В начале рассматриваемого периода философская проблема анализа языка науки выступала для Карнапа как проблема синтаксиса научного языка. Поскольку эмпирический факт относится к области науки, задачей философии не является обнаружение новых фактов. Она связана скорее не с фактами, а с логикой, и в частности с логикой науки. Но поскольку логика в основном является синтаксисом языка, постольку философ должен исследовать «синтаксис языка науки». Так как часто думают, что философия включает в себя метафизику, то, вероятно, лучше сказать, что логика науки занимает место запутанного клубка проблем, известного под названием философии и что все философские проблемы, имеющие хоть какой-нибудь смысл, относятся к синтаксису. Философ должен формализовать и эксплицировать правила построения и преобразования языка науки, включая сюда не только исходные логические правила науки, но и те правила, к которым наука пришла в свете своих открытий в области эмпирических фактов. Полученная система должна быть здравой системой постулатов, в которой предложения и термины являются экстенсиональными, то есть отнесенными к объектам и функциям истинности, а не к свойствам и суждениям.

Некоторые философы возражают против только что указанного понимания философии на том основании, что чисто синтаксическая и экстенсиональная логика недостаточна и что логика требует анализа значения терминов. Однако вначале Карнап с этим не соглашался. Конечно, «если даны смыслы двух предложений, то тем самым решается вопрос, следует одно из них из другого или нет», но «для того, чтобы определить, является или нет одно предложение следствием другого, не нужно прибегать к смыслу предложений. Достаточно, если задана синтаксическая структура этих предложений. Все проблемы в логике сводятся, таким образом, к синтаксическим проблемам. Особая логика значения является излишней». Некоторые философы, основываясь на том, что, согласно Расселовой теории типов, ни один язык не может выразить своих собственных синтаксических правил, вообще сомневаются в ценности попыток сформулировать синтаксис языка. Однако Карнап полагал, что его «Логический синтаксис языка» показал как раз возможность такого выражения правил синтаксиса. Карнап не считает, однако, данную им самим формулировку определенных исходных языков для выражения научных фактов единственно возможной схемой формального языка. Уже в начале 30-х годов он выдвигает принцип толерантности, согласно которому «каждый может строить свою собственную логику, то есть свой собственный язык, как он хочет. От него только требуется... чтобы он четко сформулировал свои методы и дал синтаксические правила». Позднее, под влиянием возникшего у него интереса к прагматическим аспектам языка, Карнап заявляет: «Дадим тем, кто работает в любой специальной области исследования, свободу употреблять любую форму выражения, которая покажется им полезной; работа в этой области рано или поздно приведет к устранению тех форм, которые не имеют никакой полезной функции. Будем осторожны в утверждениях и критичны в их исследовании, но будем терпимы в допущении языковых форм."

В конце 30-х годов Тарскому удалось убедить Карнапа, что синтаксис не является единственной основой логики и что для полного анализа логических связей нужно также учитывать и значения. Это обстоятельства отнюдь не заставило Карнапа отказаться от попытки построить формализованный язык науки; оно лишь побудило его добавить к правилам построения и преобразования правила, управляющие значениями терминов, а же ввести другие дополнения в свою систему. Это нашло свое отражение в его работах «Введение в семантику» (1942) и «Формализация логики» (1943). Построение системы языка уже не является абсолютно свободным: оно в какой-то мере ограничивается смыслом, приписываемым терминам этого языка, и область смыслов, которые могут быть приписаны построенной системе, зависит от характера данной системы. Правила построения и преобразования в Карнаповой системе остаются по существу экстенсиональными в том смысле, что любое интенсиональное выражение, которое может появиться в системе, переводимо в экстенсиональное. Что же касается основных правил, на которые опирается логика, то переход от синтаксиса к семантике привел к существенным изменениям в них, поскольку логическая истинность теперь определяется не в синтаксических, а в семантических понятиях. Однако в отношении формального аналитического характера языка, в терминах которого, по мнению Карнапа, лучше всего эксплицируется логика науки, его взгляды по существу не изменились. Карнап доказывал Куайну, сомневающемуся в обоснованности различия между аналитическими и синтетическими высказываниями, что как бы ни обстояли дела в естественных языках, «постулаты значения» формальных систем достаточны для выделения и обоснования в них аналитических суждений.

После опубликования «Введения в семантику» Карнапово понимание системы формального языка, в терминах которого философия должна прояснять и эксплицировать язык науки, стало еще более широким признание значительной роли интенсиональной формы значения. Теперь Карнап в любом языковом выражении находит как экстенсионал, так и интенсионал. Интенсионалы требуются, помимо всего прочего, для введения логических модальностей, таких, как необходимость и невозможность. Экстенсионалом какого-либо имени или определенной дескрипции является именуемый или описываемый индивид, а интенсионалом – некоторое индивидуальное понятие. Экстенсионалом высказывания является истинностное значение этого высказывании, а интенсионалом – выражаемое им суждение. Экстенсионалом предиката является обозначаемый им класс, а интенсионалом – отличительное свойство членов данного класса. Любой экстенсионал можно выразить в терминах интенсионала, но не наоборот. Перевод как интенсионала, и экстенсионала на некоторый нейтральный язык даже лучше, чем перевод одного из них на другой, поскольку такой нейтральный перевод подчеркивает отсутствие какого бы то ни было метафизического смысла в различии экстенсиональной и интенсиональной форм значения и в то же время устраняет многие сложности в логике и языке. Карнап идет еще дальше и утверждает, что хотя интенсиональная форма значения не имеет следствий, связанных с сознанием, и может быть определена даже для робота, она необходима для понимания и употребления как языка здравого смысла, так и науки.

Принимая основные семиотические идеи Ч. Морриса, Карнап в работе «Введение в семантику» делит семиотику, или общую теорию знаков и языков, на три основные раздела: прагматику, семантику и синтаксис. Само это разделение обусловлено тем, что в употреблении языка можно выделить три основные фактора: говорящего, произносимое выражение и десигнат выражения, т.е. тот объект, на который говорящий намеревается указать при помощи выражения. Исследование способов употребления выражений говорящим относится к области прагматики, исследование отношения между выражениями и теми объектами, на которые они указывают, – к области семантики, исследование же самих выражений и правил их построения – к области синтаксиса. Следовательно, «анализ языка в целом» должен учитывать все эти три измерения, а не ограничиваться исключительно областью синтаксиса. Многие из его более ранних исследований и анализов, по мнению Карнапа, оказались теперь неполными, хотя и правильными; необходимо дополнить их соответствующим семантическим анализом. Область теоретической философии больше не ограничивается синтаксисом, а охватывает анализ языка в целом, включая синтаксис, семантику и прагматику. При этом семантика и синтаксис, в свою очередь, делятся на описательные и чистые. Описательные синтаксис и семантика имеют дело с изучением исторических естественных языков (английского, французского и т.д.); они не представляют особенного интереса ни для логики, ни для философии. Чистая семантика и чистый синтаксис представляют собой общую теорию построения и анализа семантических и синтаксических систем, то есть определений, представленных в виде правил, и их аналитических следствий. Чистая, или логическаясемантика занимается изучением отношения между семантическими системами и их формализациями в виде синтаксических исчислений, проблемой поиска адекватного определения понятий истины и логического следования, отношения обозначения между выражениями языковой системы и объектами, на которые эти выражения указывают, проблемами определения смысла языковых выражений, синонимии и аналитичности.