Ideální a materiální modely

Nejednoznačnost termínu „model", obrovský počet typů modelování a jejich rychlý rozvoj v současné době ztěžují sestavení logicky uzavřené klasifikace modelů, která by uspokojila všechny. Každá taková klasifikace je podmíněná, neboť odráží na jedné straně subjektivní pohled autorů a na druhé straně omezenost jejich znalostí v konečném počtu oblastí vědeckého poznání.

Tuto klasifikaci je třeba považovat za pokus o sestavení určitého nástroje nebo modelu pro zkoumání vlastností a charakteristik samotného procesu modelování. Modelování patří k obecně vědeckým metodám poznání. Využití modelování na empirické a teoretické úrovni výzkumu vede k podmíněnému dělení modelů na materiální a ideální.

Materiální modelování je modelování, při němž je zkoumání objektu prováděno pomocí jeho materiálního analogu, který reprodukuje základní fyzikální, geometrické, dynamické a funkční charakteristiky daného objektu. Hlavními variantami materiálního modelování jsou fyzikální (natální) a analogové modelování. Přitom oba druhy modelování jsou založeny na vlastnostech geometrické nebo fyzikální podobnosti.

Ideální modelování se od materiálního liší tím, že není založeno na materializované analogii objektu a modelu, nýbrž na analogii ideální, myšlené, a má vždy teoretický charakter. Ideální modelování je primární ve vztahu k materiálnímu. Nejprve se v mysli člověka formuje ideální model a teprve na jeho základě je budován model materiální.

Materiální modelování

Hlavními variantami materiálního modelování jsou fyzikální (natální) a analogové modelování. Přitom oba druhy modelování jsou založeny na vlastnostech geometrické nebo fyzikální podobnosti. Dvě geometrické figury jsou podobné, pokud jsou poměry všech odpovídajících délek a úhlů stejné. Je-li znám koeficient podobnosti — měřítko — pak jednoduchým násobením rozměrů jedné figury hodnotou měřítka se určí rozměry druhé, jí podobné geometrické figury. Dva jevy jsou fyzikálně podobné, pokud lze ze zadaných charakteristik jednoho získat charakteristiky druhého jednoduchým přepočtem, který je analogický přechodu z jedné soustavy jednotek měření do jiné. Studiem podmínek podobnosti jevů se zabývá teorie podobnosti.

Fyzikální (natální) modelování je takové modelování, při němž je reálnému objektu přiřazen jeho zvětšený nebo zmenšený materiální analog, umožňující výzkum (zpravidla v laboratorních podmínkách) pomocí následného přenesení vlastností zkoumaných procesů a jevů z modelu na objekt na základě teorie podobnosti.

Analogové modelování je modelování založené na analogii procesů a jevů, které mají různou fyzikální podstatu, ale jsou formálně popisovány stejným způsobem (stejnými matematickými vztahy, logickými a strukturními schématy). Základem analogového modelování je shoda matematických popisů různých objektů.

Modely fyzikálního a analogového typu jsou materiálním odrazem reálného objektu a jsou s ním úzce spjaty svými geometrickými, fyzikálními a dalšími charakteristikami. Ve skutečnosti se proces zkoumání modelů tohoto typu omezuje na provedení řady fyzikálních experimentů, při nichž je místo reálného objektu použit jeho fyzikální nebo analogový model.

Ideální modelování

Ideální modelování se dělí na dva základní typy: intuitivní a vědecké.

Intuitivní modelování je modelování založené na intuitivním (z hlediska formální logiky neodůvodněném) představení o objektu výzkumu, které nelze formalizovat nebo to není nutné. Jako nejnázornější příklad intuitivního modelu okolního světa lze považovat životní zkušenost každého člověka. Za intuitivní je třeba považovat také jakékoli empirické poznání bez vysvětlení příčin a mechanismů pozorovaného jevu.

Vědecké modelování je vždy logicky odůvodněné modelování, využívající minimální počet předpokladů přijatých jako hypotézy na základě pozorování objektu modelování.

Hlavní rozdíl vědeckého modelování od intuitivního spočívá nejen ve schopnosti provádět nezbytné operace a úkony při vlastním modelování, ale také ve znalosti „vnitřních" mechanismů, které jsou při tom využívány. Lze říci, že vědecké modelování ví nejen jak je třeba modelovat, ale také proč je to nutné takto dělat. Je třeba zdůraznit nesmírně důležitou roli intuice a intuitivních modelů ve vědě — bez nich se neobejde žádné byť jen poněkud nové poznání. Toho posledního nelze dosáhnout pouze metodami formální logiky.

Intuitivní a vědecké (teoretické) modelování nelze v žádném případě stavět jedno proti druhému. Navzájem se dobře doplňují a dělí se o oblasti svého uplatnění.

Znakovým se nazývá modelování, které jako modely využívá znakové zobrazení různého druhu: schémata, grafy, výkresy, sady symbolů, a zahrnuje také souhrn zákonů a pravidel, podle nichž lze s vybranými znakovými útvary a prvky pracovat. Jako příklady takových modelů lze uvést jakýkoli jazyk, například: jazyk ústní a písemné lidské komunikace, algoritmický jazyk atd. Znaková forma se používá k přenosu jak vědeckého, tak intuitivního poznání. Modelování pomocí matematických vztahů je rovněž příkladem znakového modelování.

Intuitivní poznání je generátorem nového poznání. Ne všechny nápady a myšlenky však obstojí při následném ověřování experimentem a metodami formální logiky, které jsou vlastní vědeckému přístupu vystupujícímu jako jakýsi filtr pro vyčlenění nejcennějších poznatků.