|
Гипотезы играют ключевую роль в научных исследованиях . Гипотезы — это конкретные прогнозы, основанные на ограниченных эмпирических данных, наблюдениях и предположениях. Аналогия ( сходство ) — это мнение о некоторых сходных аспектах двух объектов. Современная научная гипотеза возникает как аналогия научных утверждений, проверенных на практике. Таким образом, анология связывает гипотезу с опытом (экспериментом). Модели, построенные на основе гипотез, также называют гипотетическими моделями . Понятия гипотезы и аналогии, отражающие объективно существующий, реальный мир, приводятся в удобные для исследования логические схемы. Такие логические схемы, позволяющие проводить опыты, сгущающие рассуждения и логические приемы или уточняющие характер процесса, являются основой для создания моделей объектов.
Модель используется в следующих целях: понимание внутренней структуры конкретного объекта или (и) структуры его взаимодействия с внешней средой; выявление наиболее важных (качественных) связей внутри структуры; определение количественных отношений; предварительные выводы об изменениях объекта и внешней среды в результате определенных воздействий; оптимизация свойств объекта и (или) показателей внешних воздействий на него.
Моделирование чтобы получить информацию о наиболее важных свойствах исходного объекта, говорят, что он заменяет его объектной моделью. Такая замена производится с целью упростить, удешевить и ускорить изучение свойств оригинала. Моделирование целесообразно только в том случае, если в модели отсутствуют признаки (характеристики) оригинала, препятствующие его исследованию.
Моделирование – процесс изучения свойств исходных объектов путем исследования соответствующих свойств моделей объектов. Моделирование — важный инструмент научной абстракции. Он позволяет выявить, обосновать и проанализировать важные для исследования свойства (характеристики) объектов - свойства, взаимодействия, структурные и функциональные параметры.
Замена исходного объекта модельным объектом и изучение свойств объектов с помощью их моделей называется теорией моделирования .
Теория моделирования представляет собой совокупность взаимосвязанных принципов, определений, методов и средств построения моделей. Модели являются предметом теории моделирования. Теория моделирования лежит в основе общей теории систем - системологии.
Одним из самых ранних методов моделирования в истории научных исследований является метод аналогий . Смысл его в том, что изучаемый процесс осуществляется в различных «малых масштабах» в экспериментальных условиях. Примером тому служит изучение процесса пересечения крыльев самолета воздушным потоком. Для этого создается уменьшенная копия крыла и помещается в аэродинамическую трубу. Необходимые характеристики крыла определяются экспериментально путем проведения воздушного потока.
Особое значение в процессе моделирования имеют случаи, когда проведение прямых экспериментов с объектом дорого или невозможно, или когда такие эксперименты приводят к неожиданным результатам (медико-экологические проблемы, стихийные бедствия). Они также моделируют несуществующие объекты.
Примерами этого являются технические устройства и летательные аппараты. В таких случаях необходимо проведение научных исследований с привлечением современных математических методов и вычислительных средств для создания модели.
Процесс моделирования включает три элемента: 1) субъект (исследователь); 2) объект исследования; 3) модель, устанавливающая отношения между изучаемым предметом и изучаемым объектом.
На начальном этапе построения модели требуются определенные знания об исходном объекте. Модельное познание основано на том, что модель отражает некоторые важные аспекты исходного объекта. Вопрос о достаточном сходстве оригинала с моделью и необходимости модели вообще требует отдельного анализа для каждой ситуации. Таким образом, изучение одного аспекта моделируемого объекта осуществляется за счет отражения других его аспектов. Поэтому любая модель может заменить оригинал только в строго ограниченном смысле. Отсюда следует, что ровно для одного объекта может быть создано несколько «специальных» моделей, которые могут привлечь внимание к конкретной стороне изучаемого объекта или описать объект с разной степенью точности.
На втором этапе процесса моделирования модель участвует как объект самостоятельного исследования. Одним из проявлений такого исследования является проведение эксперимента. При этом изменяются необходимые условия для работы данной модели и соответственно наблюдаются изменения в модели. Результатом этого шага являются накопленные знания о модели.
На третьем этапе происходит перенос собранных знаний с модели на оригинал и создается набор знаний об объекте. Этот процесс осуществляется на основе определенных правил. Знания о модели следует уточнять с учетом характеристик исходного объекта, которые не нашли отражения в модели или были изменены при построении модели. Для того чтобы мы могли с достаточной уверенностью перенести некоторый результат из модели в оригинал, этот результат должен быть связан со сходством между оригиналом и моделью.
На четвертом этапе осуществляется практическая проверка знаний, полученных с помощью моделей и их применение при построении обобщенной теории объекта, его модификации или управлении.
Моделирование представляет собой циклический процесс, а это означает, что за первым четырехэтапным циклом могут следовать второй и третий циклы. При этом расширяется и уточняется круг знаний об изучаемом объекте, а данная модель становится все более совершенной. Недостатки, вызванные недостаточным знанием объекта и ошибками построения модели, могут быть исправлены в следующем цикле, если они обнаружены после первого цикла. Таким образом, в методологии моделирования открываются большие возможности для саморазвития.
Типы моделей. Модели могут быть реализованы с использованием некоторых физических объектов — они могут состоять из материальных ( физических ) моделей , а абстрактные объекты, выраженные на формализованном языке, — могут быть заданы как абстрактные модели .
Do'stlaringiz bilan baham: |
