Идеални и материални модели

Неяднозначността на термина „модел", огромният брой типове моделиране и бързото им развитие затрудняват в момента изграждането на логически завършена, удовлетворяваща всички класификация на моделите. Всяка подобна класификация е условна, тъй като тя отразява, от една страна, субективната гледна точка на авторите, а от друга — ограничеността на техните знания в крайния брой области на научното познание.

Тази класификация следва да се разглежда като опит за изграждане на някакъв инструмент или модел за изследване на свойствата и характеристиките на самия процес на моделиране. Моделирането се отнася към общонаучните методи на познание. Използването на моделирането на емпирично и теоретично ниво на изследване води до условното разделяне на моделите на материални и идеални.

Материалното моделиране е моделиране, при което изследването на обекта се извършва с използване на неговия материален аналог, възпроизвеждащ основните физически, геометрични, динамични и функционални характеристики на дадения обект. Основните разновидности на материалното моделиране са натурното и аналоговото. При това и двата вида моделиране се основават на свойствата на геометрично или физическо подобие.

Идеалното моделиране се различава от материалното по това, че то се основава не на материализирана аналогия между обекта и модела, а на аналогия, която е идеална, мислена, и винаги носи теоретичен характер. Идеалното моделиране е първично по отношение на материалното. Първоначално в съзнанието на човека се формира идеален модел, а след това на неговата основа се изгражда материален.

Материално моделиране

Основните разновидности на материалното моделиране са натурното и аналоговото. При това и двата вида моделиране се основават на свойствата на геометрично или физическо подобие. Две геометрични фигури са подобни, ако отношенията на всички съответни дължини и ъгли са еднакви. Ако е известен коефициентът на подобие — мащабът, то чрез просто умножение на размерите на едната фигура по стойността на мащаба се определят размерите на другата, подобна на нея геометрична фигура. Две явления са физически подобни, ако по зададените характеристики на едното могат да се получат характеристиките на другото чрез просто преизчисляване, което е аналогично на прехода от една система единици за измерване към друга. Изучаването на условията за подобие на явленията е предмет на теорията на подобието.

Натурното моделиране е такова моделиране, при което на реалния обект се поставя в съответствие неговият увеличен или намален материален аналог, допускащ изследване (като правило, в лабораторни условия) чрез последващо пренасяне на свойствата на изучаваните процеси и явления от модела върху обекта въз основа на теорията на подобието.

Аналоговото моделиране е моделиране, основано на аналогията на процеси и явления с различна физическа природа, но описвани еднакво по формален начин (с едни и същи математически съотношения, логически и структурни схеми). В основата на аналоговото моделиране стои съвпадението на математическите описания на различни обекти.

Моделите от физически и аналогов тип са материално отражение на реалния обект и са тясно свързани с него чрез своите геометрични, физически и други характеристики. Фактически процесът на изследване на модели от този тип се свежда до провеждане на редица натурни експерименти, при които вместо реалния обект се използва неговият физически или аналогов модел.

Идеално моделиране

Идеалното моделиране се разделя на два основни типа: интуитивно и научно.

Интуитивното моделиране е моделиране, основано на интуитивно (необосновано от позициите на формалната логика) представяне на обекта на изследване, което не подлежи на формализация или не се нуждае от такава. Като най-ярък пример за интуитивен модел на заобикалящия свят може да се счита житейският опит на всеки човек. Всяко емпирично знание без обяснение на причините и механизмите на наблюдаваното явление също следва да се счита за интуитивно.

Научното моделиране е винаги логически обосновано моделиране, използващо минимален брой предположения, приети като хипотези въз основа на наблюдения върху обекта на моделиране.

Главното различие между научното и интуитивното моделиране се състои не само в умението да се извършват необходимите операции и действия по самото моделиране, но и в познаването на „вътрешните" механизми, които се използват при това. Може да се каже, че научното моделиране знае не само как трябва да се моделира, но и защо трябва да се прави така. Необходимо е да се подчертае изключително важната роля на интуицията и интуитивните модели в науката — без тях не се получава нито едно сколкото-годе ново знание. Последното е недостижимо само с методите на формалната логика.

Интуитивното и научното (теоретичното) моделиране по никакъв начин не трябва да се противопоставят едно на друго. Те си допълват добре, разпределяйки областите на своето приложение.

Знаково се нарича моделирането, което използва като модели знакови изображения от какъвто и да е вид: схеми, графики, чертежи, набори от символи, включващо също съвкупност от закони и правила, по които може да се оперира с избраните знакови образувания и елементи. Като примери за такива модели може да се посочи всеки език, например: на устното и писменото човешко общуване, алгоритмичен и т.н. Знаковата форма се използва за предаване както на научно, така и на интуитивно знание. Моделирането с помощта на математически съотношения също е пример за знаково моделиране.

Интуитивното знание е генератор на ново знание. Въпреки това далеч не всички догадки и идеи издържат последващата проверка с експеримент и методите на формалната логика, присъщи на научния подход, който се явява своеобразен филтър за отделяне на най-ценните знания.