Что же приносит исследователю применение метода моделирования?
Модели выполняют множество функций в научном познании, причем использование модели в научной практике приводит, как правило, сразу к нескольким существенным результатам.
Теоретическая, обобщающая модель.Удачная модель может оказаться достаточно адекватной формой для представлений знаний. В науке нередки ситуации, когда введение подобной модели в систему научного знания служило целям теоретизирования в данной предметной области. Модель в этом случае приобретает самостоятельнуютеоретическую ценность. Например, в биологических науках многие результаты «хранятся» именно в виде концептуальных моделей:модель Ходжкина—Хаксли в теории мембранного возбуждения, модель Лотка в теории открытых биохимических систем. Кроме того, с построения основополагающих моделей могут брать начало целые новые области научного знания, так, возникновение популяционной генетикикак науки непосредственно связано с исходными моделями Харди и Вайнберга (1908).
|
|
Эвристическая модель.Здесь термин «эвристический» используется в узком смысле — как то, что способствует порождению новых идей.Эвристичность модели в этом понимании означает ее способность вести за собой творческую интуицию, активизировать процесс «озарений», появления неожиданных догадок. Для выполнения этой функции модели вовсе не обязательно быть точной, она может быть и весьма приближенной (даже в чем-то ошибочной), но, тем не менее, служить приросту научных идей, «прорыву» в исследованиях. Если при реализации обобщающей функции модели ее результатом является создание научной теории,то эвристическаяфункция, как правило, реализуется в выдвижении новых гипотез.
Примером может служить модель Друде, предложенная в XIX в. физиком Паулем Друде для изучения явления проводимости металлов и стремившаяся согласовать электродинамику с классической термодинамикой (она изображала совокупность электронов в проводнике как идеальный газ, подчиняющийся законам термодинамики). Некоторые явления были успешно объяснены с ее помощью; однако эта модель стимулировала новые поиски скорее не своими успехами, а как раз расхождениямис экспериментальными данными, что в результате упорной работы ученых привело к пересмотру ее исходных положений и соединению электронной теория металлов с квантовой механикой.
Трансляционная модель может способствовать переносу концептуальных схем, методологических форм из одной области знания в другую. В этом случае обычно модель берется из другойпредметной области относительно исходного объекта, и на этапе экстраполяции происходите перенос знаний из одной предметной области в другую.
|
|
Примером подобной трансляции может служить применение теории игр, основы которой были заложены Дж. фон Нейманом; подходы, разработанные в этой области, демонстрируют, что большой класс конфликтных ситуаций (в экономике, психологии, социологии, статистике и др.) можно описывать и изучать с единых позиций как поиск рациональной стратегии игрока в некоторой игре. Теоретико-игровые модели способствовали, прежде всего, переносу математических методов в те области, которые раньше казались не поддающимися никакому рациональному подходу.
Примером использования трансляционной модели для решения конкретных задач является также интересная модель гемодинамики, разработанная в нашей стране совместными усилиями математиков, физиологов и врачей. Здесь исходные положения и термины были взяты из экономической науки: клетки и ткани определяли «спрос» на кислородное обеспечение, скорость кровотока — «предложение», кислородный долг являлся «ценой»; результатом исследования явился ряд практических рекомендаций.
Конструктивная, проектирующая модель.Разработка модели может служить целям создания нового объекта на основании данной модели как исходной матрицы. Это характерно, прежде всего, для задач прикладной науки,где по итогам испытания модели (скажем, двигателя с требуемыми характеристиками) осуществляют разработку и производство собственно нового технического устройства. Но эта же функция моделирования может реализовываться и в сугубо теоретических науках.
Например, в математике построение модели как создание нового математического объекта может иметь самостоятельное значение, вносящее существенный вклад в развитие науки и само по себе служащее решением сложной проблемы. Так, фундаментальные результаты относительно аксиомы выбора и континуум-гипотезы были получены К. Геделем (1939) и П. Дж. Коэном (1963) методом построения соответствующих моделей.
Прагматическая модель.Использование удачной модели может способствовать достижению ряда прагматических эффектов, связанных с улучшением формы репрезентации исходного знания. К полезным практическим следствиям, повышающим эффективность использованиязнания, относятся такие достоинства модели, как осуществляемое с ее помощью упрощение формы представления знания, придание информации большей наглядности и логической прозрачности,благодаря чему это знание легче использовать в процессах аргументации, в преподавании и обучении. Большое значение может представлять собой на ранних этапах формирования теории проблема наглядности.В этом случае используют различного рода модели, служащие средством рассуждения по аналогии (скажем, искривленная плоскость как способ придать наглядность представлениям об искривленном пространстве). В дальнейшем при оформлении теоретического «здания» подобного рода «подпорки» теряют свое значение. Например, в электродинамике на первых порах использовались метафоры из механики — «упругие трубки». Это было подвергнуто критике уже П.Дюгемом и вскоре отброшено.
Интерпретационнаямодель выполняет функцию частичного толкования. Ведь рассуждение и объяснение с помощью модели изначально односторонне,неполно. Поэтому, как правило, та или иная модель часто соседствует с другими, альтернативными моделями или же заменяется ими в дальнейших исследованиях. Выступая как средство интерпретации, модели оказываются формой связи теоретического и эмпирическогоуровней.Так, модель может быть как средством истолкования теории, когда мы ищем подходящий объект, в котором воплощается теория (как в математической логике), тогда это реализующая модель, так и средством интерпретации фактов,когда ищется определенная концептуальная схема, в которой эмпирические данные могут обрести свой смысл, тогда это объяснительная модель.
|
|
Для иллюстрации интерпретативной функции моделей возьмем пример из экономики. Известно, что экономическая система представляет собой сложнейший объект, реагирующий на самые разнообразные факторы (социальные, психологические, природные). Один из удачных способов осмыслить многообразие экономических взаимосвязей — этот модель народного хозяйства как гигантского компьютера,который, как; пишет В.В. Леонтьев, трудится над бесконечным потоком количественных проблем, решая из года в год сложные системы уравнений задолго дотого, как их начали решать экономисты.
При удачном использовании модели обычно реализуются сразу несколько функций моделирования: например, достаточно адекватная модель одновременно и предлагает возможное объяснение феноменам, и стимулирует рождение новых идей, и способствует достижению большей наглядности имеющихся знаний.