1.2.Классификация моделей
Здесь мы приведем две классификации моделей. Первая из них в более развернутом виде представлена в [1][сноска 2]. Она не является строгой, но позволяет уловить смысл понятия «моделирование», как метода научного познания. Критерии этой классификации можно было бы выразить как «способ построения и представления» или «вид мыслительного процесса» в ходе построения модели
1: Гепотеза -предположение. Эти модели «представляют собой пробное описание явления, причем автор либо верит в его возможность, либо считает даже его истинным». Например, модель Солнечной системы по Птолемею и модель Коперника усовершенствованная Кеплером, модель атома Резерфорда и модель Большого Взрыва. Никакая гипотеза не может быть доказана навсегда. Создание теории является не окончанием исследования, а только временной паузой: статус такой модели может быть только временным. Очень чётко это сформулировал Ричард Фейнман: «У нас всегда есть возможность опровергнуть теорию, но, обратите внимание, мы никогда не можем доказать, что она единственно правильна…».
Здесь очень важно понимать, что не все гипотезы создают убедительные модели, может быть так, что новые исследования не подтвердят предположения. Так, атомизм в физике возник как временное решение, но с ходом истории обрел вид теории, а модели эфира сейчас находятся вне науки.
2. Приблежение. Если можно построить уравнения, описывающие исследуемую систему, то это не значит, что их можно решить даже с помощью компьютера. Общепринятый прием в этом случае — использование приближений, например для описания достаточно разреженных газов используется модель идеального газа. Но необходимо понимать, что использование модели идеального газа при более высоких плотностях газа возможно для того, чтобы представлять себе более простую ситуацию для качественного понимания и оценок, и в этом случае нужно говорить об упрощении.
3. Эврестическая модель. [Гиперссылка 2 ]Типичный пример — приближение средней длины свободного пробега в кинетической теории. Она даёт простые формулы для коэффициентов вязкости, диффузии, теплопроводности, согласующиеся с реальностью по порядку величины. Иногда модели этого типа в литературе называют «модели черного ящика», это означает, что характеристики моделируемого явления получены опытным путем, без исследования природы самого явления.
Но далеко не сразу получается модель, дающая хотя бы качественное описание объекта. В этом случае часто используют модель по аналогии, отражающую действительность хоть в какой-нибудь черте.
4. Аналогия. В данном случае модель строится на основе некоторых аналогий. Например, Гейзенберг в своих исследованиях проводил такую аналогию. Он считал, что нейтрон должен в конечном счете состоять из протона и электрона, при этом возникала аналогия между взаимодействием в системе нейтрон-протон и взаимодействием атома водорода с протоном. Эта аналогия привела его к заключению, что должны существовать обменные силы взаимодействия между нейтроном и протоном, которые аналогичны обменным силам, обусловленным переходом электрона между двумя протонами. Позднее, действительно, было доказано существование обменных сил взаимодействия между нейтроном и протоном.
Следующая классификация моделей является формальной, ее критерий можно сформулировать точно – это форма представления моделей.
По этому критерию все многообразие моделей можно разделить на классы:
Материальные (натурные) модели: - это уменьшенные или увеличенные копии, воспроизводящие внешний вид моделируемого объекта, его структуру (глобус, модель кристаллической решетки) или поведение (радиоуправляемая модель автомобиля, тренажеры).
Абстрактные модели – упрощение реального объекта (геометрическая точка, математический маятник, идеальный газ).
Информационные модели – описание моделируемого объекта, например, словесное описание, схемы, чертежи, карты, диаграммы, графики, формулы, алгоритмы, и т. д.
Компьютерные модели – алгоритмы проведения эксперимента, вычислительные алгоритмы, реализующие расчеты по математическим формулам, т.е. компьютерные реализации математических моделей, графическое представление этих алгоритмов.