Правда ли, что теоретическая физика поломана, или она просто сложная? / Хабр
Аксионы, одни из ведущих кандидатов на частицы тёмной материи, могут превращаться в фотоны (и наоборот) при соответствующих условиях. Если мы сможем вызывать и контролировать их превращение, мы, возможно, откроем первую частицу за пределами Стандартной модели и решим проблемы тёмной материи и проблему сохранения CP-инвариантности в сильных взаимодействиях.
Если послушать какого-нибудь современного разочарованного физика высоких энергий, можно прийти к выводу, что вся современная теоретическая физика не имеет смысла. В конце концов, XX век был веком теоретических триумфов: мы смогли разобраться во Вселенной как на субатомном, так и на космическом масштабе. Мы выяснили, что такое фундаментальные силы и взаимодействия, управляющие физикой, что такое фундаментальные составляющие материи, как они собираются вместе, чтобы сформировать мир, который мы наблюдаем и населяем, и как предсказать, какими будут результаты любого эксперимента, проведённого с этими квантами.
В совокупности Стандартная модель элементарных частиц и Стандартная модель космологии представляют собой кульминацию физики XX века. Но при этом эксперименты и наблюдения выявили ряд до сих пор нерешённых загадок, таких как тёмная материя, тёмная энергия, космическая инфляция, бариогенез, массивные нейтрино, проблема сильного CP и многие другие. И теоретики не смогли добиться значительного прогресса по всем этим вопросам за последние 25 с лишним лет. Неужели все они просто тратили своё время впустую?
Действительно, в XX веке случился целый ряд теоретических достижений, которые привели к значимым предсказаниям, и те впоследствии были проверены. Среди некоторых из них были предсказаны и открыты:
- позитроны: частицы антиматерии, аналоги электронов;
- нейтрино: субатомные частицы, переносящие энергию и импульс, участвующие в ядерных реакциях;
- кварки как составные части протона и нейтрона;
- дополнительные «поколения» кварков и лептонов;
- структура Стандартной модели с сильным ядерным взаимодействием, слабым ядерным взаимодействием и электромагнетизмом;
- электрослабое объединение и бозон Хиггса;
- Большой взрыв и реликтовое излучение;
- космическая инфляция и несовершенство реликтового излучения;
- холодная тёмная материя и её роль в формировании крупномасштабных структур во Вселенной.
С другой стороны, физика не закончилась с этими открытиями или с этой картиной, которая более-менее сложилась с начала 1980-х годов. Конечно, с тех пор были открыты детали, касающиеся космической инфляции, массивная природа нейтрино и существование тёмной энергии: триумфы, возможно, более скромного характера.
Но что дали нам последние работы в области теоретической физики сверх этой стандартной картины?
- Суперсимметрия частиц, которой, похоже, не существует.
- Теория наличия дополнительных измерений, предсказания которой не находят подтверждений в наших экспериментах и наблюдениях.
- Теория Великого объединения, существование которой не подтверждается никакими доказательствами.
- Теория струн, которая не дала нам ни одного проверяемого предсказания.
- Модификации гравитации, которые добавляют дополнительные параметры в уравнения, но не смогли создать последовательную картину, превосходящую общую теорию относительности.
- Модификации холодной, не испытывающей столкновений тёмной материи, которые, опять же, добавляют дополнительные параметры, которые совершенно не нужны и не смогли превзойти простейшие модели холодной тёмной материи.
- И модификации простейшей картины (постоянной) тёмной энергии, которые снова добавляют дополнительные параметры, но не могут предложить ничего сверх простейшей модели тёмной энергии.
Но на «провал» это совсем не похоже. Так выглядит теоретическая физика — и так всегда выглядела, по крайней мере, часть теоретической физики — когда у нас недостаточно данных, чтобы указать правильное направление, выводящее вас за пределы принятой в настоящее время картины реальности.
Легко вернуться в XX век, указать на успехи и сказать: «Посмотрите, как хорошо мы предсказывали, что будет дальше!». Конечно — но с таким же успехом можно вернуться в XX век и выбрать любую из гораздо более многочисленных гипотез, которые, как оказалось, совсем не описывают нашу реальность. У всех нас включается избирательная память, когда мы оглядываемся назад на наши триумфы; мы упускаем из виду все попытки, которые не увенчались успехом:
- Мы помним модель кварков, а не модель Сакаты.
- Мы помним общую теорию относительности, а не модификации Ньюкомба-Холла к законам Ньютона.
- Мы помним квантовую хромодинамику, а не подход «угадай S-матрицу».
- Мы помним нейтрон, а не идею о существовании протон-электронных связанных состояний в ядре.
- Мы помним модель Хиггса, а не техницветовые модели.
- Мы помним расширяющуюся Вселенную, а не теорию старения света.
- Мы помним Большой взрыв, а не модель стационарной Вселенной.
- Мы помним космическую инфляцию, а не переменную скорость света.
Вторая проблема заключается в следующем: теоретики не имеют возможности узнать, что будет дальше, когда экспериментальных и наблюдательных данных, которыми мы располагаем, недостаточно, чтобы осветить им путь. В течение XX века революционные данные поступали с пугающей скоростью, поскольку новые эксперименты по физике частиц проводились при всё более высоких энергиях, со всё лучшей статистикой и в новых условиях — например, за пределами атмосферы Земли. Аналогичным образом, в астрономии большие апертуры, прогресс в фотографии и спектроскопии, развитие многоволновой астрономии за пределами спектра видимого света и первые космические телескопы принесли новые данные, перевернувшие многие ранее существовавшие идеи.
- Более тяжёлый «кузен» электрона, мюон, был впервые обнаружен с помощью экспериментов на воздушных шарах, которые позволили нам обнаружить его присутствие среди космических лучей.
- Эксперименты по глубокому неупругому рассеянию — т. е. высокоэнергетические столкновения между частицами с точным измерением вылетающих осколков — показали, что протон и нейтрон являются составными частицами, а электрон — нет.
- В ядерных реакторах, где тяжёлые элементы превращаются в более лёгкие, выделяются антинейтрино, которые могут поглощаться атомными ядрами за пределами реактора, что и привело к их открытию.
Если вы не раздвигаете границы того, что вы ищете, не выходите на неизведанные территории – например, не получаете более качественные и чистые данные, большую статистику, более высокие энергии, большую точность, меньшие масштабы расстояний и т.
д. — вы не сможете найти ничего нового.
Иногда вы отправляетесь на неисследованную территорию и не находите ничего нового; это указывает на то, что преобладающие в настоящее время теории справедливы в большем диапазоне, чем вы предполагали ранее.
Иногда вы заходите на неисследованную территорию и действительно находите что-то новое: то, что вы предполагали, что там может быть. Одна новая идея (или набор идей) вдруг становится намного интереснее, чем раньше, поскольку теперь у них есть лучшая поддержка в виде экспериментальных данных и/или наблюдений.
Иногда вы вступаете на неисследованную территорию и не просто находите что-то новое — вы обнаруживаете такое, чего раньше не ожидали. Как говорят учёные, самая захватывающая фраза в науке — не «Эврика!», а скорее «Хм-м, а это забавно…».
А иногда вы хотите отправиться на неизведанную территорию, но недостаток финансирования, воображения, или и того, и другого, не позволяет вам сделать это.
Ограничения на солнечные аксионы, на магнитный момент нейтрино и на два различных варианта кандидатов в тёмную материю — все они ограничены последними результатами эксперимента XENONnT.
В отсутствие новых экспериментов или наблюдений, которыми мы могли бы руководствоваться, всё, что мы можем сделать — это реализовать собственные идеи, не противоречащие тем данным, которыми мы уже располагаем. Обычно это предполагает использование консервативного подхода: мы пытаемся добавить новый параметр, новую частицу, новое взаимодействие, заменить константу переменной, (немного) нарушить закон сохранения, (немного) нарушить симметрию и т. д. Изучение последствий выполнения любого из этих действий позволит вам понять, где находится теоретическая граница нашего пространства для манёвра: между тем, что остаётся возможным, и тем, что уже исключено.
Мы не можем слишком сильно изменить ситуацию, иначе новую идею уже на старте отметут старые данные. Мы также не можем просто вводить слишком много новых параметров без достаточной мотивации, иначе мы излишне усложним ситуацию, не получив никакого существенного представления о возможных ограничениях.
Вот несколько неудобных истин для теоретиков: как профессионалов, так и любителей:
- Большинство идей, которые у вас появятся, когда дело дойдёт до замены наших известных и принятых теорий – это не новые идеи, они уже существуют в литературе.
- Большинство новых идей, которые у вас появятся, при дальнейшем рассмотрении окажутся фатально ошибочными по любой из ряда причин – проще говоря, они окажутся плохими идеями.
- Окажется, что большинство новых, хороших идей, которые у вас есть, какими бы интересными они ни были, вообще не описывают нашу реальность, поскольку природа не обязана соответствовать даже лучшим из наших идей.
- И наконец, если вы не проделали тяжёлую работу по количественному описанию физических эффектов, которые возникнут в результате вашей новой идеи, то у вас вообще нет теории: у вас есть непроработанная догадка.
«Я часто говорю, что когда вы можете измерить то, о чём говорите, и выразить это в цифрах, то вы что-то об этом знаете. Но когда вы не можете выразить это в цифрах, ваши знания скудны и неудовлетворительны; это может быть началом знаний, но вы едва ли продвинулись в своих мыслях до стадии науки, о чём бы ни шла речь».
Это не значит, что теоретики обязательно и всегда делают что-то более серьёзное, чем просто продвигаются наощупь в темноте. У нас есть множество кусочков головоломки, не совсем подходящих друг к другу:
- В слабом взаимодействии в некоторых системах (но не во всех) мы видим распады, нарушающие CP-инвариантность, и мы не знаем, как предсказать величину этого нарушения.
- Мы не видим нарушающих CP-инвариантность распадов в сильных взаимодействиях, хотя Стандартная модель не запрещает их, и мы не понимаем, что подавляет или предотвращает их.
- Мы знаем, что поле Хиггса, соединяясь с массивными частицами, придаёт им массу покоя, но мы не знаем, как вычислить, какой должна быть эта масса.
- Из астрофизических наблюдений мы знаем, что существует некая невидимая форма энергии, которая ведёт себя так, будто имеет положительную массу покоя, но не имеет ничего общего со светом или обычной материей, и мы не знаем, какова её природа.
- Мы знаем, что существуют квантовые поля, пронизывающие пустое пространство, но мы не знаем, как вычислить энергию нулевой точки этих полей. Мы также знаем, с астрофизической точки зрения, что Вселенная расширяется, как будто существует положительная, ненулевая энергия, присущая самому пространству, но мы можем только измерить её.
- Мы знаем, что во Вселенной больше материи, чем антиматерии, но не знаем, как она образовалась.
- Мы знаем, что нейтрино имеют ненулевую массу покоя, но не знаем, что придаёт им эту массу.
Однако мы знаем, что вернее всего область теоретической физики сможет продвинуться вперёд, за пределы наших нынешних ограничений, не благодаря увеличению объёмов теоретической работы, а благодаря увеличению количества и усложнению экспериментов и наблюдений. Теория зашла настолько далеко, насколько это возможно без экспериментальных данных; если бы мы получили больше подсказок из самой Вселенной, мы бы повысили наши шансы сделать следующий критический прорыв, который выведет нас за рамки Стандартной модели физики частиц и за пределы инфляционной ΛCDM-модели нашего космоса. Это означает, что учёным нужны новые обсерватории, новые эксперименты и новые коллайдеры.
Если мы хотим двигаться вперёд, нам нужно больше информации лучшего качества, которая будет направлять нас.
Автор статьи: valisak.
Telegram-канал с розыгрышами призов, новостями IT и постами о ретроиграх 🕹️
Кафедра теоретической физики | Физико-технический институт
Основные направления научных исследований:
1. КВАНТОВАЯ ТЕОРИЯ МАГНЕТИЗМА
Казалось бы, что может быть проще, чем явление магнетизма? Все мы в детстве развлекались с постоянными магнитами, «исследуя» их свойства на различных материалах. Ну и что здесь сложного? Есть классическая электродинамика, в рамках которой эти красивые и наглядные эффекты удается довольно просто объяснить. Но такое мнение существовало где-то до конца 19-го века. Однако, с развитием техники эксперимента и вообще физики, оказывается, что такое простое описание сильного магнетизма (ферро- или антиферромагнетизма) в рамках классической электродинамики вступает в противоречие с наблюдаемыми эффектами.
Но наука, к счастью не стоит на месте, и к середине 30-х годов прошлого века уже были сформированы основные принципы квантовой теории. На основе этой теории было показано, что сильный магнетизм (ферро-, ферри- и антиферромагнетизм) является эффектом исключительно квантовым, и обусловлен взаимодействием внутренних электронных оболочек ближайших атомов, обладающих собственным (спиновым) магнитным моментом.
С тех давних пор прошло почти 100 лет, а вопрос о сильном магнетизме остается актуальным. Этот интерес имеет двоякую природу: конечно же это чисто академический («хочется допросить природу с пристрастием»), но и чисто прикладной. Если вы посмотрите на окружающие приборы и устройства, но сразу же скажете, что без использования магнитных свойств различных материалов невозможна работа электродвигателей, компьютеров, телефонов, средств связи, хранения и обработки информации.
Однако, современная теория магнетизма не стоит на месте. Сейчас уже понятно, что элементная база современного приборостроения, основой которого является микроэлектроника, достигла своего физического предела.
Что это значит? А очень просто: дальнейшее увеличение объема памяти или быстродействия прибора на основе переноса электрического заряда становится экономически и энергетически не выгодным. Современное приборостроение переходит на новый уровень, когда переносчиком «тока» становится спин (локальный магнитный момент) магнитоактивного атома. Это направление в теории магнетизма получило название спинтроники, по аналогии с микроэлектроникой. На этой основе разрабатываются спиновые транзисторы и спиновые диоды, спиновые вентили, и даже квантовые кубиты (основа памяти квантовых компьютеров).
Вот такими вопросами занимаются на кафедре теоретической физики ФТИ. Хотя наши исследования не реализуются в «железе», но они позволяют экспериментаторам и инженерам понять какие материалы и в каких диапазонах магнитных полей и температур можно использовать для создания спинтронных устройств. Результаты наших исследований опубликованы в ведущих российских и зарубежных специализированных журналах, поддержаны грантами Российского Фонда Фундаментальных Исследований, и ряда других научных организаций.
Ю.А. Фридман
2. СИНГУЛЯРНАЯ ОПТИКА
Направление Сингулярная оптика начало развиваться на кафедре с 1997 г, сначала в рамках филиала аналогичного направления кафедры общей физики. К настоящему времени по этому направлению выпускниками кафедры защищено 4 кандидатских и 2 докторские диссертации, имеется аспирантура. Непосредственно на кафедре оно представлено профессором Алексеевым К.Н. и доцентом Яворским М.А. (оба – доктора наук), которые проводят активные научные исследования в этой области со своими учениками, сотрудниками ФТИ доцентами Лапиным Б.П. и Баршак Е.В., а также – в рамках грантов РНФ и РФФИ – с сотрудниками других кафедр физтеха. Результаты научной деятельности группы ежегодно публикуются в 5-10 научных статьях в высокорейтинговых специализированных журналах из баз данных SCOPUS и WoS, таких как Optica, Optics Letters, Physical Review А и других.
Сингулярная оптика – сравнительно молодое направление современной оптики, исследующее закономерности распространения световых полей с сингулярностями волнового фронта. Под последними понимают точки, в которых фаза волны не определена. Отличительной особенностью таких точек является строгое (не интерференционное) обращение интенсивности поля в ноль. Также обход фазы поля вокруг точки сингулярности приводит к ее приращению на целое кратное 2pi. Подобный набег фазы определяет топологический заряд точки сингулярности.
Эти достаточно абстрактные свойства оптических сингулярностей приводят к выраженным физическим эффектам, связанным с наличием таких точек в оптическом поле. Ярчайшим из них является наличие циркуляции потока электромагнитной энергии вокруг таких точек. Благодаря такому эффекту вихревого движения световой энергии в окрестности фазовой сингулярности подобные оптические поля получили второе название – оптические вихри или закрученный свет (twisted light).
Оказывается, световое поле оптического вихря обладает собственным (т. е. не устранимым никаким преобразованием системы координат) угловым моментом и может переносить его на расстояния. Такое свойство оптических вихрей обуславливает их применение для захвата и манипулирования микрочастицами. Принципы и идеи сингулярной оптики также находят приложение в астрофизике и микроскопии. В последнее время состояния с собственным орбитальным угловым моментом начали использовать для передачи кодированной на них информации. Их взаимная ортогональность (даже не спрашивайте, что это такое) позволяет теоретически увеличивать до бесконечности пропускную способность информационных каналов.
В настоящее время в рамках гранта РНФ на кафедре активно исследуются процессы управления характеристиками оптических вихрей в оптоволоконных микрорезонаторах и волоконных акустооптических системах.
К.
Н. Алексеев
3. КОСМОЛОГИЯ И ТЕОРИЯ КОСМИЧЕСКИХ СТРУН
Трудно не согласиться с тем, что окружающая Нас Вселенная является самым крупным и самым таинственным объектом, который когда-либо будет доступен человечеству для исследования. Существующая цивилизация, шаг за шагом проходя циклы своего развития, и как следствие, получая в своё распоряжение всё более точные инструменты наблюдения, имеет возможность формулировать всё более точные представления о физике процессов в наблюдаемой Вселенной. По-видимому, самой яркой иллюстрацией востребованности таких исследований является количество нобелевских премий по физике, присуждённых за открытия в этой области. А именно, за последние 10 лет (с 2011 по 2021) таких премий было шесть.
Космология как наука исследует вопросы, связанные с происхождением и эволюцией Вселенной. В свою очередь, теория космических струн, как теория, которая потенциально способна объединить два столпа современной физики: квантовую механику и общую теорию относительности, является частью космологии, поскольку способна предложить множество вариантов влияния как на начальном (сингулярном) этапе эволюции Вселенной, так и на последующих.
Область возможных применений космических струн в космологии чрезвычайно широка: начиная от механизмов генерации первичных флуктуаций плотности вещества в ранней Вселенной, до источников ускоренного расширения (инфляции), тёмной энергии и тёмной материи, проявление которых наблюдаются в современной Вселенной.
Основателями данного направления исследования на кафедре теоретической физики являются доцент Рощупкин Сергей Николаевич и профессор Арифов Ленур Ягъя. Основные направление исследования – гравитационное поле отдельной нуль-струны, а также особенности гравитационного взаимодействие в газе нуль-струн и его возможные космологические следствия. Нуль-струна является протяжённым (одномерным) аналогом точечной безмассовой частицы (масса покоя равна нулю), т.е., нуль-струны движутся со скоростью света (не существует систем отсчёта в которых нуль-струна покоится). Исследования, проведённые доцентом Леляковым А.П., в том числе и совместно с учениками Бабаджан Р.-Д.А., Карпенко А.
С., Ханейчук О.В., показали ряд интересных результатов. Например, возможность образования в газе нуль-струн первичных частиц с ненулевой массой покоя. Структурно такие частицы состоят из двух гравитационно-взаимодействующих нуль-струн. Время жизни таких частиц в зависимости от окружения в газе может быть, как чрезвычайно коротким, так и длительным. Возможное космологическое приложение таких частиц – один из вкладов в тёмную материю Вселенной.
А.П. Леляков
Состав:
Леляков Александр Петрович
Заведующий кафедрой теоретической физики, к.ф.-м.н., доцент.
E-mail:
Фридман Юрий Анатольевич
Профессор кафедры теоретической физики, д.ф.-м.н., профессор
E-mail:
Алексеев Константин Николаевич
Профессор кафедры теоретической физики, д.
ф.-м.н., профессор
E-mail:
Космачёв Олег Александрович
Доцент кафедры теоретической физики, д.ф.-м.н., доцент
E-mail:
Яворский Максим Александрович
зам. директора по научной работе
E-mail:
Ахрамович Леонид Николаевич
Доцент кафедры теоретической физики, к.ф.-м.н., доцент
E-mail:
Бутрим Виктор Иванович
Доцент кафедры теоретической физики, к.ф.-м.н., доцент
E-mail:
Космачёва Ольга Владимировна
Специалист по учебно-методической работе
E-mail:
ИСТОРИЯ:
По меткому определению выдающегося советского физика-теоретика Мигдала, работа теоретика состоит в том, чтобы, попробовав свиную отбивную, определить, как хрюкает свинья. Непреодолимая харизма этой профессии делает весьма условной всякую агитацию за нее: по выражению основателя кафедры Анатолия Вадимовича Свидзинского, существует определенное количество людей, генетически предрасположенных к занятию теоретической физикой.
Кафедра теоретической физики основана в 1975 году на базе кафедры математической физики Симферопольского государственного университета имени М.В. Фрунзе. Как уже было написано, основателем и первым ее заведующим стал профессор Свидзинский, ученик и продолжатель традиций известной научной школы академика Н.Н. Боголюбова. В первые десятилетия сферу научных интересов кафедры определяли ее ведущие сотрудники: профессор Свидзинский возглавлял направление теории сверхпроводимости; доцент (в последствие – профессор) Юрий Николаевич Мицай развивал направление квантовой теории магнетизма. Усилиями профессоров Свидзинского и Мицая на кафедре было сформировано одни из основных ее научных направлений – физика конденсированного состояния и физика магнитных явлений.
Профессор Свидзинский заведовал кафедрой теоретической физики в течение первых 17 лет. В первые годы работы на кафедре Свидзинским А.В. был разработан целый ряд учебных курсов специализации по теоретической физике, ставших на долгие годы основным ядром подготовки специалистов на кафедре.
В это время активно работали студенческий и научный семинары кафедры. В 1985 году Свидзинский А.В. создал и возглавил межкафедральный естественнонаучный семинар, на заседаниях которого обсуждались общенаучные вопросы философии, физики, астрономии, математики, психологии, биологии, педагогики и др.
Под руководством профессора Свидзинского выпускниками кафедры защищено четыре кандидатские диссертации. В настоящее время на кафедре работают его ученики: Ахрамович Л.Н. и Алексеев К.Н. В этот же период времени активно занимался научной работой на кафедре Мицай Ю.Н., под руководством которого выпускниками кафедры защищено четыре кандидатских диссертации. В настоящее время на кафедре работают его ученики профессор Фридман Ю.А. и доцент Бутрим В.И.
С приходом в 1992 году профессора Арифова Ленура Ягъя на кафедре получило развитие новое направление – теория гравитации. Профессор Арифов возглавлял кафедру в период с 1994 по 2005 год. При его участии на кафедре были внедрены новые курсы специализации по теории гравитации и теории космических струн.
Профессором Арифовым было сформировано новое для кафедры направление научных исследований общая теория относительности и космология.
В этот период времени доцентом кафедры Фридманом Ю.А. проводились активные научные исследования в области квантовой теории магнетизма. В 2004 году Фридман Ю.А. защитил докторскую диссертацию по проблемам квантовой теории магнетизма. Юрий Анатольевич Фридман возглавлял кафедру с 2005 по 2021 год. Под его руководством был защищен целый ряд кандидатских и докторских диссертаций в области теории магнетизма и физики твердого тела. В настоящее время на кафедре работают его выпускники профессора Ф.Н. Клевец и О.А. Космачев. Профессор Фридман возглавляет одну из трех официально зарегистрированных научных школ ФТИ.
В последние десятилетия область научных интересов кафедры расширилась в связи с активной научной работой профессора Алексеева К.Н. в области сингулярной оптики. По новому сформированному направлению сингулярная оптика с 2002 года выпускниками кафедры также был защищен ряд кандидатских и докторских диссертации.
В настоящее время кафедру возглавляет ученик Сергея Николаевича Рощупкина, специалист в области теории гравитации и струнной космологии, доцент А.П. Леляков. Важно отметить, что в настоящее время все сотрудники кафедры – это ее выпускники разных лет, что с одной стороны является прекрасным примером успешного импортозамещения, а с другой, не очень хорошим примером инбридинга в высшем образовании. Кафедра проводит активную научную работу по перечисленным выше направлениям, в том числе и со студентами и аспирантами. Результаты этой работы выливаются в научные гранты, публикации в ведущих мировых научных журналах, защиты докторских диссертаций. Так, на кафедре защищено 5 докторских и более 20 кандидатских диссертаций. Сотрудниками кафедры опубликовано более 400 статей, причем большая часть – в рейтинговых международных журналах с высоким импакт-фактором.
Кроме большой научной деятельности кафедра проводит и огромную преподавательскую работу. Она является одной из выпускающей кафедр ФТИ.
Преподаватели кафедры ведут общие курсы (теоретическая механика, электродинамика, квантовая механика, термодинамика и статистическая физика и др.), а также большое число специальных курсов, позволяющих посвятившим себя теоретической физике студентам почувствовать всю красоту этой науки и стать в ней настоящими профессионалами.
Что такое теоретическая основа?
Опубликован в 14 октября 2022 г. к Сара Винц. Отредактировано 29 ноября 2022 г. к Теган Джордж.
Теоретическая основа — это фундаментальный обзор существующих теорий, который служит дорожной картой для разработки аргументов, которые вы будете использовать в своей работе.
Теории разрабатываются исследователями для объяснения явлений, установления связей и предсказаний.
В теоретической основе вы объясняете существующие теории, поддерживающие ваше исследование, показывая, что тема вашей статьи или диссертации актуальна и основана на устоявшихся идеях.
Другими словами, ваша теоретическая основа обосновывает и контекстуализирует ваши последующие исследования, и это важный первый шаг для вашей исследовательской работы, диссертации или диссертации. Хорошо продуманная теоретическая основа настроит вас на успех в дальнейшем в процессе исследований и написания.
Содержание
- Зачем нужна теоретическая база?
- Как написать теоретическую основу
- Структурирование теоретической основы
- Пример теоретической основы
- Часто задаваемые вопросы о теоретической основе
Зачем нужна теоретическая база?
Прежде чем начать собственное исследование, очень важно ознакомиться с теориями и моделями, уже разработанными другими исследователями.
Ваша теоретическая основа — это ваша возможность представить и объяснить то, что вы узнали, в рамках темы вашего будущего исследования.
Есть большая вероятность, что уже существует множество различных теорий по вашей теме, особенно если тема широкая. В своей теоретической структуре вы оцените, сравните и выберете наиболее подходящие.
«Оформляя» свое исследование в рамках четко определенной области, вы сообщаете читателю о предположениях, лежащих в основе вашего подхода, показывая обоснование вашего выбора для последующих разделов, таких как методология и обсуждение. Эта часть вашей диссертации закладывает основу, которая будет поддерживать ваш анализ, помогая вам интерпретировать ваши результаты и делать более широкие обобщения.
Примеры: Теоретические основы исследования К одной и той же теме исследования можно подойти совершенно по-разному в зависимости от того, какой теоретический подход вы выберете, даже в рамках одной и той же области. Например:- В литературе ученый, использующий постмодернистскую литературную теорию, проанализирует Великий Гэтсби иначе, чем ученый, использующий марксистскую литературную теорию.
- В психологии бихевиористский подход к депрессии будет включать иные методы исследования и предположения, чем психоаналитический подход.
- В экономике неравенство в богатстве будет объясняться и интерпретироваться по-разному на основе подхода классической экономики, чем на основе подхода кейнсианской экономики.
В каждом из этих случаев вы должны объяснить теорию, которую вы используете, чтобы поддержать ваши интерпретации и объяснения собранных вами данных.
Как написать теоретическую основу
Чтобы создать собственную теоретическую основу, выполните следующие три шага:
- Определение ключевых понятий
- Оценка и объяснение соответствующих теорий
- Демонстрация того, как ваше исследование вписывается в существующие исследования
1. Определите ключевые понятия
Первый шаг — выбрать ключевые термины из формулировки проблемы и вопросов исследования.
Понятия часто имеют несколько определений, поэтому ваша теоретическая основа также должна четко определять, что вы подразумеваете под каждым термином.
Чтобы исследовать эту проблему, вы определили и планируете сосредоточиться на следующей постановке проблемы, цели и вопросах исследования:
Проблема : Многие онлайн-клиенты не возвращаются, чтобы совершить последующие покупки.
Цель : Увеличить количество постоянных клиентов.
Исследовательский вопрос : Как можно повысить удовлетворенность онлайн-клиентов компании X, чтобы увеличить количество постоянных клиентов?
Понятия «лояльность клиентов» и «удовлетворенность клиентов» явно занимают центральное место в этом исследовании, наряду с их связью с вероятностью того, что клиент вернется. Ваша теоретическая основа должна определять эти концепции и обсуждать теории о взаимосвязи между этими переменными.
2. Оценить и объяснить соответствующие теории
Проведя тщательный обзор литературы, вы сможете определить, как другие исследователи определили эти ключевые понятия и установили связи между ними. Когда вы пишете свою теоретическую основу, ваша цель состоит в том, чтобы сравнить и критически оценить подходы, которые использовали разные авторы.
После обсуждения различных моделей и теорий вы можете установить определения, которые лучше всего подходят для вашего исследования, и обосновать, почему. Вы даже можете комбинировать теории из разных областей, чтобы создать свою собственную уникальную структуру, если это лучше подходит для вашей темы.
Не забудьте хотя бы кратко упомянуть каждую из наиболее важных теорий, связанных с вашими ключевыми концепциями. Если есть хорошо зарекомендовавшая себя теория, которую вы не хотите применять в собственных исследованиях, объясните, почему она не подходит для ваших целей.
3. Покажите, как ваше исследование вписывается в существующие исследования
Помимо обобщения и обсуждения существующих теорий, ваша теоретическая основа должна показывать, как ваш проект будет использовать эти идеи и продвигать их дальше.
Вы можете попытаться выполнить одно или несколько из следующих действий:
- Проверить, верна ли теория в конкретном, ранее не изученном контексте
- Использовать существующую теорию в качестве основы для интерпретации ваших результатов
- Критика или оспаривание теории
- Комбинируйте разные теории новым или уникальным способом
Структурирование вашей теоретической базы
Теоретическая основа иногда может быть включена в главу обзора литературы, но также может быть включена в качестве отдельной главы или раздела в вашу диссертацию. Как правило, если ваше исследование связано с множеством сложных теорий, рекомендуется включить в него отдельную главу с теоретической основой.
Не существует фиксированных правил для структурирования вашей теоретической основы, но лучше еще раз уточнить в вашем отделе или учреждении, чтобы убедиться, что у них нет каких-либо правил форматирования. Самое главное – создать четкую, логичную структуру. Есть несколько способов сделать это:
- Используйте вопросы вашего исследования, структурируя каждый раздел вокруг вопроса или ключевой концепции
- Организация по теоретическому кластеру
- Упорядочить по дате
Важно, чтобы информация в вашей теоретической базе была понятна для вашего читателя. Обязательно попросите друга прочитать этот раздел для вас или воспользуйтесь услугами профессиональных корректоров.
Как и во всех других частях вашей исследовательской работы, дипломной работы или диссертации, убедитесь, что вы правильно указали свои источники, чтобы избежать плагиата.
Пример теоретической основы
Чтобы получить представление о том, как может выглядеть эта часть вашего тезиса или диссертации, взгляните на наш полный пример.
Часто задаваемые вопросы о теоретических основах
- Является ли теоретическая основа частью обзора литературы?
Теоретическая основа иногда может быть интегрирована в главу обзора литературы, но она также может быть включена в качестве отдельной главы или раздела в вашу диссертацию. Как правило, если ваше исследование связано с множеством сложных теорий, рекомендуется включить в него отдельную главу с теоретической основой.
Процитировать эту статью Scribbr
Если вы хотите процитировать этот источник, вы можете скопировать и вставить цитату или нажать кнопку «Цитировать эту статью Scribbr», чтобы автоматически добавить цитату в наш бесплатный генератор цитирования.
Винц, С. (2022, 29 ноября). Что такое теоретическая основа? | Руководство по организации. Скриббр. Проверено 15 июля 2023 г., с https://www.scribbr.com/dissertation/theoretical-framework/
Процитировать эту статью
Полезна ли эта статья?
Вы уже проголосовали. Спасибо 🙂 Ваш голос сохранен 🙂 Обработка вашего голоса… Академическое образование Сары включает степень магистра английского языка, степень магистра международных отношений и степень бакалавра политических наук.
Ей нравится находить идеальную формулировку или формулировку, и она получает большое удовольствие, помогая студентам поднять уровень академического письма на ступеньку выше.
Введение. Теории и концепции
Теоретические и концептуальные основы
Термины теоретическая основа и концептуальная основа часто используются взаимозаменяемо для обозначения одного и того же. Хотя они оба используются для понимания исследовательской проблемы и руководства разработкой, сбором и анализом исследований, важно понимать разницу между ними. При работе над курсовой работой или исследованием диссертации обязательно уточните, о чем вас спрашивают, и о любых конкретных требованиях к курсу или программе.
Теоретическая основа
Теоретическая основа – это единая формальная теория. Когда исследование построено на теоретической основе, теория является основным средством, с помощью которого исследовательская проблема понимается и исследуется.
Хотя теоретические основы, как правило, используются в количественных исследованиях, вы также встретите этот подход в качественных исследованиях.
Концептуальная основа
Концептуальная основа включает одну или несколько формальных теорий (частично или полностью), а также другие концепции и эмпирические данные из литературы. Он используется, чтобы показать взаимосвязь между этими идеями и то, как они связаны с исследованием. Концептуальные рамки обычно используются в качественных исследованиях в социальных науках и науках о поведении, например, потому что часто одна теория не может полностью охватить изучаемые явления.
Исследовать теорию
Выявление и изучение теорий требует иной стратегии поиска, чем другие типы исследований. Несмотря на то, что шаги отличаются, вы все равно будете использовать многие из тех же навыков и инструментов, которые вы использовали для других библиотечных исследований.
- Думайте широко и учитывайте теории из разных областей:
- психология: развитие человека, познание, личность, мотивация
- социология: социальные изменения, раса, класс, пол
- бизнес: лидерство, управление
- здоровье: уход за больными, благополучие, окружающая среда
- Мыслите масштабно и сохраните сложные теоретические работы для дальнейшего изучения.
