3.1.3. “Идеальные” модели

Абстракция отождествления сама по себе еще не создает модели, но она необходима в процедуре моделирования, так как без нее невозможны ни выбор модели, ни перенос знания на оригинал. От уровня проведенной абстракции отождествления зависит эвристическая и практическая ценность метода моделирования. Формы абстракции отождествления, которые используются в рамках моделирования, могут быть самыми разнообразными.

Многовековая практика использования моделей (еще до возникновения моделирования как специфического метода исследования) породила обилие форм и типов моделей. Основные их типы возникали в ходе становления самого метода. В современной научной литературе различают два основных типа моделей: материальные и идеальные

Характерная особенность материальных моделей состоит в том, что они функционируют по законам своего бытия, независимо от того, создана ли эта модель природой или же сконструирована человеком. Так, например, вычислительная машина, используемая как моделирующее устройство, представляет собой материальную модель, ибо она функционирует на основе физических законов (механических, электрических и т.п.). Животное, которое выступает в качестве модели при исследовании некоторых свойств организма человека, живет по законам биологического мира. Уменьшенные модели водосбора крупных рек (гидросистем) позволяет реально промоделировать различные гидродинамические процессы путем установки преград, которые моделируют в свою очередь острова, перекаты и другие препятствия для тока воды. Эта же задача, но уже на других физических законах, может быть смоделирована на вычислительном комплексе.

В противоположность этому идеальные модели, хотя они и воплощены в материальную форму (слова, чертежи, знаки и т.п.), функционируют не по законам своего материального бытия, а по законам логики и могут “работать” лишь в процессе мыслительной деятельности человека. Одним из видов идеальных моделей являются знаковые модели (например, модели биологических объектов и процессов, построенные с использованием знаков текста (описательные модели), теории линейного программирования, математических закономерностей и т.п.).

Одной из древнейших знаковых моделей является рассказ-танец пчелы. Она внутри улья последовательностью условных знаков-движений сообщает подругам, какие действия надо сделать, чтобы прилететь на открытое ею поле с пищей. Движения “танца” имитируют движения пчелы при полете, но все же не совпадают с ними, являясь условными, знаковыми. Эти знаки с рождения понятны пчелам, и люди затратили много сил, чтобы разгадать их. Знак несет в себе информацию только в совокупности с материальной системой (пчела, человек, ЭВМ), готовой воспринять эту информацию. Игра сытой кошки с пойманной мышью представляет собой пример модели “охота”, известны аналогичные “игры с жертвой” для волков, львов, других животных, для которых обучение детенышей – важная задача их выживания. Эти поведенческие модели появились, по-видимому, раньше возникновения человечества. Аналогичные программы известны и для человеческого сообщества: они сохранились и сегодня, например, принцип “делай как я”, т.е. обучение путем копирования действий учителя. Иногда следование этому принципу приводит к более быстрому овладению приемами работы.

Использование метода моделирования в научном исследовании начинается именно с идеальных, знаковых моделей, а не с материальных. При этом для построения модели необходимы апробированная теория и такой материал, методы работы с которым хорошо разработаны и известны. Мысленный эксперимент (или «рассуждение») есть ничто иное, как мысленное моделирование, материалом для которого являются известные науке факты. В процессе рассуждения эти факты мысленно соединяются в логические цепочки и сетки, т.е. строятся мысленные (т.е. логические) модели; выясняется, какие цепочки существовать не могут и почему.

Таким образом, модель начинает выполнять определенную функцию в исследовании, при этом под функцией понимается способность модели давать исследователю возможность получать относительно оригинала знание определенного вида (описательное, предсказательное, измерительное и другие).

Если представить процесс исследования в виде усредненной схемы, в которой сняты все индивидуальные особенности конкретных исследовательских процедур, то этот процесс выступит как совокупность определенных уровней, этапов познания (см. “Этапы системного анализа”, глава 2). В первом приближении такими уровнями могут считаться эмпирический и теоретический этапы. В свою очередь, каждый из этих уровней распадается на ряд подуровней, подэтапов. На эмпирическом этапе можно выделить: наблюдение, эксперимент, измерение, описание, обработку эмпирических данных и т.д. На теоретическом этапе выделяют: математическое описание, интерпретацию, объяснение, предсказание, генез и т.д.

Как показывает практика применения метода моделирования, модели используются для решения задач, возникающих на любом из отмеченных уровней, причем метод моделирования не привязан к какому-либо отдельному этапу исследования. В этом смысле он может быть назван универсальным методом.

Универсальность и многофункциональность метода моделирования объясняются тем, что при установлении связи между моделью и оригиналом исследователь в зависимости от своих задач может брать различные стороны, характеристики объектов: качественные и количественные, внешние и внутренние, функциональные и структурные и т.п. В силу этого некоторые функции, выполняющиеся моделями, относятся к обоим основным уровням исследования. Такой функцией является, например, критериальная функция, при выполнении которой модель используется в целях проверки истинности уже установленных (до процесса моделирования) положений об оригинале (например, меры достоверности, воспроизводимости, соответствия и др.).

Конечно, далеко не каждая модель может выполнять любую из функций. Так, идеальную модель нельзя измерять материальными инструментами. Модель должна удовлетворять некоторому минимуму формальных и содержательных требований, чтобы быть способной выполнять определенную функцию. Однако это не означает, что конкретная модель может выполнять одну и только одну исследовательскую функцию. Во-первых, одна и та же модель способна выполнять разные функции по отношению к разным оригиналам, а во-вторых, существуют случаи, когда модель для выполнения некоторой функции должна в качестве предварительной операции выполнить другую функцию. К примеру, для выполнения критериальной функции по отношению к какому-либо формализму модель должна предварительно выполнить функцию интерпретации получаемых данных.

Метод моделирования многофункционален, но неверно было бы рассматривать эту многофункциональность как изначальную характеристику моделирования. В ходе этой эволюции модели приобретали способность выполнять все новые и новые функции; в тоже время прежние функции усложнялись и углублялись, совершенствовался механизм их выполнения, увеличивалась эффективность результатов модельного исследования.