Определение модели и моделирования




Математическое моделирование систем и процессов.

Лекция 1. Общие вопросы моделирования

 

Определение модели и моделирования

 

Одно из основных назначений моделей – изучение физических процессов и технических систем путем моделирования.

Моделирование как способ познания окружающего мира ухо­дит своими корнями в глубокое прошлое. Вся история развития естественных наук – это история создания и совершенствования тех или иных моделей. Здесь можно назвать геоцентрическую и гелиоцентрическую модели Солнечной системы, предложенные Птолемеем и Коперником; модели строения вещества, после­довательно сменявшие друг друга в химии; различные модели атомного ядра (капельная, планетарная, квантовая); математи­ческие модели, описывающие взаимодействия тел (Ньютон, Эйн­штейн) и многие другие. Вопросы определения понятий модели и моделирования относятся к сфере философии. Коротко их мож­но сформулировать следующим образом.

Модель – это естественный или искусственный объект, на­ходящийся в соответствии с изучаемым явлением или какой-либо его стороной.

Другими словами, модель (от лат. modulus – мера) – это объ­ект, замещающий оригинал и обеспечивающий воспроизведе­ние некоторых его свойств. Замещение одного объекта другим с целью получения информации о требуемых свойствах объекта-оригинала с помощью объекта-модели называется моделирова­нием.

Моделирование – метод опосредованного познания, при кото­ром изучаемый объект находится в соответствии с другим объ­ектом (моделью), способным в том или ином смысле замещать изучаемый объект на некоторых стадиях познавательного про­цесса.

Таким образом, моделирование может быть определено как представление объекта моделью для получения информации об этом объекте путем проведения экспериментов с его моделью. Теория замещения одних объектов (оригиналов) другими объек­тами (моделями) и исследования свойств объектов на их моделях называется теорией моделирования.

Определенный недостаток приведенных формулировок в том, что они ориентированы, в основном, на гносеологическую и ис­следовательскую функцию моделей, недостаточно охватывая другие возможные функции (игровую, гедонистическую и т. п.).

Более полное определение модели звучит следующим обра­зом:

Модель есть специфический информационный объект (в фор­ме мысленного образа, описания его на некотором языке или воспроизводящей его системы), который отражает свойства и характеристики объекта-оригинала произвольной природы, су­щественные для задачи, решаемой субъектом.

Таким образом, модель определяется совместным заданием объекта и решаемой субъектом задачи, которая служит инфор­мационным фильтром для отбора существенных свойств и ха­рактеристик объекта.

Приведенные определения являются весьма широкими и в то же время отражают главные черты понятий «модель» и «моде­лирование».

Укажем на два возможных заблуждения, которые могут иметь место при толковании понятия модели. Первое из них связано с требованием наглядности модели. Такое требование господство­вало в физике XIX века, когда, по причине «ненаглядности», «непредставимости» отвергались молекулярно-кинетическая теория Больцмана и квантовая физика. В определении модели, приведенном выше, ничего не говорится о наглядности, и это со­вершенно правильно. При компьютерном моделировании обыч­но используют так называемые математические модели (уравне­ния, описывающие объект), и о наглядности, как правило, гово­рить не приходится.

Второе возможное заблуждение известно как «фетишизация моделей». Оно связано с чрезмерным доверием к результатам моделирования и перенесению их на слишком широкий круг объектов или явлений и в своем крайнем выражении сводится к утверждению о возможности познания мира аналитически, не прибегая к опытам. Например, во время расцвета Ньютоновой механики, с помощью которой удалось очень полно описать дви­жение механических систем, появилась теория «механистиче­ского материализма». К числу ее основателей относился Лаплас, который утверждал, что если бы в некоторый момент времени удалось измерить положения и скорости всех материальных тел, то все будущее Вселенной, равно как и ее прошлое, можно было бы вычислить аналитически с помощью законов механики.

Фактически же никакая модель не может полностью соответ­ствовать оригиналу, и всегда отражает только отдельные его сто­роны, свойства. Так и упомянутая «механическая модель» мира не отражает многих аспектов и взаимодействий (химических, биологических, социальных) и потому является неполной, при­ближенной. Неполно она отражала и механику взаимодействия, что стало очевидным после создания теории относительности. Точно так же при компьютерном моделировании надо с осторож­ностью истолковывать полученные результаты, не распростра­няя их за границы достоверности модели.



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2019-03-02 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: