Человечество в своей деятельности (научной, образовательной, технологической, художественной) постоянно создает и использует модели окружающего мира. Строгие правила построения моделей сформулировать невозможно, однако человечество накопило богатый опыт моделирования различных объектов и процессов.
Модели позволяют представить в наглядной форме объекты и процессы, недоступные для непосредственного восприятия (очень большие или очень маленькие объекты, очень быстрые или очень медленные процессы и др.). Наглядные модели часто используются в процессе обучения. Например, в курсе географии первые представления о нашей планете Земля мы получаем, изучая ее модель – глобус, в курсе физики изучаем работу двигателя внутреннего сгорания по его модели, в химии при изучении строения вещества используем модели молекул и кристаллических решеток, в биологии изучаем строение человека по анатомическим муляжам и др.
Первоначально моделью называли некое вспомогательное средство, объект, который в определенной ситуации заменял другой объект[14]. При этом далеко не сразу была понята универсальность законов природы, всеобщность моделирования, т.е. не просто возможность, но и необходимость представлять любые наши знания в виде моделей. Например, древние философы считали невозможным моделирование естественных процессов и явлений, так как, по их представлениям, природные и искусственные процессы подчинялись различным закономерностям. В результате очень долго понятие «модель» относилось только к материальным объектам специального типа, например манекен (модель человеческой фигуры), модели судов, чучела (модели животных) и т.п.
Развитие понятия модели происходило поэтапно. Осмысливание основных особенностей таких моделей привело к разработке многочисленных определений, типичным примером которых служит следующее: моделью называется некий объект–заместитель, который в определенных условиях может заменять объект–оригинал, воспроизводя интересующие нас свойства и характеристики оригинала, причем имеет существенные преимущества удобства (наглядность, обозримость, доступность испытаний, легкость оперирования с ним и пр.). Затем были осознаны модельные свойства чертежей, рисунков, карт – реальных объектов искусственного происхождения, воплощающих абстракцию довольно высокого уровня. Следующий шаг заключался в признании того, что моделями могут служить не только реальные объекты, но и абстрактные, идеальные построения. Например, математические модели. В результате деятельности математиков, логиков и философов, занимавшихся исследованием оснований математики, была создана теория моделей. В ней модель определяется как результат отображения одной абстрактной математической структуры на другую, тоже абстрактную, либо как результат интерпретации структуры в терминах и образах второй.
Со временем понятие модели становится все более общим, охватывающим и реальные, и идеальные модели. При этом понятие абстрактной модели вышло за пределы математических моделей, стало относиться к любым знаниям и представлениям о мире.
Не означает ли такое широкое толкование модели, что это понятие становится применимым ко всему и, следовательно, логически пустым? Во–первых, модели могут быть качественно различными и образовывать иерархию, в которой модель более высокого уровня содержит модели низших уровней, как своих элементов, поэтому применительно к разным объектам понятие модели может иметь разное содержание. Во–вторых, тот факт, что любой объект может быть использован как модель, вовсе не означает, что он не может быть ничем иным. Например, одежда также может являться моделью своего владельца (по состоянию одежды можно судить о некоторых особенностях сложения и даже чертах характера ее хозяина). В–третьих, самые общие понятия совсем не являются логически пустыми: материя, движение, энергия, организация, система,..., модель.
Цель как модель
Всякий процесс труда есть деятельность, направленная на достижение определенной цели. Например, рабочий обтачивает заготовку, которая должна превратиться в деталь. Скульптор обтесывает мраморную глыбу, оставляя в –ней то, что станет скульптурой. Студент учится, чтобы иметь профессию.
Целевой характер имеет не только трудовая деятельность. Отдых, развлечения, прогулки, игры, физзарядка, чтение, коллекционирование и т.п. обычно не рассматриваются как труд, но их целевой характер очевиден. Поэтому следует говорить о различных видах целесообразной деятельности человека.
Важнейшим, организующим элементом такой деятельности является цель – образ желаемого будущего, т.е. модель состояния, на реализацию которого и направлена деятельность. Однако роль моделирования этим не ограничивается. Системность деятельности проявляется в том, что она осуществляется по определенному плану, или, по определенному алгоритму. Следовательно, алгоритм – образ будущей деятельности, ее модель.
Как правило, деятельность редко осуществляется по жесткой программе, т.е. без учета того, что происходит на промежуточных этапах. Чаще приходится оценивать текущий результат предыдущих действий и выбирать следующий шаг из числа возможных. Это означает, что необходимо сравнивать последствия всех возможных шагов, не выполняя их реально, т.е. «проиграть» их на модели.
Таким образом, моделирование является обязательным, неизбежным действием во всякой целесообразной деятельности, пронизывает и организует ее, представляет собой не часть, а аспект этой деятельности.
Модель является не просто образом – заменителем оригинала, не вообще каким–то отображением, а отображением целевым.
Например, при устройстве человека на работу учитывают только те его качества, которые необходимы для выполнения должностных обязанностей. Модель отображает не сам по себе объект–оригинал, а то, что в нем нас интересует, т.е. то, что соответствует поставленной цели. Из этого следует, что модель это подобие объекта, отображающее те его свойства, которые необходимы для достижения цели моделирования.
Из того, что модель является целевым отображением, с очевидностью следует множественность моделей одного и того же объекта: для разных целей обычно требуются разные модели. Сама целевая предназначенность моделей позволяет все разнообразное множество моделей разделить на основные типы – по типам целей [14].