Моделирование в науке

Все научное познание базируется на методе моделирования. Теоретической базой моделирования являются теория отражения и теория подобия.

Подобие – это взаимно однозначное соответствие между двумя объектами, при котором известны функции перехода от параметров одного объекта к параметрам другого, а математические описания этих объектов могут быть преобразованы в тождественные.

Научное исследование любого объекта всегда сводится к построению модели или совокупности моделей объекта исследования. Причем, модель при научном моделировании выступает и как цель, и как средство, и как объект исследований.

В основе каждой научной модели лежит более или менее развитая теория отображаемого объекта, и сама модель ограничивается рамками этой модели.

В научном моделировании выделяют следующие этапы.

Исходным пунктом для построения модели, как правило, бывает эмпирическая (наблюдающаяся в опытах) картина явления, выдвигающая перед исследователем задачу, на ко­торую надо найти ответ. При уяснении и постановке зада­чи происходит процесс схематизации и идеализации явле­ния, выделения его свойств и влияющих на него факторов. После выявления существенных свойств и факторов иссле­дователь приступает к их качественной и количественной оценке и интерпретации. Это необходимо для того, чтобы перевести эмпирически полученные данные на язык матема­тических понятий и величин, поскольку язык математики считается универсальным языком науки. Математическая модель, таким образом, является результатом формализа­ции реального объекта или явления. После построения моде­ли проводится проверка адекватности модели явлению, физической и логической непротиворечивости или коррек­тности. Построенная модель исследуется и на основе ее анализа выдвигаются гипотезы о возможном поведении изучаемого явления, закономерностях его функционирова­ния и развития. Далее планируются эксперименты по проверке выдвинутых гипотез. Если они подтверждаются, то разработанная модель становится основой для построения научной теории изучаемого явления. Таковы основные эта­пы научного моделирования.

Лабораторная работа. Моделирование экологической системы

Цель: реализовать упрощенную математическую модель экологической системы средствами табличного процессора.

Положения теории Мальтуса

Народонаселение растет в геометрической прогрессии, а средства существования – в арифметической.