Mô hình
Mô hình là sự biểu diễn trừu tượng của thực tại dưới một dạng nào đó (ví dụ: dạng toán học, vật lý, ký hiệu, đồ họa hoặc mô tả), được thiết kế để thể hiện những khía cạnh nhất định của thực tại đó và cho phép nhận được câu trả lời cho các câu hỏi đang được nghiên cứu.
Mô hình được hiểu là một đối tượng vật chất hoặc được hình dung trong tư duy, mà trong quá trình nhận thức (nghiên cứu) thay thế cho đối tượng gốc, đồng thời bảo tồn một số đặc điểm điển hình quan trọng của đối tượng đó đối với nghiên cứu đang thực hiện. Quá trình xây dựng và sử dụng mô hình được gọi là mô hình hóa.
Mục đích
Mô hình cần thiết để:
- hiểu được cấu trúc của một đối tượng cụ thể: cấu trúc của nó là gì, các mối liên kết nội tại, các thuộc tính cơ bản, các quy luật phát triển, tự phát triển và tương tác với môi trường xung quanh;
- học cách quản lý đối tượng hoặc quá trình, xác định các phương thức quản lý tối ưu với các mục tiêu và tiêu chí đã cho;
- dự báo các hậu quả trực tiếp và gián tiếp. Khi nói về mô hình hóa khoa học, cần làm rõ ý nghĩa của các thuật ngữ như «mô hình» và «lý thuyết».
Trong tài liệu khoa học hiện đại, các khái niệm này được diễn giải không thống nhất, và ranh giới giữa chúng còn mờ nhạt. Trong phương pháp luận khoa học hiện nay được công nhận các cách diễn giải sau:
- Mô hình — một công cụ hướng đến trước hết là nghiên cứu hành vi và thuộc tính của một đối tượng cụ thể nhằm mục đích quản lý nó hoặc dự đoán các thuộc tính của nó.
- Lý thuyết — một phương tiện trừu tượng hơn so với mô hình, mục tiêu chính của nó là giải thích hành vi hoặc thuộc tính không phải của một đối tượng cụ thể, mà của một lớp đối tượng nào đó. Có thể nói rằng lý thuyết chứa đựng một tập hợp hữu hạn hoặc thậm chí vô hạn các mô hình cụ thể.
Khi tạo ra một mô hình cụ thể, người ta sử dụng các định luật và phương trình của lý thuyết tương ứng. Mô hình cho câu trả lời cho các câu hỏi: «Bằng cách nào?» và «Tại sao?» đối với một đối tượng cụ thể, còn lý thuyết — đối với toàn bộ một họ các đối tượng có những thuộc tính tương đồng. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng khi phát triển các mô hình của các quá trình và hiện tượng phức tạp, người ta thường phải sử dụng các khái niệm và quan hệ của nhiều lý thuyết thuộc các lĩnh vực, ngành học và thậm chí các vùng tri thức khác nhau.
Có thể xây dựng mô hình trong tưởng tượng, một cách lý tưởng, bằng các phương tiện tư duy — những mô hình như vậy được gọi là mô hình trừu tượng, và có thể tạo ra mô hình từ các đối tượng và quá trình thực — những mô hình như vậy được gọi là mô hình thực, vật chất, đôi khi là mô hình vật lý. Theo một nghĩa nào đó, vị trí trung gian, làm cầu nối được chiếm bởi các mô hình thực có nội dung trừu tượng — đó là các mô hình ký hiệu. Khái niệm mô hình không đơn thuần đề cập đến một đối tượng; trong những mối quan hệ nhất định, nó bao gồm: chủ thể tổ chức mô hình hóa, và nhiệm vụ mà vì nó mô hình hóa được tiến hành (cả hai — thông qua mục đích); đối tượng gốc được mô hình hóa; các phương tiện từ đó mô hình được tạo ra; môi trường mà trong đó mô hình phải vận hành.
«Dưới mô hình chúng ta sẽ hiểu là tri thức được đơn giản hóa, nếu muốn, được đóng gói, mang một thông tin hoàn toàn xác định và hạn chế về đối tượng (hiện tượng), phản ánh những thuộc tính này hay thuộc tính khác của nó. Mô hình có thể được coi là một dạng mã hóa thông tin đặc biệt. Khác với mã hóa thông thường, khi toàn bộ thông tin ban đầu đã được biết và chúng ta chỉ chuyển nó sang ngôn ngữ khác, mô hình, dù sử dụng ngôn ngữ nào, còn mã hóa cả thông tin mà con người chưa biết. Có thể nói rằng mô hình chứa đựng trong mình tri thức tiềm năng mà con người, khi nghiên cứu nó, có thể thu nhận được, làm cho nó trở nên trực quan và sử dụng trong các nhu cầu thực tiễn của cuộc sống» (N.N. Moiseev).