Моделювання як метод наукового пізнання

Основні поняття та визначення

Об'єкт (от лат. Оbjectum − предмет) – усе те, на що спрямована людська діяльність. Будь який об'єкт дослідження є нескінченно складним і характеризується нескінченним числом станів і параметрів.

Процесс − певна сукупність дій, спрямованих на досягнення поставленої мети.

Система − це внутрішньо організована сукупність взаємозв’язаних елементів, що утворює єдине ціле і спільно діє для досягнення поставленої цілі.

Властивість – здатність системи виявляти ті чи інші сторони у процесі

взаємозв’язку і взаємодії.

Гипотеза (от греч. Hypothesis – підстава, припущення) − певні передбачення, приблизні судження про причинно – наследкови зв'язках явищ, засновані на деякій кількості досвідчених даних, спостережень, здогадів.

Аналогия (от греч. Analogia − відповідність, домірність) – уявлення про будь - яку схожість між об'єктами (суттєвим або несуттевим)..

Експиреме́нт − спроба, дослід, які потребують підтвердження чи спростування.

Проблема − суперечлива ситуація, виступає як протилежні позиції в поясненні будь - яких явищ, об'єктів, процесів і потребує адекватної теорії для її вирішення.

Задача − проблемна ситуація з явно заданою метою, яку необхідно досягти; в більш вузькому сенсі завданням також називають саму цю мету, дану в рамках проблемної ситуації, тобто те, що потрібно зробити.

Модель и моделювання − універсальні поняття, атрибути одного із найбільш потужних методів наукового пізнання у різноманітних галузях ніби пізнання системи, процесса або явища.

Модель (лат. Мodulus − міра, зразок, норма) − це штучно створений людиною абстрактний, або матеріальний об'єкт, який має тіж або подібни з ним властивости.

Моделювання (англ. scientific modelling, simulation) – заміна досліджуваного об'єкта (оригінала) його умовним образом, описом або іншим об'єктом (моделлю) і визначення властивостей оригінала шляхом дослідження властивостей моделі.

Моделювання − це процес створення та дослідження моделі, а модель – засіб (форма) наукового пізнання.

Методологія моделювання довгий час розвивалася незалежно окремими науками. Була відсутня єдина система понять, єдина термінологія. Лише поступово стала усвідомлюватись роль моделювання, як універсального методу науковго пізнання. У тваринництві метод моделювання почав широко застосовуватись із другої половини ХІХ століття, що зумовлено зростом рівня зоотехнічної науки.

Моделювання, як метод дослідження, завжди, так чи інакше, працює в тісному зв'язуванні з науковою теорією. В основі моделювання лежить теорія подібності, згідно якої абсолютна подібність можлива тільки при заміні одного об'єктуіншим таким самим. Цю ідею добре виразили А. Розенблют і Н. Винер, які стверджували, що кращій моделью кота є інший кіт, а ще краще – тот же самий кіт.

У моделюванні абсолютна подобність не має місця. Модель – це спрощене подання реального процесу чи об’єкта. Будь-яка модель. враховує лише найбільш важливі зв’язки, основні сторони процесу, визначити які допомагає якісний аналіз, знання природи процесу, його структури і організації. Відповідність між реальним технологічним процесом і його моделлю повинно означати схожість в поведінці, а не тотожність. Достатньо того, щоб модель добре відображала ті властивості які цікавлять дослідника і прояви аналізованого об'екта або процесу. Однак ніхто й ніщо не може бути моделлю самого себе. Модель фіксує існуючий рівень пізнання про досліджуваний об'єкт. Неможливо створити універсальну модель, котра могла б відповісти на всі запитання, що викликають інтерес; кожна з них дає лише наближений опис процесу, причому в різних моделях знаходять відображення різні його властивості.

До моделювання звертаються тоді, коли досліджувати реальний об'єкт з усією сукупністю його властивостей практично неможливо, недоцільно або незручно. Крім основного призначення моделі, наданого у визначенні, до нього можливо додати ще три головні властивості моделі.

1) модель − завжди представник певного оригіналу;

2) модель охоплює не всі властивості оригиналу, а тільки ті які дослідник вважає суттєвими;

3) модель однозначно відповідає оригіналу (ця відповідність встановлюється для окремих обьектів всередині певного проміжку часу).

Специфічними особливостями моделювання як методу є:

− цілісність вивчення процесу, оскільки можна побачити не тільки елементи, але і зв’язки між ними;

− можливість вивчення процесу до його здійснення. При цьому стає можливим виявлення негативних наслідків та ліквідації або ослаблення їх до реального прояву.

Моделювання значною мірою корелюється з експериментом, абстрагуванням й ідеалізацією, які відіграють важливу роль при побудові аналогів складних багаторівневих системних об'єктів, чиє функціонування залежить від великої кількості показників. Подібні системні об'єкти відбиваються, реконструюються й рефлексуються в різних, неминуче іноді взаємодоповнюючих, а іноді суперечних один одному моделях.

Створюючи модель технологічного процесу, пізнається об’єкті будується його формальний опис.

Основними цілями моделювання є:

● опис об’єкта;

● пояснення об'єкта;

● прогнозування поведінки і властивостей об'єкта.

Моделювання базується на кількох основних принципах:

1. Принцип інформаційної достатності − при повній відсутності інформації про об'єкт побудова його моделі неможливо. Однак, і за наявності повної інформації про об'єкт побудова його моделі просто не має сенсу.

2. Принцип здійсненності − створювана модель повинна забезпечувати досягнення поставленої мети дослідження з імовірністю, що істотно відрізняється від нуля.

3. Принцип множинності моделей − створювана модель повинна відображати в першу чергу ті властивості реального об'єкта (системи), які цікавлять дослідника. Для повного дослідження об'єкту необхідно досить велика кількість моделей, що відображають досліджуваний об'єкт з різних сторін і з різним ступенем деталізації.

4. Принцип агрегатування − у більшості досліджень систему доцільно представити як сукупність підсистем, для опису яких виявляються придатними стандартні схеми.

5. Принцип параметризації − модель будується у вигляді відомої системи, параметри якої невідомі.

Моделювання має багатовекторний характер і його доцільно застосовувати в таких випадках:

• об’єкт недоступний для безпосереднього дослідження;

• об’єкт настільки складний, що дослідження його втрачає сенс

через складність самого дослідження, або ж через наявність великої

кількості побічних для даного дослідження факторів;

• дослідження на реальному об’єкті неможливі з деяких міркувань

(моральних, фінансових або конкурентних).

Моделювання в науковому пізнанні скорочує витрати й строки дослідження. Тим самим, моделювання виявляється ефективним науковим методом і дає можливість більш чітко ідентифікувати, аналізувати, а часом, навіть поліпшувати й раціоналізувати використання ресурсів й технологій виробництва продукції тваринництва.

Таким чином, ідея моделювання відносно проста і в той же час інтуїтивно приваблива. Вона дозволяє експериментувати з об'єктами у тих випадках, коли робити це на реальному об'єкті практично неможливо, недоцільно або незручно.

Дата добавления: 2014-11-29