61. Сущность метода моделирования. Основные требования, предъявляемые к моделям.

Моделирование (лат. modulus - мера, образец) - исследование каких-либо явлений, процессов или систем объектов путем построения и изучения их моделей, использование моделей для определения и уточнения характери­стик и рационализации построения вновь конструируемых объектов. В науч­ных исследованиях моделирование стало применяться ещё в глубокой древ­ности и постепенно захватывало все новые области научных знаний: техниче­ское конструирование, строительство и архитектуру, физику химию, биоло­гию, экологию, общественные науки. Методология моделирования долгое время развивалась независимо отдельными пауками. Отсутствовала единая система понятий и терминология. Лишь в последнее время постепенно стала осознаваться роль моделирования как универсального метода научного по­знания.

Метод моделирования - универсальный метод. Он применяется в науч­ных исследованиях практически во всех пауках. Метод моделирования в геоэкологии - метод исследования строения, функционирования, динамики и развития геокомпонентов и геоэкосистем, процессов и взаимосвязей внутри них и между ними с помощью модели. Под моделью понимается образ (ко­пия) реально существующих объектов, процессов и явлений. Она всегда соз­дастся па основе сходства с объектом-аналогом. Модель - это некий новый объект, который отражает главные черты и существенные особенности изу­чаемого объекта, явления или процесса. Можно сказать модель - это упро­щенное представление о реальном объекте, процессе или явлении. Никакая модель не может заменить сам объект исследования.

Модель выступает в качестве своеобразного инструмента познания, ко­торый исследователь ставит между собой и объектом и с помощью которою изучает интересующий его объект. Необходимость использования метода мо­делирования определяется тем, что многие объекты (или проблемы, относя­щиеся к этим объектам) непосредственно исследовать или вовсе невозможно или же это исследование требует много времени и средств

Процесс построения модели называется моделированием. Основные за­дачи моделирования: а) облегчить процесс познания; б) сделать познание ме­нее трудоемким; в) сделать объект познания более наглядным i доступным.

Технология моделирования требует от исследователя умения ставить проблемы и задачи, прогнозировать результаты исследования, проводить ра­зумные оценки, выделять главные и второстепенные факторы для построения моделей, выбирать аналогии и математические формулировки, решать задачи с использованием компьютерных систем, проводить анализ компьютерных экспериментов.

Навыки моделирования очень важны человеку в жизни. Они помогут разумно планировать свой распорядок дня, учебу, труб, выбирать оптималь­ные варианты при наличии выбора, разрешать удачно жизненные ситуации.

Требования к моделям:

1. Согласованность с культурной средой. Для того чтобы модель отвечала своему назначению, необходимо, чтобы существовали условия, обеспечивающие ее функционирование. Не только модель должна приспосабливаться к среде, но и среда к модели.

2. Конечность модели. Мир, частью которого мы являемся, бесконечен, как бесконечен и любой объект, не только в пространстве и времени, но и в своих связях с другими объектами, формах бытия, свойствах и тенденциях развития. Конечность характеризует любые конкретные явления и объекты, которые существуют в определенных пространственных и временных границах. Конечное – это форма проявления бесконечного, которое в свою очередь складывается из бесчисленного множества конечных объектов и явлений. Таким образом, в практике познания мира мы сталкиваемся с противоречием – необходимо познавать бесконечный мир конечными средствами. Способ преодоления этого противоречия состоит в построении моделей. Модель конечна, так как она отображает оригинал лишь в конечном числе отношений и ресурсы моделирования конечны.

3. Упрощенность модели. Упрощенность характеризует качественные различия модели и оригинала. Причиной вынужденного упрощения модели является необходимость оперирования с ней

Например: за неимением методов решения нелинейного уравнения мы линеаризуем его; в других случаях искусственно уменьшаем размерность, заменяем переменные величины постоянными, случайные – детерминированными и т.д.

4 Приближенность модели. Приближенность модели может быть очень высокой, например, уточнения числа пи производилась методами, указанными еще Архимедом: окружность заменялась многоугольником с большим числом сторон. В 1579 г. французский математик Ф.Виет вычислил пи с 9 знаками В наши дни с помощью ЭВМ число пи вычислено с точностью до миллиона знаков.

5Адекватность модели. Модель, с помощью которой успешно достигается поставленная цель моделирования, будем называть адекватной этой цели. Модель адекватна моделируемому объекту, если полученные на ее основе результаты и выводы соответствуют реальному положению дел и неадекватна в противном случае. Основными причинами неадекватности обычно являются следующие:а) для построения модели использовалась ошибочная теория или система идей,б) в модели не учтена существенная информация.