Modelos ideais e materiais

A ambiguidade do termo "modelo", o enorme número de tipos de modelagem e seu rápido desenvolvimento dificultam atualmente a construção de uma classificação de modelos que seja logicamente completa e satisfatória para todos. Qualquer classificação desse tipo é condicional, pois reflete, por um lado, o ponto de vista subjetivo dos autores e, por outro, a limitação de seus conhecimentos em um número finito de áreas do saber científico.

Esta classificação deve ser vista como uma tentativa de construir uma ferramenta ou um modelo para investigar as propriedades e características do próprio processo de modelagem. A modelagem pertence aos métodos gerais de cognição científica. O uso da modelagem nos níveis empírico e teórico de pesquisa leva à divisão condicional dos modelos em materiais e ideais.

A modelagem material é a modelagem na qual a investigação de um objeto é realizada utilizando seu análogo material, que reproduz as principais características físicas, geométricas, dinâmicas e funcionais desse objeto. As principais variedades da modelagem material são a física e a analógica. Ambos os tipos de modelagem são baseados nas propriedades de semelhança geométrica ou física.

A modelagem ideal difere da material por não se basear em uma analogia materializada entre o objeto e o modelo, mas sim em uma analogia ideal, concebível, e sempre possui um caráter teórico. A modelagem ideal é primária em relação à material. Primeiro, um modelo ideal é formado na consciência humana e, em seguida, com base nele, um modelo material é construído.

Modelagem material

As principais variedades da modelagem material são a física e a analógica. Ambos os tipos de modelagem são baseados nas propriedades de semelhança geométrica ou física. Duas figuras geométricas são semelhantes se a razão de todos os comprimentos e ângulos correspondentes for a mesma. Se o coeficiente de semelhança — a escala — for conhecido, os tamanhos de outra figura geométrica semelhante podem ser determinados por uma simples multiplicação das dimensões da primeira figura pelo valor da escala. Dois fenômenos são fisicamente semelhantes se, a partir das características de um, for possível obter as características do outro por um simples recálculo, análogo à transição de um sistema de unidades de medida para outro. A teoria da similaridade estuda as condições de semelhança dos fenômenos.

A modelagem física é um tipo de modelagem em que um objeto real é correspondido por seu análogo material ampliado ou reduzido, que permite a investigação (geralmente em condições de laboratório) com a subsequente transferência das propriedades dos processos e fenômenos estudados do modelo para o objeto, com base na teoria da similaridade.

A modelagem analógica é a modelagem baseada na analogia de processos e fenômenos que têm naturezas físicas diferentes, mas são descritos formalmente da mesma maneira (pelas mesmas relações matemáticas, esquemas lógicos e estruturais). A base da modelagem analógica é a coincidência das descrições matemáticas de diferentes objetos.

Modelos dos tipos físico e analógico são um reflexo material do objeto real e estão intimamente ligados a ele por suas características geométricas, físicas e outras. Na prática, o processo de investigação de modelos desse tipo se resume à realização de uma série de experimentos físicos, nos quais, em vez do objeto real, é utilizado seu modelo físico ou analógico.

Modelagem ideal

A modelagem ideal é dividida em dois tipos principais: intuitiva e científica.

A modelagem intuitiva é a modelagem baseada em uma representação intuitiva (não justificada do ponto de vista da lógica formal) do objeto de estudo, que não pode ser formalizada ou não precisa sê-lo. Como o exemplo mais claro de um modelo intuitivo do mundo circundante, pode-se citar a experiência de vida de qualquer pessoa. Qualquer conhecimento empírico sem a explicação das causas e mecanismos do fenômeno observado também deve ser considerado intuitivo.

A modelagem científica é sempre uma modelagem logicamente fundamentada, que utiliza o número mínimo de suposições, aceitas como hipóteses com base na observação do objeto de modelagem.

A principal diferença entre a modelagem científica e a intuitiva não reside apenas na habilidade de realizar as operações e ações necessárias para a modelagem em si, mas também no conhecimento dos mecanismos "internos" que são utilizados nesse processo. Pode-se dizer que a modelagem científica sabe não apenas como modelar, mas também por que isso deve ser feito dessa maneira. É necessário enfatizar o papel extremamente importante da intuição e dos modelos intuitivos na ciência; sem eles, nenhum conhecimento minimamente novo é possível. Este último é inatingível apenas por métodos da lógica formal.

A modelagem intuitiva e a científica (teórica) não devem, de forma alguma, ser contrapostas. Elas se complementam bem, dividindo suas áreas de aplicação.

A modelagem simbólica é a modelagem que utiliza como modelos representações simbólicas de algum tipo: esquemas, gráficos, desenhos, conjuntos de símbolos, incluindo também um conjunto de leis e regras pelas quais se pode operar com as formações e elementos simbólicos escolhidos. Como exemplos de tais modelos, pode-se citar qualquer linguagem, como a da comunicação humana oral e escrita, a algorítmica, etc. A forma simbólica é usada para transmitir tanto o conhecimento científico quanto o intuitivo. A modelagem por meio de relações matemáticas também é um exemplo de modelagem simbólica.

O conhecimento intuitivo é um gerador de novos conhecimentos. No entanto, nem todas as conjecturas e ideias resistem à verificação posterior por meio de experimentos e métodos da lógica formal, característicos da abordagem científica, que atua como uma espécie de filtro para selecionar os conhecimentos mais valiosos.