История и методология физики

Общенаучные методы 
К общенаучным методам операциям, приемам, процедурам или просто методам, 
использующимся на эмпирическом и теоретическом уровнях научного исследования, 
относят: абстрагирование, определение, анализ и синтез, индукцию и дедукцию, 
классификацию, аналогию, моделирование, обобщение, научное объяснение.
Все эти приемы используются в физике – иногда ученый применяет их в 
неявном виде, т.е. специально называет процедуру, которой пользовался при 
выведении положения, теории, закона.
Для примера остановимся на двух процедурах, имеющих широкое 
распространение в физике едва ли не всех этапах ее развития – аналогии и 
моделировании.
Метод аналогий
 
Метод использования аналогий можно считать закономерностью развития физики. 
История свидетельствует о его огромном значении в построении новых теорий, 
начиная с первых шагов развития физики вплоть до современности. Например, вся 
геометрическая оптика строилась на аналогии между пучком летящих частиц и 
световым лучом. В основу волновой оптики была положена аналогия между 

---

световыми волнами и волнами на воде, а затем и волнами в сплошной упругой среде. 
Электростатика и учение о магнетизме строились по аналогии с теорией 
гравитационного поля. Общеизвестно, что при построении квантовой механики де 
Бройль и Шредингер использовали оптико-механическую аналогию, открытую еще 
Гамильтоном. Гейзенберг открыто использовал аналогию между классическим и 
квантовым рассмотрением. Один из основателей квантовой механики Дирак писал: 
«…существует довольно общий метод квантовых условий, применимый к очень 
широкому классу динамических систем - это метод классической аналогии… мы 
должны ожидать, что важные понятия классической механики будут 
соответствовать важным понятиям квантовой механики… В частности, можно 
надеяться получить квантовые условия, являющиеся простым обобщением 
классического закона, согласно которому все динамические переменные 
коммутируют». 
Метод моделирования 
Он широко применялся в физике с начала ее возникновения. Однако понятие модели и 
характер применяемых типов моделей изменялись вместе с развитием физики. С 
известной условностью выделяют четыре типа физических моделей: макромодели, 
микромодели, математические или знаковые модели, квантовые модели. 
Макромодель – это упрощенный абстрактный образ макрообъекта: материальная 
точка, твердое тело, идеальная жидкость, математический маятник. 
Микромодель – это модели, в основе которых лежит представление о существовании 
ненаблюдаемых непосредственно субстанций или объектов. В классической физике 
это были атомы, молекулы, эфиры и др. Считается, что без модельных представлений 
эфира Максвелл не смог бы придти к теории электромагнитного поля. 
Математическая или знаковая модель. Это изображения структуры 
электромагнитного поля с помощью системы силовых линий и эквипотенциальных 
поверхностей; графики, выражающие зависимости между физическими величинами, 
например, представляющие адиабатический процесс; образ точки в фазовом 
пространстве, представляющий нагретое тело и др. 
Квантовые модели. Квантовая модель дает образ квантового микрообъекта, так же как 
микромодель представляет образ микрообъекта в классической физике. Однако 
поскольку объект обладает квантовыми свойствами его цельный образ построить 
нельзя, можно только одну из сторон квантового микрообъекта. Простейший пример – 
электрон. В одном случае – это материальная точка с зарядом, в другом – непрерывно 
распределенное поле. Это не просто разные модели одного объекта, а модели, взаимно 
исключающие друг друга. 

---