Историки науки считают, что Галилей заложил основы методологии теоретического уровня физического познания. В отличие от Бэкона и Декарта, Галилей не оставил систематического изложения своих представлений о метод научного познания . Многочисленные исследования философов, методологов и историков науки, осуществление на основе одностороннего выделения определенных черт. сторон метода Галилея не позволили в полном объеме раскрыть содержание этого метода. Удачную попытку реконструировать главные черты метода Галилея сделал Б. Я Пахомов.
Линейный характер методологии Галилея вошел в физике Нового времени "одетым" в идею, что общий принцип построения целостной картины мира, объясняя все явления научной теории должен исходить из общей физической картины мира . Введя в процесс познания теоретико-математические образы объектов, состоящих из частей с определенными свойствами, он проводит с ними мышлении эксперименты, анализ которых позволяет выводить логические следствия принципиального значения. В частности, он теоретически предсказал фундаментальный принцип (закон) о тождество инертной и гравитационной массы. Несмотря на то, что фундаментальную теорию движения Галилею построить не удалось, он максимально приблизился к введению целого ряда основополагающих теоретических идеализаций, которые позволили в дальнейшем открыть фундаментальные законы механического движения, опираясь на тождество образа Вселенной-машины с методом теоретического моделирования природных явлений и процессов.
Галилей максимально приблизился к идеализации основного элементарного процесса - формы движения. Декарт дополняет его сформулировав два выходных законы движения. Ньютон формулирует исходные положения относительно свойств пространства и времени, вводит представление об абсолютном пространстве и абсолютном времени на "стыке" физики, математики, философии. теологии. Введение системы координат и разработка математики переменных величин дали исследователям универсальное средство теоретического изображения механического движения, сочетающий в себе высокую степень абстрактности и чувственно доступной наглядности.
Развитое теоретическое знание в той или иной области физики - это многоуровневое системное образование, строится с помощью специфической логики конструктивного моделирования. Общий многофакторный образ физического мира разных опирается на определенную конкретизацию фундаментальных мировоззренческих, философских категориальных систем и принципов. Так, образ материальной точки, перемещается в пространстве с течением времени, был конкретизацией общих мировоззренческих представлений о материи, движение, пространство и время. Законы механики конкретизировали философские представления о причинности и закономерности. Поэтому для естествоиспытателей и философов в условиях XVII-XVIII века нормой научности выступает тождество, совпадение представлений механической картины мира с философскими категориальными системами. Изменение физических картин мира ведет к созданию иллюзий типа "исчезновения" материи, причинности и т.д.. Дело в том, что идеализированный образ картины мира не столько обеспечивает наглядность теоретических абстракций, сколько сущность наблюдаемых явлений и процессов. Скажем, идеализация материальной точки позволяла наглядно представить образ материального тела как системы точек, а ее траекторию в трехмерной системе координат - наглядным изображением реальной траектории тела. Но это уже наглядность нового уровня, которая не тождественна наглядности обыденного опыта Примером этого является теоретический образ прямолинейного равномерного движения без воздействия внешних сил.