Виды моделирования

Моделирование – создание, а затем изучение этих вспомогательных объектов. Для него характерно отбрасывание в рассматриваемом объекте или явлении всего несущественного, «лишнего», что мешает восприятию главного, существенного в них. Модель упрощает изучаемые с ее помощью объекты-оригиналы.

идеальное	материальное
Изучаемый объект заменяется мысленным представлением о нем. Ценность модели обусловлена именно мыслью (представлением, идеей), заключенной в ней.	Ценность модели обусловлена именно ее материальной основой вещественностью.
Важные модели естествознания: модель материальной точки, химической реакции, клетки. Другие примеры идеальных моделей: · чертеж будущего изделия · бизнес-план в практической экономике (идеализированный прообраз планируемого экономического процесса)	Частный случай – естественнонаучный эксперимент – исследуемое явление воспроизводится в вещественной форме. Практическая деятельность: · следственный эксперимент, используемый в деятельности правоохранительных органов

Всё искусство по существу является областью идеального моделирования:

· модели в искусстве, тем не менее, резко отличаютсяот идеальных моделей в естествознании и технике своей целостностью

· сходство – определяющим является выделение главного и отбрасывание несущественного, второстепенного (но в науке и технике – стремление к упрощению при сохранении главного; в искусстве – упрощение с целью подчеркнуть целостность отображаемого)

· характерным прототипом для моделирования является не объект материального мира, а духовный мир человека (чувства, эмоции, переживания), т.е. идеальные объекты; с этой точки зрения достаточно легко понять, например, право на существование и сущность абстрактных видов искусства

*С точки зрения современного естествознания, так называемый духовный мир человека (мыслительная деятельность, совокупность чувств, эмоций, память) также есть проявление материальных процессов. Однако для целей классификации моделирования и для познания действительности с помощью искусства это представление никакого значения не имеет.

Четкие и ясные представления о моделировании, сложившиеся в науке и технике, являются своеобразным «ключиком» к пониманию сути художественного творчества, т.е. культурологическим инструментом.

«Сотри случайные черты – и ты увидишь – мир прекрасен …» А. Блок. Эти строки в художественной форме передают суть и цель моделирования – общего инструмента отображения окружающего мира.

2-12 Математическая модель как основа естественнонаучной теории.

Естественнонаучные модели имеют свои особенности, понимание которых полезно и в связи с развитием методологии социально-гуманитарного знания. Одна из них – язык описания модели:

· социально-гуманитарные науки в большинстве своем используют словесное (вербальное) отображение моделируемого явления в рамках языка человеческогообщения: русского, английского и т.д.

· в естествознании и технике наряду с этим широко используют язык математики:

ü в естественных науках принято считать, что любое явление природы может быть правильно и глубоко понято только после того, как оно будет изучено количественно, т.е. математически

ü это не всегда удается сделать, так как математическая модель должна опираться на значительные упрощения в представлениях об изучаемом объекте; именно такие упрощения позволяют провести математическую формализацию

ü количественные взаимосвязи позволяют построить работоспособную теорию явления

Математическое моделирование – описание моделируемого явления с помощью языка математики.

Современная естественнонаучная теория, как правило, содержит в качествеважнейшего элементаматематическую модель явления:

· математическая модель явления не исчерпывает его теорию, но составляет ядро этой теории

· делает возможным прогнозирование поведения объектов

· достоверность сведений о явлении, вытекающих из добротной математической модели, бывает настолько велика, что в ряде случаев они считаются более надежными, чем результаты соответствующих экспериментов

· например, расчетам явлений, возникающих при входе космических аппаратов в земную атмосферу, доверяют больше, чем экспериментам, имитирующим эти явления; автоматическая стыковка орбитальных космических аппаратов на основе компьютерного управления с использованием математической модели этого процесса более предпочтительна, чем непосредственное управление человеком

Фундаментальное единство материального мира находит свое выражение в универсальности многих математических моделей. Таким образом, математическое моделирование помимо выполнения своей прямой, познавательной функции играет еще и объединяющую роль в науке.

2-12 Компьютерное моделирование природных и техногенных процессов.

В тех случаях, когда уже известны некие базовые количественные соотношения, на основе которых может быть построена математическая модель явления, дополнительную информацию о явлении можно получить в ходе вычислительного эксперимента с математической моделью, выполняемого взамен реального эксперимента с реальным явлением:

· результат:

ü новые функциональные зависимости, описывающие ранее неизвестные стороны изучаемого явления

ü прогноз развития процессов

· разновидность вычислительного эксперимента – компьютерный эксперимент (или компьютерное моделирование) – зародился в прикладной физике, распространился на другие области естествознания и некоторые социальные науки.

По мере развития науки и техники, социально-экономических отношений человек все чаще сталкивается с необходимостью изучения объектов и процессов, обычное экспериментальное исследование которых невозможно или сильно затруднено:

· геофизические, метеорологические, космические процессы

· некоторые технологические системы ядерной энергетики, элементы ядерного вооружения

· экологические системы, находящиеся под воздействием мощных техногенных факторов

· крупные социальные и экономические системы.

В подобных случаях компьютерное моделирование становится почти единственнойвозможностью детального изучения явления с целью получения научно обоснованных прогнозов поведения таких объектов и систем.

В ходе вычислительного эксперимента работа не с самим объектом, а с его моделью позволяет быстро и при существенно меньших затратах исследовать его свойства и поведение во всех мыслимых ситуациях:

· к настоящему времени построены модели многих сложных техногенных процессов, экологических систем

· на очереди разработка компьютерных моделей социальных процессов – привнесение в эту сферу «точного» моделирования помогает дополнить «умозрительное» моделирование, расширяет поле приложения рациональных методов, отработанных в естествознании

· применимость результатов вычислительного эксперимента ограничена рамками используемой математической модели: модель строится на основе закономерностей, полученных в натурном эксперименте, вычислительный эксперимент никогда не вытеснит натурный перспектива – в рациональном их сочетании

· особенно эффективно компьютерное моделирование в исследовании сложных систем, объединяющих множество взаимодействующих друг с другом элементов:

ü в таких системах проявляются эффекты сборки – при объединении отдельных элементов в систему у нее возникают новые, часто неожиданные свойства, не вытекающие из свойств объединяемых элементов

ü в таких случаях полезными оказываются компьютерные имитационные модели, воспроизводящие сам эффект сборки

· успех компьютерного моделирования зависит в первую очередь от умения поставить вопрос и сформулировать его в математическом виде.

2.4. Естественнонаучная картина мира как система моделей.

В процессе развития естествознания (прежде всего физики):

· происходит усложнение и обобщение моделей

· главная причина – расширение фактической базы, на которой строятся модели

· отдельные модели складываются в систему:

ü появились принципы логического построения системы моделей

ü создание более общих моделей, теорий, опирающихся на расширенный набор данных, приводит к поглощению одной модели другой.

Дата добавления: 2014-01-11