Смекни!
smekni.com

Методологічне значення моделювання у науковому пізнанні (стр. 3 из 5)

Модель в загальному понятті (узагальнена модель) є створений з ціллю отримання і (або) збереження інформації специфічний об’єкт (у формі уявного образу, опису знаковими засобами або матеріальної системи), що відображає властивості, характеристики і зв’язки об’єкту - оригіналу довільної природи, суттєві для задачі, що розв’язується суб’єктами.

Ïpè ïîäàëüøîìó розгляді ìîäåëåé ³ ïpîöåññу ìîäåëþâàííÿ бóäу âèõîäèòè ç òîãî, ùî çàãàëüíîþ âëàñòèâ³ñòþ âñ³õ ìîäåëåé º ¿õ ñïðîìîæí³ñòü òàê àáî ³íàêøå â³äîápàæàòи ä³éñí³ñòü.  çàëåæíîñò³ â³ä òîãî, ÿêèìè засобами, ïpè ÿêèõ óìîâàõ, ïî â³äíîøåííþ äî ÿêèõ îá'ºêò³â ï³çíàííÿ öÿ ¿õíÿ çàãàëüíà âëàñòèâ³ñòü påàëіçóєòьñÿ, âèíèêຠâåëèêий pіçíîвид ìîäåëåé, à ðàçîì ç íèì ³ ïpîáëåìà êëàñèô³êàö³¿ ìîäåëåé.


ТИПИ МОДЕЛЕЙ

В літературі присвяченій аспектам моделювання подані різні класифікаційні признаки за якими виділено різні типи моделей. Зупинимося на деяких з них.

Так, в (8, ст.23) вказно такі признаки:

- спосіб побудови (форма моделі)

- якісна специфіка (зміст моделі).

За способом побудови моделі бувають матеріальні та ідеальні. Зупинимося на групі матеріальних моделей. Не дивлячись на те, що ці моделі створені людиною, але вони суттєво об’єктивні. Їх призначення специфічне - відтворення структури, характеру, протікання, сутності досліджуваного процесу:

- відобразити просторові властивості

- відобразити динаміку досліджуваних процесів

- відобразити залежності

- відобразити зв’язки.

В цьому світлі матеріальні моделі поділяються на:


ОБРАЗНІ

(іконічні)

ЗМІШАНІ (образно-знакові)

ЗНАКОВІ

(символічні)

ПРОСТІР-НО

ПОДІБНІ

ФІЗИЧ-НО ПОДІБНІ

МАТЕМА-ТИЧНО

ПОДІБНІ

- гіпотетичні

- схеми

- моделі

- аналогові моделі

- моделі аналоги

- графи

Певним чином

-компоновки

- структур-ні моделі

- моделі ідеалізації

- карти

інтерпрітова-ні знакові системи

- просторові моделі

- цифрові машини

- структурні формули

- муляжі

- функціо-нальні кібернетич-ні пристрої

- креслення

- графіки

Матеріальні моделі нерозривно пов’язані з уявними (навіть, до того як, що небудь побудувати - спочатку теоретичне представлення, обгрунтування). Ці моделі залішаються уявними навіть в тому випадку, якщо вони втілені в будь-якій матеріальній формі.

Більшість цих моделей не претендують на матеріальне втілення. За формою вони можуть бути:

- образні, побудовані з чуттєво наглядних елементів

- знакові, в цих моделях елементи и властивості модельованих явищ виражені за допомогою певних знаків

- змішані, такі що поєднують властивості двох вищеназваних.

Переваги даної класифікації в тому, що вона дає добру основу для аналізу двох основніх функцій моделі:

практичної (в якості інструменту і засобу наукового експерименту)

теоретичної (в якості специфічного образу дійсності, в якому містяться елементи логічного і чуттєвого, абстрактного і конкретного, загального і одиничного).

Інша класифікація є у Б.А.Глинського в книзі "Моделювання як метод наукового дослідження", де одночасно зі звичайним поділом моделей за спосбом реалізації, вони поділяються і за характером відтворення сторін оригіналу:

- субстанціональні

- структурні

- функціональні

- змішані.

А..Н.Кочергін (9) пропонує розглядати і такі класифікаційні признаки, як: природа модельованих явищ, ступінь точності, об’єм відображуваних властивостей та інш.

Далі зроблю стислий огляд питаннь пов’язаних безпосередньо з самим моделюванням.


ПРОЦЕСИ МОДЕЛЮВАННЯ ТА ЇХ КЛАСИФІКАЦІЯ

Філософський енцеклопедичний словник визначає термін моделювання, як: "Моделювання - метод дослідження об’єктів пізнання на їх моделях; побудова і вивчення моделей реально існуючих предметів і явищ (органічних і неорганічних систем, інженерних пристроїв, різних процесів - фізичних, хімічних, біологічних, соціальних) і конструйованих об’єктів для визначення або покращення їх характеристик, раціоналізації способів їх побудови, управління і т.п." (10, ст.421)

Коротко згадаю про види моделювання.

Моделювання може бути:

- предметним (дослідження об’єкту на моделі основних геометричних, фізичних динамічних, функціональних його характеристик)

- фізичне (відтворення фізичних процесів)

- предметно-математичне (дослідження фізичного процесу шляхом дослідного вивчення деяких явищ відмінної фізичної природи, але описуваних тими ж математичними співвідношеннями, що і модельований процес)

- знакове (розрахункове моделювання, абстрактно-математичне).


РОЛЬ МОДЕЛЕЙ В НАУКОВОМУ ПІЗНАННІ

Ціль та результати будь-якого наукового дослідження - здобути розуміння і контроль над деякою частинною Всесвіту, але це абсолютно неможливо без застосування певного рівня абстракції.

"Абстракція - це заміна розглядуваної частини Всесвіту деякою її моделлю, моделлю подібної, але більш простої структури. Таким чином, побудова моделей формальних, або ідеальних ("уявних"), з одного боку, і моделей матеріальних - з іншої, при необхідності займає центральне місце в процедурі будь-якого наукового дослідження.

Дослідник часто не усвідомлює методологічних основ процедури свого дослідження, та це і не є обов’язковим. Важливі наукові відкриття, особливо експериментального характеру, можуть робитися навіть тоді, коли експериментатор не розуміє, що хороший експеримент - це хороша абстрація " (2, ст. 171)

Не всі наукові питання дозволяють застосування експериментального розв’язку проблеми. Як правило, питання досить абстрактні і загальні не піддаються безпосередній експериментальній перевірці. Їх слід декомпозувати на складові проблеми, що дозволяють переведення в експериментальні процедури.

На теоретичному рівні дослідження об’єкти дослідження - це внутрішні визначальні зв’язки області явищ, тобто основні закони. Єдиним способом виразу таких об’єктів є математичні рівняння. Тому у будь-яких випадках ці рівняння можуть розглядатися як замінники об’єкта дослідження, тобто як ідеальні моделі. Отже будь-яке вивчення основних законів шляхом дослідження таких рівняннь вже є моделюванням. Але якщо рівняння, що виражають основні закони, дуже складні, можна відобразити їх окремі сторони шляхом більш простих співвідношень, що реалізуються, наприклад, в програмах.

Тоді ці співвідношення виступають як замісники рівняннь, тобто як моделі моделей (опосередковані моделі). Це і буде моделюванням в буквальному змісті слова.

Таким чином, в теоретичному дослідженні про моделювання можна говорити в двох значеннях: в прямому, коли основні закони вивчаються безпосередньо по їх замісникам - рівнянням, і в опосередкованому, коли закони вивчаються не за рівняннями, а за їх замісниками.

Відносно ж математики, оскільки рівняння досліджувані в ній об’єкти, моделювання проводиться лише тоді, коли рівняння розглядається на замісниках.

Коли ж виникло поняття математичної моделі і яку роль моделі відіграють в сучасній математиці та кібернетиці?

На кінець 50-х років склалося і набуло поширення поняття математичної моделі, яке передбачає опис властивостей будь-якого об’єкту на мові математики з ціллю його подальшого дослідження (або розв’язку інших задач) також лише методами математики і (в тих випадках, де це доцільно) з використанням обчислювальної техніки.

Математичні методи і апарат широко використовувалися і раніше, але математичний апарат, наприклад, у формі теорії подібності або іншої математизованої теорії використовувався лише як засіб, що забезпечував адекватність моделей оригіналу.

Сама модель реалізується у формі деякої матеріальної системи чи процессу, які слід експериментально дослідити. Результати таких дослідженнь, тобто виміри модельних змінних і містять ту інформацію про об’єкт задля отримання якої і будувалась модель.

Використання математичної моделі в сучасному розумінні не пов’язане з матеріальною стороною процесу і не передбачає експерементальних процедур.

Об’єкт описаний мовою математики, представляється деякою математичною структурою (диференційованими або кінцево-різницевими рівняннями, передаточною функцією, графом і т.п.) з певними параметрами, а процес дослідження (розв’язок математичної моделі) полягає в застосуванні до цієї структури сукупності математичних перетворень у відповідності з деяким алгоритмом.