Modelos ideales y materiales

La ambigüedad del término «modelo», el enorme número de tipos de modelado y su rápido desarrollo dificultan en la actualidad la construcción de una clasificación de modelos lógicamente completa que satisfaga a todos. Cualquier clasificación de este tipo es condicional, ya que refleja, por un lado, el punto de vista subjetivo de los autores y, por otro, la limitación de sus conocimientos en un número finito de áreas del saber científico.

Esta clasificación debe considerarse como un intento de construir una herramienta o modelo para investigar las propiedades y características del proceso de modelado en sí. El modelado pertenece a los métodos científicos generales de conocimiento. El uso del modelado en los niveles empírico y teórico de la investigación conduce a una división condicional de los modelos en materiales e ideales.

El modelado material es aquel en el que la investigación de un objeto se realiza utilizando su análogo material, que reproduce las principales características físicas, geométricas, dinámicas y funcionales de dicho objeto. Las principales variedades del modelado material son el físico y el analógico. Ambos tipos de modelado se basan en las propiedades de la similitud geométrica o física.

El modelado ideal se diferencia del material en que no se basa en una analogía materializada del objeto y el modelo, sino en una analogía ideal, concebible, y siempre tiene un carácter teórico. El modelado ideal es primario con respecto al material. Primero, en la mente humana se forma un modelo ideal, y luego, sobre su base, se construye uno material.

Modelado material

Las principales variedades del modelado material son el físico y el analógico. Ambos tipos de modelado se basan en las propiedades de la similitud geométrica o física. Dos figuras geométricas son similares si la relación de todas las longitudes y ángulos correspondientes es la misma. Si se conoce el coeficiente de similitud —la escala—, entonces, mediante una simple multiplicación de las dimensiones de una figura por el valor de la escala, se determinan las dimensiones de otra figura geométrica similar. Dos fenómenos son físicamente similares si, a partir de las características dadas de uno, se pueden obtener las características del otro mediante un simple recálculo, que es análogo a la transición de un sistema de unidades de medida a otro. El estudio de las condiciones de similitud de los fenómenos es el objeto de la teoría de la similitud.

El modelado físico es aquel en el que a un objeto real se le asigna un análogo material ampliado o reducido, que permite la investigación (generalmente en condiciones de laboratorio) con la posterior transferencia de las propiedades de los procesos y fenómenos estudiados desde el modelo al objeto, basándose en la teoría de la similitud.

El modelado analógico es un modelado basado en la analogía de procesos y fenómenos que tienen una naturaleza física diferente, pero que se describen formalmente de la misma manera (con las mismas relaciones matemáticas, esquemas lógicos y estructurales). El modelado analógico se fundamenta en la coincidencia de las descripciones matemáticas de diferentes objetos.

Los modelos de tipo físico y analógico son un reflejo material del objeto real y están estrechamente relacionados con él por sus características geométricas, físicas y de otro tipo. De hecho, el proceso de investigación de los modelos de este tipo se reduce a la realización de una serie de experimentos físicos, donde en lugar del objeto real se utiliza su modelo físico o analógico.

Modelado ideal

El modelado ideal se divide en dos tipos principales: intuitivo y científico.

El modelado intuitivo es un modelado basado en una representación intuitiva (no justificada desde la perspectiva de la lógica formal) del objeto de estudio, que no se presta a la formalización o no la necesita. Como ejemplo más claro de un modelo intuitivo del mundo circundante, se puede considerar la experiencia de vida de cualquier persona. Cualquier conocimiento empírico sin una explicación de las causas y mecanismos del fenómeno observado también debe considerarse intuitivo.

El modelado científico es siempre un modelado lógicamente fundamentado, que utiliza un número mínimo de suposiciones, aceptadas como hipótesis sobre la base de las observaciones del objeto de modelado.

La principal diferencia entre el modelado científico y el intuitivo no radica solo en la habilidad para realizar las operaciones y acciones necesarias para el modelado en sí, sino también en el conocimiento de los mecanismos «internos» que se utilizan en el proceso. Se puede decir que el modelado científico no solo sabe cómo se debe modelar, sino también por qué es necesario hacerlo de esa manera. Es necesario subrayar el papel extremadamente importante de la intuición y de los modelos intuitivos en la ciencia; sin ellos, no se puede alcanzar ningún conocimiento nuevo. Esto último es inalcanzable únicamente con los métodos de la lógica formal.

El modelado intuitivo y el científico (teórico) no deben oponerse en modo alguno. Se complementan bien, dividiendo sus áreas de aplicación.

Se denomina modelado sígnico al que utiliza como modelos representaciones sígnicas de algún tipo: esquemas, gráficos, dibujos, conjuntos de símbolos, incluyendo también un conjunto de leyes y reglas con las que se puede operar con las formaciones y elementos sígnicos seleccionados. Como ejemplos de tales modelos se puede citar cualquier lenguaje, por ejemplo: el de la comunicación humana oral y escrita, el algorítmico, etc. La forma sígnica se utiliza para transmitir tanto el conocimiento científico como el intuitivo. El modelado mediante relaciones matemáticas también es un ejemplo de modelado sígnico.

El conocimiento intuitivo es un generador de nuevo conocimiento. Sin embargo, no todas las conjeturas e ideas resisten la posterior verificación mediante experimentos y los métodos de la lógica formal, propios del enfoque científico, que actúa como una especie de filtro para extraer los conocimientos más valiosos.