Что такое научная модель
Научная модель
Моде́ль — описание объекта (предмета, процесса или явления) на каком-либо формализованном языке, составленное с целью изучения его свойств. Такое описание особенно полезно в случаях, когда исследование самого объекта затруднено или физически невозможно. Чаще всего в качестве модели выступает другой материальный или мысленно представляемый объект, замещающий в процессе исследования объект-оригинал. Соответствие свойств модели исходному объекту характеризуется адекватностью. Процесс построения и исследования модели называется моделированием.
Таким образом, модель выступает как своеобразный инструмент для познания, который исследователь ставит между собой и объектом и с помощью которого изучает интересующий его объект.
Модель представляет собой отображение одного множества объектов (явлений) на другое. Например, набор нуклеотидов генома является отображением модели среды их сущестования на геном.
Содержание
Предметные
Обычно являются уменьшенной копией оригинала
Информационные
Являются описанием объекта естественным языком (вербальная или словесная модель) и формальными системами представления информации (математические, программные и др. модели)
Виды моделей
Статические
модели, описывающие состояние системы в определенный момент времени (единовременный срез информации по данному объекту). Примеры моделей: классификация животных, строение молекул, список посаженных деревьев, отчет об обследовании состояния зубов в школе и тд.
Динамические
модели, описывающие процессы изменения и развития системы (изменения объекта во времени). Примеры: описание движения тел, развития организмов, процесс химических реакций.
Функальные
Концептуальные
Топологические
Информационные
Логико-лингвистические
Семантические
Теоретико-множественные
Физические
Экономические
Математические
Физическая модель представляет собой аналоговую модель, в которой между параметрами объекта и модели одинаковой физической природы существует однозначное соответствие. В этом случае элементом системы ставятся в соответствие физические эквиваленты, воспроизводящие структуру, основные свойства и соотношения изучаемого объекта. При физическом моделировании, основой которого является теория подобия, сохраняются особенности проведения эксперимента в натуре с соблюдением оптимального диапазона изменения соответствующих фи-зических параметров.
См.также
Всякий объект сопоставленный по определённым свойствам с другим объектом является Моделью этого объекта (пробраз).
Полезное
Смотреть что такое «Научная модель» в других словарях:
Научная модель мира — Научная картина мира (НКМ) (одно из основополагающих понятий в естествознании) особая форма систематизации знаний, качественное обобщение и мировоззренческий синтез различных научных теорий. Будучи целостной системой представлений об общих… … Википедия
Научная модель мироздания — Научная картина мира (НКМ) (одно из основополагающих понятий в естествознании) особая форма систематизации знаний, качественное обобщение и мировоззренческий синтез различных научных теорий. Будучи целостной системой представлений об общих… … Википедия
Модель — У этого термина существуют и другие значения, см. Модель (значения). Для улучшения этой статьи желательно?: Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторите … Википедия
Модель (наука) — У этого термина существуют и другие значения, см. Модель (значения). Модель (в науке) это объект заместитель объекта оригинала, инструмент для познания, который исследователь ставит между собой и объектом и с помощью которого изучает… … Википедия
Научная картина мира — (сокр. НКМ) одно из основополагающих понятий в естествознании особая форма систематизации знаний, качественное обобщение и мировоззренческий синтез различных научных теорий. Будучи целостной системой представлений об общих свойствах и… … Википедия
Модель мира — Научная картина мира (НКМ) (одно из основополагающих понятий в естествознании) особая форма систематизации знаний, качественное обобщение и мировоззренческий синтез различных научных теорий. Будучи целостной системой представлений об общих… … Википедия
Модель мироздания — Научная картина мира (НКМ) (одно из основополагающих понятий в естествознании) особая форма систематизации знаний, качественное обобщение и мировоззренческий синтез различных научных теорий. Будучи целостной системой представлений об общих… … Википедия
НАУЧНАЯ КАРТИНА МИРА — целостная система представлений об общих свойствах и закономерностях природы, возникающая в результате обобщения и синтеза осн. естеств. науч. понятий и принципов. Мировоззренч. и методологич. базой Н. к. м. является материалистич.… … Философская энциклопедия
НАУЧНАЯ КАРТИНА МИРА — особая форма теоретического знания, репрезентирующая предмет исследования науки соответственно определенному этапу ее исторического развития, посредством которой интегрируются и систематизируются конкретные знания, полученные в различных областях … Новейший философский словарь
Научная методология — Верификация Научный метод совокупность основных способов получения новых знаний и методов решения задач в рамках любой науки. Метод включает в себя способы исследования феноменов, систематизацию, корректировку новых и полученных ранее знаний.… … Википедия
Что такое научная модель? (Пример)
Содержание:
Благодаря введению данных модель позволяет изучить конечный результат.Чтобы создать модель, необходимо выдвинуть определенные гипотезы, чтобы представление результата, которого мы хотим получить, было как можно более точным, а также простым, чтобы им было легко манипулировать.
Существует несколько типов методов, техник и теорий для формирования научных моделей. И на практике каждая отрасль науки имеет свой собственный метод создания научных моделей, хотя вы можете включить модели из других отраслей, чтобы проверить свое объяснение.
Принципы моделирования позволяют создавать модели в соответствии с той областью науки, которую они пытаются объяснить. Способ построения моделей анализа изучается в философии науки, общей теории систем и научной визуализации.
Практически во всех объяснениях явлений может применяться та или иная модель, но необходимо скорректировать используемую модель, чтобы результат был как можно более точным. Возможно, вас заинтересуют 6 шагов научного метода и из чего они состоят.
Общие части научной модели
Правила представительства
Для создания модели необходимы ряд данных и их организация. Из набора входных данных модель предоставит серию выходных данных с результатом выдвинутых гипотез.
Внутренняя структура
Внутренняя структура каждой модели будет зависеть от типа модели, которую мы предлагаем. Обычно он определяет соответствие между входом и выходом.
Модели могут быть детерминированными, когда каждый вход соответствует одному и тому же выходу, или также недетерминированными, когда разные выходы соответствуют одному и тому же входу.
Типы моделей
Модели отличает форма представления их внутреннего устройства. И отсюда мы можем установить классификацию.
Физические модели
Они являются репрезентацией или копией изучаемого объекта или явления, что позволяет изучать их поведение в различных ситуациях.
Необязательно, чтобы это представление явления осуществлялось в одном масштабе, скорее они разработаны таким образом, чтобы полученные данные можно было экстраполировать на исходное явление в зависимости от его размера.
В случае теоретических физических моделей они считаются моделями, когда внутренняя динамика неизвестна.
С помощью этих моделей стремятся воспроизвести изучаемое явление, но не зная, как его воспроизвести, включаются гипотезы и переменные, чтобы попытаться объяснить, почему был получен этот результат. Применяется во всех вариантах физики, кроме теоретической физики.
Математические модели
В рамках математических моделей предполагается представить явления посредством математической формулировки. Этот термин также используется для обозначения геометрических моделей в дизайне. Их можно разделить на другие модели.
Числовые модели, с другой стороны, представляют собой те, которые представляют начальные условия модели посредством числовых наборов. Эти модели позволяют моделировать модель, изменяя исходные данные, чтобы знать, как модель вела бы себя, если бы в ней были другие данные.
В общем, математические модели также можно классифицировать в зависимости от типа входных данных, с которыми они работают. Это могут быть эвристические модели, в которых ищутся объяснения причины наблюдаемого явления.
Или они могут быть эмпирическими моделями, где результаты модели проверяются на основе результатов, полученных в результате наблюдения.
И, наконец, их также можно классифицировать по цели, которую они хотят достичь. Это могут быть имитационные модели, в которых кто-то пытается предсказать результаты наблюдаемого явления.
Это могут быть модели оптимизации, в которых предлагается работа модели и делается попытка найти точку, которую можно улучшить, чтобы оптимизировать результат явления.
Наконец, это могут быть модели управления, в которых они пытаются управлять переменными, чтобы контролировать полученный результат и иметь возможность изменять его при необходимости.
Графические модели
С помощью графических ресурсов осуществляется представление данных. Эти модели обычно являются линиями или векторами. Эти модели облегчают видение явления, представленного в виде таблиц и графиков.
Аналоговая модель
Это материальное представление объекта или процесса. Он используется для проверки определенных гипотез, которые иначе было бы невозможно проверить. Эта модель успешна, когда можно спровоцировать то же явление, которое мы наблюдаем, в его аналоге.
Концептуальные модели
Это карты абстрактных понятий, которые представляют явления, которые необходимо изучить, включая предположения, которые позволяют получить представление о результате модели и могут быть адаптированы к нему.
У них высокий уровень абстракции для объяснения модели. Они сами по себе являются научными моделями, в которых концептуальное представление процессов позволяет объяснить наблюдаемое явление.
Представление моделей
Концептуальный тип
Факторы модели измеряются путем организации качественных описаний переменных, которые необходимо изучить в рамках модели.
Математический тип
Модели представления устанавливаются посредством математической формулировки. Необязательно, чтобы это были числа, но математическое представление может быть алгебраическим или математическим графиком.
Физический тип
Когда создаются прототипы или модели, которые пытаются воспроизвести изучаемое явление. Как правило, они используются для уменьшения масштаба, необходимого для воспроизведения изучаемого явления.
Ссылки
Массовая культура: характеристика и примеры
Модель (наука)
Моде́ль (в науке) — это объект-заместитель объекта-оригинала, инструмент для познания, который исследователь ставит между собой и объектом и с помощью которого изучает некоторые свойства оригинала. В качестве модели выступает другой материальный или мысленно представляемый объект, замещающий в процессе исследования объект-оригинал. Соответствие свойств модели исходному объекту характеризуется адекватностью. Процесс построения и исследования модели называется моделированием.
В современной науке распространены модели в форме описания объекта (предмета, процесса или явления) на каком-либо формализованном языке, составленного с целью изучения его свойств. Такое описание особенно полезно в случаях, когда исследование самого объекта затруднено или физически невозможно.
Содержание
Предметные
Обычно являются уменьшенной копией оригинала
Информационные
Являются описанием объекта естественным языком (вербальная или словесная модель) и формальными системами представления информации (математические, программные и др. модели)
Виды моделей
Статические
модели, описывающие состояние системы в определенный момент времени (единовременный срез информации по данному объекту). Примеры моделей: классификация животных, строение молекул, список посаженных деревьев, отчет об обследовании состояния зубов в школе и тд.
Динамические
модели, описывающие процессы изменения и развития системы (изменения объекта во времени). Примеры: описание движения тел, развития организмов, процесс химических реакций.
Функциональные
Концептуальные
Топологические
Топологические модели отражают взаимные связи между объектами, не зависящие от геометрических свойств объектов.
Логико-лингвистические
Семантические
Теоретико-множественные
Математические
Наиболее лаконичное определение математической модели: «Уравнение, выражающее идею.»
Физические
Физическая модель представляет собой аналоговую модель, в которой между параметрами объекта и модели одинаковой физической природы существует однозначное соответствие. В этом случае элементом системы ставятся в соответствие физические эквиваленты, воспроизводящие структуру, основные свойства и соотношения изучаемого объекта. При физическом моделировании, основой которого является теория подобия, сохраняются особенности проведения эксперимента в натуре с соблюдением оптимального диапазона изменения соответствующих физических параметров.
Математические модели в физике
Экономические
Экономическая модель — это формализованное описание экономического процесса или явления, структура которого определяется как его Объективными свойствами, так и субъективным целевым характером исследования. Таким образом, структура модели зависит от того, каковы особенности объекта изучения и цели субъекта исследования. Модель всегда балансирует на грани между точностью (приближенностью к реальности) и сложностью построения: Простота-Модель-Реальность
Всякий объект сопоставленный по определённым свойствам с другим объектом является моделью этого объекта (прообразом).
См. также
Примечания
Полезное
Смотреть что такое «Модель (наука)» в других словарях:
Модель (значения) — Модель: Модель (техника) упрощенное представление реального объекта и/или протекающих в нем процессов. Модель (наука) мысленный упрощённый объект, сохраняющий лишь важнейшие свойства реально существующего объекта или системы, и… … Википедия
НАУКА — особый вид познавательной деятельности, направленный на выработку объективных, системно организованных и обоснованных знаний о мире. Взаимодействует с др. видами познавательной деятельности: обыденным, художественным, религиозным, мифологическим … Философская энциклопедия
Модель Френкеля — Конторовой — Солитон, или дислокация Френкеля Конторовой (ФК солитон) это модель особого рода дефекта в кристаллической структуре твёрдого тела. Была разработана Френкелем и Конторовой в 1930х годах. Предельный случай дислокации это «дырка»… … Википедия
Наука и культура. Юридическая наука — Юридическая мысль в странах Латинской Америки имеет многовековую традицию. В государствах майя, ацтеков, инков существовали сравнительно развитые правовые системы. Колониальный период характеризуется сложной и громоздкой системой испанского и… … Энциклопедический справочник «Латинская Америка»
Наука в России — Основная статья: Наука Содержание 1 История науки в России 2 Российская наука накануне октябрьской революции … Википедия
Наука России — Содержание 1 История науки в России 2 Российская наука накануне октябрьской революции 3 Советский пе … Википедия
Модель мира — Научная картина мира (НКМ) (одно из основополагающих понятий в естествознании) особая форма систематизации знаний, качественное обобщение и мировоззренческий синтез различных научных теорий. Будучи целостной системой представлений об общих… … Википедия
Модель мироздания — Научная картина мира (НКМ) (одно из основополагающих понятий в естествознании) особая форма систематизации знаний, качественное обобщение и мировоззренческий синтез различных научных теорий. Будучи целостной системой представлений об общих… … Википедия
Модель «Смысл ↔ Текст» — Книга И. А. Мельчука «Русский язык в модели „Смысл ↔ Текст“» Теория «Смысл ↔ Текст» теория языка, созданная И. А. Мельчуком и представляющая его как многоуровневую модель преобразований смысла в текст и обратно (модель «Смысл ↔ Текст»);… … Википедия
НАУКА — (science) 1. (Самый общий смысл) систематическое изучение физических или социальных явлений. 2. (Более узкий смысл) изучение физических и социальных явлений путем наблюдений, экспериментов, классификации и поиск универсальных общих законов и… … Большой толковый социологический словарь
Научное моделирование
Схема транспортных путей перемещения химически элементов кругооборота в природе, связанных с атмосферным составом
Научное моделирование — процесс исследования реального мира с помощью создания абстрактных, концептуальных, графических и/или математических моделей. Наука предлагает растущее собрание методов, методов и теории обо всех видах специализированного научного моделирования. Научная модель может обеспечить путь лёгкого прочтения элементов, которые были сломаны в более простой форме.
Моделирование — существенная и неотделимая часть всей научной деятельности, и много научных дисциплин имеют их собственные идеи об определенных типах моделирования. Есть небольшая общая теория о научном моделировании, предлагаемая философией науке — теория систем, и новые области как визуализация знания. [1]
Содержание
Научные основы моделирования
Модель
Моделирование вместо прямого измерения и экспериментирования
Модели типично используются, когда это является или невозможным или непрактичным, чтобы создать экспериментальные условия, в которых ученые могут непосредственно измерить результаты. Прямое измерение результатов при условиях, которыми управляют (см. Научный метод) всегда будет более точным, чем моделируемые оценки результатов. Предсказывания результатов, предположения использования моделей призводят в то время, когда отсутствуют измерения. С увеличением числа предположений в модели, точность и рациональность модели уменьшаются.
Моделирование языка
Моделирование
Моделирование — построение модели. Устойчивое государственное моделирование обеспечивает информацию о системе во время (обычно в равновесия, если это существует). Динамическое моделирование обеспечивает информацию в течение длительного времени. Моделирование приводит модель в чувство и показывает, как специфический объект или явление будут вести себя. Это полезно для испытания, анализа или обучения, где системы реального мира или понятия могут быть представлены моделью. [7]
Структуирование
Структура [14] — фундаментальное и иногда неосязаемое понятие покрыть признание, наблюдение, природу, и стабильность образцов и отношений объектов. От устного описания основы метода [15], к детальному научному анализу свойств магнитных полей [16], понятие структуры — существенный фонд почти каждого способа запроса и открытия в философии науки, и искусстве. [8]
Система
Производство модели
Моделирование обращается к процессу производства модели как концептуальное представление некоторого явления. Как правило модель обращается только к некоторым аспектам рассматриваемого явления, и две модели того же самого явления могут быть чрезвычайно отличными, где различие является большим, чем только простое переименование. Это может произойти из-за отличающихся требований конечных пользователей модели или к концептуальным или эстетическим различиям modellers и решениями, принятыми в течение процесса моделирования. Эстетические рассмотрения, которые могут влиять на структуру [18] модели, могли бы быть предпочтением модельеров с уменьшенной онтологии [19] (процесс представления знаний о реальном мире при моделировании), предпочтением относительно вероятностных моделей в отношении детерминированных, дискретных моделей против непрерывного времени и т.д. По этой причине пользователи образцовой потребности должны понимать оригинальную цель модели и предположения о ее законности [цитата, необходимая].
Процесс оценки модели
Модель оценена прежде всего ее последовательностью к эмпирическим данным; любая модель, непоследовательная с восстанавливаемыми наблюдениями должна быть изменена или отклонена. Однако, использование только эмпирических данных не достаточно для модели, которая будет принята как действительная.
Другие факторы, важные в оценке модели включают:[цитата, необходимая]
Люди могут попытаться определить количество оценок модели, используя сервисную функцию [20].
Визуализация
Визуализация — методы создания изображений, диаграмм, мультипликаций и т.д., для более ясного иллюстрирования мысли или сообщения. Визуализация через визуальные образы была эффективным способом сообщить и абстрактные и конкретные идеи с начала эволюции человека. Примеры из истории включают наскальные рисунки [21], Египетские иероглифы [22], греческую геометрию [23], и Леонардо дa Винчи [24] с его революционными методами технического рисунка для разработки и научных целей.
Типы научного моделирования
Моделирование бизнес-процесса
Абстракция для моделирования Бизнес-процесса [11]
В бизнес-процессе, моделируя модель процесса предприятия часто упоминается как модель бизнес-процесса [25]. Модели процесса — основные понятия в дисциплине разработки процесса.
Та же самая модель процесса, которая используется неоднократно для развития многих заявлений, имеет много экземпляров.
Одно возможное использование модели процесса должно предписать, как вещи must/should/could, должно быть сделано отличающимся от непосредственного процесса, который является действительным, что случается. Модель процесса — это примерное ожидание того, на что будет похож процесс. То, чем должен быть процесс, будет определено в течение фактического развития системы. [12]
Другие типы
Применение
Моделирование и симуляция
Одно заявление научного моделирования — область Моделирования и Симуляции, вообще называется M&S.[12] M&S имеет спектр заявлений, которые располагаются согласно развития понятия и анализа от экспериментирования, измерения и проверки, до анализа распоряжения. Проекты и программы могут использовать сотни различных моделирований, тренажеров и моделированные инструменты анализа.
Пример интегрированного использования Моделирования и симуляции в управлении цикла жизни Защиты. Моделирование и моделирование в этом изображении представлены в центре изображения с этими тремя контейнерами. [13]
Показы фигуры, как Моделирование и Симуляция используются как центральная часть интегрированной программы в процессе развития способности защиты.[6]
Смотри также
А Общие определения
Б. Моделирование в естественных науках:
НАУЧНАЯ МОДЕЛЬ.
зированной, в упрощенной или наглядной формах.
Научные модели отображают и воспроизводят в более простом, уменьшенном виде структуру, свойства, взаимосвязи и отношения между элементами изучаемого объекта, непосредственное изучение которого связано с какими-либо трудностями. Создание моделей невозможно без использования метода аналогии. Конструируя модели, необходимо не упускать из виду, что как бы ни была хороша модель, она лишь приближенно отображает исследуемый объект, огрубляя и упрощая его. Модель и оригинал не тождественны, а только сходны. Умозаключения по аналогии, понимаемые как перенос информации об одних объектах на другие, составляют гносеологическую основу моделирования.
Существуют различные классификации научных моделей. В. А. Штофф в работе «Моделирование и философия» (1966) предлагает классификацию, основанием которой служит понимание модели как средства отображения, воспроизведения той или иной части действительности. В связи с этим модели подразделяются на мысленные (идеальные) и материальные. К мысленным моделям относятся: образные (модели-аналоги, модели-идеализации, гипотетические модели), смешанные (схемы, карты, структурные формы химии, графики, чертежи) и знаковые (определенным образом интерпретированные знаковые системы) модели. Идеальные модели существуют лишь в мыслительной деятельности людей и функционируют по законам логики.
К материальным моделям относятся модели, созданные человеком, существующие объективно и имеющие материальное воплощение, их называют натурными моделями. Материальные модели подразделяются на пространственно подобные (макеты, муляжи), физически подобные (модели, обладающие механическим, динамическим, кинематическим и другими видами физического подобия с оригиналом) и математически подобные (аналоговые, структурные модели, цифровые машины, функциональные кибернетические устройства). В данной классификации учтены различные виды моделей и моделирования.
Примером идеализированной модели физического тела является абстрактный объект, воспроизводящий некоторые физические свойства реального объекта, существенные для определенного круга задач. Модели такого рода позволяют изучать реальные объекты, формулировать физические законы, создавать физические теории. В настоящее время большую роль в науке играет именно математическое моделирование, в основе которого лежит общность функциональной зависимости различных по своему вещественному составу и свойствам объектов. Математическая модель объекта, процесса или явления позволяет раскрыть математические закономерности, с помощью которых описываются основные характеристики моделируемого феномена. Такая разновидность, как статистическая модель, представляет собой совокупность допущений, лежащих в основе заданного теста и относящихся к форме данных, характеру переменных, природе выборки, природе генеральной совокупности, из которой была получена выборка. Структурная модель представляет собой реконструкцию
структуры изучаемого объекта, когда в соответствии с формальными правилами, отбираются и систематически увязываются важные переменные, описывающие структуру. Различают такие формальные и неформальные модели: неформальная модель представляет собой упрощенное описание процесса или ситуации в терминах естественного языка, тогда как формальная модель задается на математическом или другом формализованном языке.
Метод построения моделей носит общенаучный характер. Роль модели в научном познании весьма значительна, так как научная модель служит средством познания явлений объективного мира и в особенности тех, которые не даны нам непосредственно.