Традиционно считалось, что нет ничего более практичного, чем хорошая теория. Практика теоретизирования родилась в античной Греции. Мыслители той эпохи были едины в том, что ключом к познанию реальности является теоретическая мысль (эпистема) в противоположность мнению (докса). Исходной философской предпосылкой всех дальнейших естественно-научных теорий является учение о космической гармонии. Идеи Аристотеля о самоценности теоретических наук перерастают в этические предписания, в идеал. Позже механика Галилея – Ньютона становится образцом (парадигмой) для экспериментально-математического естествознания ХVIII–ХIХ вв.

Теоретик не может обращаться к природе напрямую. Он создает свой внутренний образ мира из впечатлений, деталей чужого эксперимента, записывает их на язык логики и математики. Это и есть мысленное экспериментирование. Его продуктом является идеальная модель, фрагмент реальности.

Теория подвержена исторической динамике. Например, в математических исследованиях вплоть до ХХ в. преобладал так называемый «стандартный» подход, согласно которому в качестве исходной единицы анализа (клетки) выбирались теория и ее взаимоотношения с опытом. Позднее выяснилось, что эмпирическое исследование сложным образом переплетено с развитием теории и невозможно представить проверку теории фактами, не учитывая предшествующего влияния теории на формирование фактов науки. Иначе говоря, эмпирический и теоретический уровень познания отличаются по предметам, средствам и методам исследования. В реальном исследовании эти два уровня всегда взаимодействуют.

Мысленный эксперимент как метод теоретического познания связан с развитием логической техники (символика и техника записи выкладок). Знаки и символы – это существенная часть методов постижения реальности (физической, химической и др.). Главная функция знаков состоит в том, что они выстроены: сложенные из них знаковые модели на определенном этапе развития становятся самостоятельными и независимыми от слова и выступают как форма рождения и существования мысли, как средство ее протекания, средство мысленного эксперимента. Таким образом, мысленный эксперимент интегрирует два уровня отражения реальности: чувственно-предметный и понятийно-знаковый.

Системный (структурно-функциональный) метод – еще один метод теоретического познания. Система – это целостный объект, состоящий из элементов, находящихся во взаимных отношениях. Отношения между элементами системы формируют ее структуру, поэтому иногда в литературе понятие системы приравнивается к понятию структуры. Традиции системных исследований сложились во второй половине ХХ в. Этиологически понятие системы означает составное целое, ассамблею. Понятие системы, предполагающее рассмотрение объекта с точки зрения целого, включает в себе представление о некотором объединении каких-либо элементов и об отношениях между этими элементами. Теория системы раскрывается через понятия «целостность», «элемент», «структура», «связи» и т.д. Концепция системных исследований использовалась в трудах Г. Спенсера (1820–1903), Э. Дюркгейма (1858–1917), К. Леви-Стросса (1908–2000), М. Фуко (1926–1984), Ж. Лакана (1901–1981), Р. К. Мертона (1910–2001), Т. Парсонса (1902–1979) и др.