Какво представлява научният модел?

Научният модел е абстрактно представяне на явленията и процесите, които ги обясняват. Чрез въвеждането на данните в модела позволява да се проучи крайният резултат.

За да се направи модел, е необходимо да се повдигнат определени хипотези, така че представянето на резултата, който искаме да получим, да бъде възможно най-точно, както и просто, така че лесно да се манипулира.

Съществуват няколко вида методи, техники и теории за конформацията на научните модели. И на практика, всеки клон на науката има свой собствен метод за изработване на научни модели, въпреки че може да включва модели от други клонове, за да провери обяснението си.

Принципите на моделиране позволяват създаването на модели, основани на клона на науката, който те се опитват да обяснят.

Начинът на изграждане на модели на анализ се изучава във философията на науката, общата теория на системите и в научната визуализация.

В почти всички обяснения на явления могат да бъдат приложени един или друг модел, но е необходимо да се коригира моделът, който ще се използва, така че резултатът да бъде възможно най-точен.

Може би се интересувате от 6-те стъпки на научния метод и от какво се състоят.

Общи части на един научен модел

Правила за представителство

За да създадете модел, ви е необходима поредица от данни и организация от тях. От набор от входни данни моделът ще предостави поредица от изходни данни с резултат от предложените хипотези

Вътрешна структура

Вътрешната структура на всеки модел ще зависи от типа на модела, който предлагаме. Обикновено тя определя съответствието между входа и изхода.

Моделите могат да бъдат детерминистични, когато всеки вход съответства на един и същ изход, или също недетерминиран, когато различни изходи отговарят на един и същ вход.

Видове модели

Моделите се отличават с формата на представяне на тяхната вътрешна структура. И оттам можем да установим класификация.

Физически модели

В рамките на физическите модели можем да разграничим теоретични и практически модели. Най-често използваните типове практически модели са модели и прототипи.

Те са представяне или копие на изучавания обект или феномен, което позволява да се изучава поведението им в различни ситуации.

Не е необходимо това представяне на явлението да се извършва в същия мащаб, но че те са проектирани така, че получените данни да могат да бъдат екстраполирани към оригиналното явление според неговия размер.

При теоретичните физически модели те се разглеждат като модели, когато вътрешната динамика не е известна.

Чрез тези модели ние се стремим да възпроизведем изследваното явление, но без да знаем как да го възпроизведем, включваме хипотези и променливи, за да се опитаме да постигнем обяснение защо този резултат се получава. Той се прилага във всички варианти на физиката, с изключение на теоретичната физика.

Математически модели

В рамките на математическите модели целта е да се представят явленията чрез математическа формулировка. Този термин се използва също и за позоваване на геометрични модели в дизайна. Те могат да бъдат разделени на други модели.

Детерминистичният модел е такъв, в който се приема, че данните са известни и че използваните математически формули са точни за определяне на резултата по всяко време, в рамките на наблюдаваните граници.

Стохастичните или вероятностни модели са тези, в които резултатът не е точен, а вероятност. И в която има несигурност дали подходът на модела е правилен.

Цифровите модели, от друга страна, са тези, които чрез числени множества представляват началните условия на модела. Тези модели са тези, които позволяват на симулациите на модела да променят първоначалните данни, за да знаят как ще се държи моделът, ако има други данни.

Като цяло, математическите модели могат да се класифицират и в зависимост от вида на входовете, с които работите. Те могат да бъдат евристични модели, където се търсят обяснения за причината за наблюдаваното явление.

Или те могат да бъдат емпирични модели, където те проверяват резултатите от модела чрез резултатите, получени от наблюдението.

И накрая, те също могат да бъдат класифицирани според целта, която искат да постигнат. Те могат да бъдат симулационни модели, където се опитвате да предскажете резултатите от наблюдаваното явление.

Те могат да бъдат модели на оптимизация, в които възниква действието на модела и се опитва да търси точката, която е по-добра за оптимизиране на резултата от явлението.

За да завършат, те могат да бъдат контролни модели, където те се опитват да контролират променливите, за да контролират получения резултат и да могат да го променят, ако е необходимо.

Графични модели

Чрез графични ресурси се прави представяне на данни. Тези модели обикновено са линии или вектори. Тези модели улесняват визията на явлението, представено чрез таблици и графики.

Аналогов модел

Това е материалното представяне на обект или процес. Той се използва за потвърждаване на някои хипотези, които иначе биха били невъзможни за противопоставяне. Този модел е успешен, когато успява да провокира същия феномен, който наблюдаваме, в неговия аналог

Концептуални модели

Това са карти на абстрактни понятия, които представляват явленията, които трябва да бъдат изследвани, включително предположения, които ни позволяват да видим резултата от модела и да се приспособим към него.

Те имат високо ниво на абстракция, за да обяснят модела. Те са научни модели сами по себе си, където концептуалното представяне на процесите успява да обясни явлението, което трябва да се наблюдава.

Представяне на моделите

От концептуален тип

Факторите на модела се измерват чрез организация на качествените описания на променливите, които трябва да бъдат изследвани в рамките на модела.

Математически тип

Чрез математическа формулировка се създават представителни модели. Не е необходимо те да са числа, но че математическото представяне може да бъде алгебрични или математически графики

От физически тип

При създаване на прототипи или модели, които се опитват да възпроизведат явлението, което ще се изучава. Като цяло, те се използват за намаляване на мащаба, необходим за възпроизвеждане на изучаваното явление.