История и методология физики

Методы теоретического исследования 
Методология теоретического исследования включает в себя общенаучные 
подходы и общенаучные методы. Вместе с этим, в теоретических исследованиях 
используют специфические приемы (методы): идеализация, мысленный эксперимент, 
метод гипотез, гипотетико-дедуктивный и аксиоматический методы, формализация 
и др. 

Идеализация
 
Идеализация 
– 
вид 
абстрагирования, 
обеспечивающий 
мысленное 
конструирование предельно абстрактных объектов, наделенных минимальным 
числом сущностных свойств, необходимых для решения задач теоретического 
исследования. 
Идеализация является первой стадией теоретического исследования. Цель 
идеализации – создать конструкцию для мысленного эксперимента. 
Строго говоря, идеализация уже присутствует и в эмпирическом исследовании. 
Как известно, во многих случаях проведение эксперимента, особенно лабораторного, 
осуществляется так, чтобы минимизировать влияние приборов, внешней среды и 
исследователя. Часто прибегают к изоляции предмета исследования, например, от 
электромагнитных излучений, иначе говоря, исследователь создаѐт идеальные 
условия для изучения предмета, которые реально не встречаются. 
Продуктом идеализации являются идеальные объекты, которые не существуют 
в реальности и вообще практически неосуществимы. Таковыми объектами, например, 
являются: точка, прямая линия, плоскость, абсолютное пространство и абсолютное
время, математический маятник, материальная точка, идеальный газ, несжимаемая 
жидкость, абсолютно твердое тело, абсолютно упругий удар, абсолютно черное тело, 
точечный электрический заряд, магнитное поле в точке, идеально правильный 
кристалл.
При формировании идеальных объектов исследователь ставит перед собой две 
цели: во-первых, лишить реальные объекты некоторых присущих им свойств; во-
вторых, мысленно наделить эти объекты определенными гипотетическими, 
нереальными свойствами, необходимыми для решения поставленных теоретических 
задач.
Итак, идеализация и идеализированные объекты - важнейшее средство 
теоретического исследования. Они необходимы при разработке мысленных 
экспериментов, обосновывающих принципы и гипотезы будущей теории. Вместе с 
этим идеализированные объекты входят в содержание теории, основные положения 
которой отражают свойства не реальных, а идеализированных предметов.

---

Мысленный эксперимент 
Мысленный 
эксперимент 
– 
метод 
теоретического 
исследования 
идеализированных объектов, образующих модели реальности. Ставя такие объекты 
в разные отношения, доводя их количественные характеристики до крайних 
логически возможных значений, устанавливают существенные связи и закономер-
ности, недоступные при изучении реальных объектов. 
В исторически важном мысленном эксперименте С. Карно установил «принцип 
Карно», исследуя идеальную паровую машину. Уподобляя теплород воде, а разность 
температур разности уровней воды, Карно заключил, что как при падении воды 
работа измеряется произведением веса воды на разность уровней, так и в паровой 
машине работа независимо от природы рабочего вещества (вода, спирт) измеряется 
произведением количества теплорода на разность температур. Иными словами, 
отдача тепловой машины ограничена значениями температур нагревателя и 
холодильника. Как подчеркивает Карно, холодильник – столь же необходимый 
элемент, как и котел, причем если в машине не предусмотрен специальный охлаж-
дающий элемент, то его роль играет окружающая среда. Все это и представляет собой 
суть «принципа Карно», или второго начала термодинамики, как он стал называться 
позже, после того как этому разделу физики было придано аксиоматическое 
построение. Это был именно мысленный эксперимент, так как Карно отбросил 
разные побочные процессы и оставил только сущностно главное. 
Мысленные эксперименты и модели сопровождают всю современную науку, 
отображая и замещая реально существующие сложные объекты исследования. 
Непрерывно создаваемые первоначальные модели постепенно дополняются и 
детализируются. Таковы, например, в той же физике первоначальные модели атомов 
и молекул, модели газов, волновая и корпускулярная модели света, модели атомного 
ядра - капельная, коллективная, оболочечная, однонуклонная и другие. 
 
Гипотетико-дедуктивный метод 
Гuпотетuко-дедуктuвный метод – это метод анализа и построения 
эмпирическuх теорий в форме иерархии гипотез. 
В основе этого метода лежит метод гипотез. Гипотеза как метод включает в 
себя два этапа: во-первых, выдвижение и обоснование гипотезы; Bo-вторых, ее 
экспериментальная проверка и обобщение знания в теоретическое положение. 
В зависимости от наличия эмпирического и теоретического обоснования 
выделяют: необоснованные гипотезы, эмпирически обоснованные гипотезы, 
теоретически обоснованные гипотезы и полно обоснованные гипотезы.
Необоснованные 
гипотезы 
(гипотезы-догадки) 
не 
связаны 
ни 
с 
предшествующим знанием, ни с опытом. Естественно, такая связь существует, 
поскольку сознание исследователя может оперировать только наличной информацией, 
предшествующим знанием. Однако здесь отсутствует сознательное обоснование. 

---

Доминирование этого типа гипотез характерно для созерцательного знания и для 
вновь формирующихся теоретических дисциплин. 
Эмпирически обоснованные гипотезы связаны не с наличным знанием, а с 
эмпирическими данными. Если в научной дисциплине доминируют эмпирически 
обоснованные гипотезы, то по объекту исследования и по способам обоснования ее 
квалифицируют эмпирической наукой. 
Теоретически 
обоснованные 
гипотезы 
противоположны 
эмпирически 
обоснованным в том смысле, что методы обоснования связывают не гипотезы и 
опытные данные, а гипотезы и ранее имевшееся знание. Теоретически обоснованная 
гипотеза - это предположение, не прошедшее эмпирической проверки, выделенное из 
наличного знания и направляющее будущие эксперименты. 
Полно обоснованные гипотезы методически согласуются не только с наличным 
знанием, но и с данными опыта. Преобладание такого рода гипотез характерно для 
теоретического естествознания и является признаком того, что наука сформировалась. 
Среди этих гипотез выделяются законы науки. Если эти законы-гипотезы носят 
признаки общности и системности, служат исходными допущениями для других 
утверждений, то их называют принципами.
Некоторая формирующаяся наука, которую часто называют описательной, 
постепенно накапливает множество изолированных фактов, обобщений и гипотез. 
Однако в научном познании стремятся иметь дело не с изолированными гипотезами, а 
с определенной их системой. Поэтому пытаются вначале выделить важнейшие 
обобщения и факты, основные гипотезы, установить между ними дедуктивные 
отношения. Далее создается гипотетическая модель или абстрактно-теоретическая 
схема объекта исследования, которая развертывается в систему гипотез.
Гипотетико-дедуктивный метод демонстрирует процесс становления, развития 
формирующейся науки, где движение идет от фактов через иерархию гипотез к новым 
фактам с соответствующей корректировкой некоторых гипотез и новых исследований. 
В развитых, стабилизированных дисциплинах, например, точного естествознания 
(механика, оптика, электродинамика, теория относительности, космология и др.) 
преобладает аксиоматический способ построения теорий.  
 
Метод аксиоматизации 
Аксиоматuзацuя - метод дедуктивного построения теории некоторой научной 
дисциплины или ее раздела, когда ряд утверждений принимается без доказательств 
(аксиомы или постулаты), а все остальное знание (леммы, теоремы, законы и др.) 
выводятся из них по определенным логическим правилам.
Аксиоматический метод впервые был успешно применен Евклидом для 
построения элементарной геометрии. В системе аксиом евклидовой геометрии за 
основные понятия приняты точка, прямая, плоскость, движение и отношения: точка 
лежит на прямой или на плоскости, точка лежит между двумя другими. Эта система 

---

аксиом состоит из пяти групп: аксиомы сочетания, аксиомы порядка, аксиомы 
движения, аксиомы непрерывности, аксиомы параллельности.