2. Модели и моделирование

2.1 Понятие модели и его развитие

Понятие модели, моделирования, то есть построение, использование и совершенствование моделей чрезвычайно важны в теории систем.

Сначала моделью называли некоторое вспомогательное средство, объект, который в определенный степени заменяет другой объект. Не сразу была понята и всеобщность моделирования: именно не просто возможность, но и необходимость представления наших знаний в виде моделей. Древние философы, например, считали, что нельзя моделировать естественные процессы, а отображать природу можно только с помощью рассуждений, споров и т.п., то есть с помощью языковых моделей, как сказали бы мы сейчас. Таким образом, очень долго понятие «модель» относилось к материальным объектам специального вида: манекен, модели судов, самолетов, чучела.

Осмысление особенностей таких моделей привело к разработке многочисленных определений понятия модели, например: моделью называется объект - заменитель, который в определенных условиях может заменить объект – оригинал, воспроизводя интересующие нас свойства и характеристики оригинала, причем имеет существенные преимущества в виде наглядности, обозримости, доступности испытаний или другие.

Затем были осознаны модельные свойства чертежей, рисунков, планов, карт, то есть объектов искусственного происхождения, реализующих абстракцию довольно высокого уровня.

Очередной этап понимания модели – это признание того, что моделями могут быть не только реальные объекты, но и идеальные абстрактные построения. Классический и наиболее широко применяемый пример таких моделей – математические модели. Как известно, моделью в математике называется алгебраическая структура, в которой множество операций пусто и есть только отношения, то есть модель понимается как результат отображения с помощью этих отношений одного множества математических объектов на другое множество.

В результате развития метаматематики была создана содержательная теория моделей.

В 20-м веке понятие модели становится все более широким, включающим и реальные и идеальные модели. При этом понятие абстрактной модели вышло за пределы математических моделей и стало относиться к любым знаниям и представлениям о мире. Споры, кстати, вокруг такого широкого толкования модели продолжаются и поныне. Например, стоит ли моделями называть такие формы научных знаний, как законы, теории, гипотезы? Отрицательный ответ исходит из исторической, а, следовательно, и логической первичности последних понятий, и модель – лишь вспомогательное средство. Положительный ответ основан на признании иерархии моделей, в которой модель более высокого уровня (например, теория) содержит модели нижних уровней (гипотеза). Важно и то, что признание перечисленных понятий моделями подчеркивает их относительную истинность.

С философской точки зрения возникает и такой вопрос: не означает ли широкое толкование модели, что это понятие применимо ко всему и, следовательно, является логически пустым? По крайней мере, три момента позволяют отрицательно ответить на этот вопрос. Во-первых, применительно к разным объектам понятие модели имеет и разное содержание (опять вспоминаем иерархию моделей). Во-вторых, из того, что любой объект может быть использован как модель не следует, что он ничем иным и не является. В – третьих, даже самые общие понятия не являются логически пустыми (материя, система и др.).

Окончательно можно сказать, что сначала в сфере научных дисциплин, таких как информатика, математика, кибернетика, а затем и в других областях понятие модели стало осознаваться как нечто универсальное, хотя и реализуемое различными способами. Можно также сказать, что модель есть способ существования знания.

Важно подчеркнуть также целевой характер модели. Всякий процесс труда (и отдыха, кстати) есть деятельность, направленная на достижение определенной цели. Цель – это образ желаемого будущего, то есть модель состояния, на реализацию которого направлена деятельность. Более того, системность деятельности проявляется помимо прочего и в том, что осуществляется по определенному плану, шаг за шагом. Следовательно, этот план – образ будущей деятельности, ее модель.

Модель, таким образом, не просто объект – заменитель, не вообще какое-то отображение оригинала, а отображение целевое. Модель отображает не сам по себе объект, а то, что в нем нас интересует в соответствии с поставленной целью. Например, лежит камень на дороге. Для проходящего или проезжающего путешественника могут представлять интерес разные модели этого камня, отражающие разные его свойства, в зависимости от целей, которые путешественник перед собой ставит:

• камень как орудие для забивания гвоздя в подметку;

• камень как носитель руды для геолога;

• камень как место для отдыха;

• камень как помеха автомобилю;

• камень как орудие преступления для бандита с большой дороги;

• и т.д.