能說明在事實里所觀察到的真實變化和守恆性呢？或者相反，這些形式化的轉換，只是不以人們意志為轉移的、客觀的物理因果關係的固有機制內化在我們心靈中的反映；或者最後是這些外在的結構和我們運算的結構之間存在著一種雖然沒有同一性、卻具有永久性的聯繫，而在一些中介領域，例如在生物學結構或我們的感知-運動動作的領域裡，我們會看到這種聯繫正在具體地體現在這些領域裡並在起作用。
為了明確觀念，本世紀初關於因果關係的偉大學說之中有兩個學說可以引來作為傾向於上述三種解釋中的前兩種的代表：第一種是梅耶森的解釋，他把因果關係看成是先驗性的，因為因果關係是從不同關係之中歸納出來的相同的東西；第二種是布隆施威克（L.Brunschvicg）的解釋，他用「存在著一個（相對論意義上的）宇宙」這個公式來為因果關係下定義。然而，這兩個體系中，第一個體系的明顯困難是，僅僅解釋了守恆方面而放棄了轉換的方面，而在「非理性」的範圍里轉換對於因果關係來說卻是主要的。至於第二個體系，它帶來的結果則是，把運算的結構合併進了因果關係里去，把算術看作是一個「物理數學」的分科（且不管人們談到布隆施威克的唯心主義會說的一切！），但是，這個假說還有待於心理生物學的驗證。
從這裡再回到物理學上來，第一個明顯的事實是，對於一整套定律進行的數理邏輯推演，只要仍然是形式上的，就不足以解釋這些定律：要進行解釋，就還要假設在現象下面有一些存在或「客體」，以及這些存在之間互相在另一方身上行使實際的作用。但是，特別令人印象深刻的事實是，這些實際作用竟在許多情況下與運算非常相似，而且正是到了前者與後者之間具有對應性的程度時我們才感到是「理解了」。可是，理解或說明，一點也不限於把我們的運算應用在現實上，證實現實世界是「讓人擺布的」；因為一個簡單的應用，依然還是在定律層次之內的東西。為了要超出這個層次，得出原因，必須還要有更多的東西：必須把這些運算分別賦予作為客體的客體所有，而且把這些客體理解為它們本身就是運算元，到了這時，而且只有到了這時，我們才能談論因果「結構」，因為這個因果結構是這些運算元在它們之間實有的相互作用里的客觀的體系。
從這樣一個觀點出發，物理的現實和用來描寫這種現實的數學工具之間具有永恆的一致，已經是相當出奇的了。因為這些數學工具常常是在使用它們之前先就存在的；而這些工具在出現新事實的機會被建立起來時，它們並不是從這個物理事實里抽繹出來的，而是用推理的方法制定出來的，這種推理甚至於達到了模擬的程度。然而，這個一致，並不是象實證主義所認為的是一種言語表達方式和它所指稱的事物之間的一致（因為，各種言語表達方式是沒有在事物出現之前預先敘述它們將要描述的事件的習慣的），而是在人的運算和客體-運算元的運算之間的一致；所以也就是在有肉體有精神的人這位特殊的運算元（或者說是這位種種運算的製造者），和種種不同級別的物理客體這些不可勝數的運算元之間的和諧。因此，在這兒存在的，或者是萊布尼茨夢想過的那些門窗緊閉的單子之間預先建立的和諧的光輝證明；或者是，如果這些單子偶然地不是封閉而是開放的時候，那就是已知的生物適應的最美好的例子了（就是說，既是物理化學的、又是具有認知性質的）。
然而，如果對於一般運算來說是真的，那末，對於最顯著的種種運算「結構」來說就仍然是真的。例如，人們相當了解，群的種種結構（見第5節）在物理學中，從微觀物理學一直到相對論的天體力學，已非常普遍地被應用了。然而，群結構的這種應用，對於主體的種種運算結構和外部客觀的運算元的結構之間的關係來說，是有很大意義的。在這方面，人們可以區分出三種情況。首先，第一種情況，群對於物理學家來說可以有一個試探性的價值，但只表示在物理上不能實現的轉換關係，例如PCT四元群，其中P指的是宇稱（一個圖形轉變成鏡子里和它對稱的圖形），C指的是電荷（一個粒子轉變成它的反粒子），T指的是時間的反向！其次，第二種情況，轉換作用並不構成不依靠物理學家的某些物理過程，而是掌握種種因素的實驗者的具體活動的結果，或者是觀察人員將種種不同情況下測量儀器上可能有的讀數加以協調的結果。勞倫茲群有一種實現的情況就符合這第二種類型，只要當這個群引入參照點的改變就使速度不同的兩個觀察者的兩種觀點協調起來。於是群的轉換就成為主體的某些運算，但是在某些情況下在物理學上是可以實現的。當一些真實的轉換是由同一個主體施加在所研究的體系上時，就是這個群的第二種實現所表明的情況。由此引出了第三種情況，群的種種轉換在物理學上可以不受實驗者操作的影響而實現，或者在物理學上是有意義的，但是在「潛在可能」或潛在的狀態下。
這第三種情況最為有趣，它就是當幾個力由自身組成力的合成（平行四邊形）時的情況。可以回想一下，對於合力為R的兩個力而言，只要把這個合力的方向顛倒過來，以使得這第三個力R』等於合力R而方向相反，即能同前兩個力保持平衡。於是也應該提到，用與這個系統的種種聯繫相適合的一切「可能的功」的補償作用來說明這些平衡狀態，是值得稱讚的說明。那末，加上力的合成原理，這就在群概念的基礎上建立起一個巨大的說明性的「結構」了。
馬克斯·普朗克（Max Planck）在創造量子物理學中所起的作用，人們是相當清楚的，但人們也同樣相當地了解，他並不完全適應由他所掀起的思想潮流。他曾經主張，物理現象在服從作用原因的同時，還肩並肩地完全服從於最小運動的原理：然而，在他看來，這個原理屬於「目的性原因的性質，目的性原因是從相反方向，也就是說是用未來，或更確切一點說是用既定目的，作為導向這個目的的展開過程的來源」。然而，除了我們已經認為光子具有運算元的品質以外，在我們認為光子具有和「有理性的生物」（同書p.129）行為相同（發光光線從某個恆星出發，儘管穿過大氣層時受到種種折射，還是通過最短的光的途徑到達我們這裡）的能力之前，我們還得要思考一下，在這種情況下，相對於所有鄰近的途徑而言，費馬（Fermat）積分式的最小值是怎樣確定出來的。然而，這兒又一次象在可能的功的情況下一樣。我們把現實放進全部可能的轉換里去，在與真正徑跡鄰近的所有可能的變異之間通過逐步用補償關係，找出說明。
最後，在用概率論來說明的情況下，這些可能的轉換的作用是明顯的：用概率的（就是熵的）增加來說明熱力