Obmedzenia modelov vo vede

Obsah

• Chýbajúce podrobnosti
• Väčšina z nich je aproximácia
• jednoduchosť
• kompromisy

Model je opis prírodného fenoménu, ktorý môžu vedci použiť na tvorbu predpovedí. Dobrý model je čo najpresnejší a najjednoduchší, čo z neho robí nielen výkonného, ​​ale aj ľahko zrozumiteľného. Bez ohľadu na to, aké sú dobré, modely však budú mať takmer vždy obmedzenia.

Chýbajúce podrobnosti

Väčšina modelov nemôže zahrnúť všetky podrobnosti o komplexných prírodných javoch. Napríklad pri meraní vzdialeností okolo Zeme je vhodné modelovať Zem ako guľu, ale to nezahŕňa zmeny vzdialenosti kvôli horským pásmom, dolinám a iným topologickým prvkom, ktoré musí cestujúci prejsť. Zahrnutie týchto dodatočných detailov by urobilo model príliš zložitým na ľahké použitie. Keďže modely musia byť dostatočne jednoduché, aby ste ich mohli použiť na predpovede, často vynechávajú niektoré podrobnosti.

Väčšina z nich je aproximácia

Väčšina modelov obsahuje niektoré aproximácie ako pohodlný spôsob, ako opísať niečo, čo sa deje v prírode. Tieto aproximácie nie sú presné, takže predpovede založené na nich sú zvyčajne trochu odlišné od toho, čo skutočne pozorujete - blízko, ale nie buchnutím. Napríklad v kvantovej mechanike neexistujú presné riešenia Schrodingerovej rovnice pre atómy od hélia ďalej; presné riešenia existujú iba pre vodík. Fyzici preto používajú aproximácie vyšších prvkov. Tieto aproximácie sú dobré, napriek tomu sú to aproximácie.

jednoduchosť

Niekedy môže byť model presnejší, ale na úkor jednoduchosti. V takýchto prípadoch môže byť jednoduchší model skutočne lepší, pretože vám poskytuje spôsob, ako si proces vizualizovať, aby ste mu mohli porozumieť a urobiť o ňom predpovede. Napríklad v chémii sú štruktúrne vzorce a modely typu „stick and stick“ nereálne zobrazenia molekúl; úplne ignorujú to, čo chemici vedia z kvantovej mechaniky o povahe hmoty na subatomárnej úrovni. Sú však jednoduché, ľahko sa dajú kresliť a ponúkajú množstvo prehľadov o molekulárnej štruktúre a vlastnostiach spôsobom, ktorý je ľahko znázorniteľný a zrozumiteľný. V dôsledku toho chemici naďalej používajú štrukturálne vzorce a modely typu „stick and stick“.

kompromisy

V konečnom dôsledku sú modely predmetom niektorých kompromisov. Chcete čo najviac prediktívnej sily. Zároveň chcete, aby bol model čo najjednoduchší. Príroda je ľahostajná k ľudskej potrebe jednoduchosti a ľahkého porozumenia, a mnoho prírodných javov je zložitých. Len premýšľajte napríklad o reťazci biochemických procesov, ktoré prebiehajú len preto, aby sa informácie z fotoreceptorov vo vašom oku prenášali do vizuálnej kôry mozgu. Ak sa pokúsite začleniť do modelu všetko, čo sa v skutočnosti deje, stáva sa nepraktickým a ťažko použiteľným. Nakoniec zistíte, že sa do istej miery spoliehate na aproximácie a koncepčné rámce, ktoré uľahčujú vizualizáciu procesu, ale nevyhnutne neodrážajú skutočnú povahu reality.