Ideale en materiële modellen
De meerduidigheid van de term «model», het enorme aantal typen modellering en hun snelle ontwikkeling maken het momenteel moeilijk om een logisch afgeronde classificatie van modellen te bouwen die iedereen bevredigt. Elke dergelijke classificatie is voorwaardelijk, omdat zij enerzijds het subjectieve standpunt van de auteurs weerspiegelt en anderzijds de beperking van hun kennis in een eindig aantal wetenschappelijke kennisgebieden.
Deze classificatie moet worden beschouwd als een poging om een bepaald instrument of model te bouwen voor het onderzoeken van de eigenschappen en kenmerken van het modelleringsproces zelf. Modellering behoort tot de algemeen-wetenschappelijke methoden van kennisverwerving. Het gebruik van modellering op empirisch en theoretisch niveau van onderzoek leidt tot een voorwaardelijke verdeling van modellen in materiële en ideale.
Materiële modellering is modellering waarbij het onderzoek van een object wordt uitgevoerd met behulp van een materieel analogon dat de belangrijkste fysieke, geometrische, dynamische en functionele kenmerken van het betreffende object reproduceert. De voornaamste varianten van materiële modellering zijn de natuurgetrouwe en de analoge modellering. Beide vormen van modellering zijn gebaseerd op de eigenschappen van geometrische of fysieke gelijkenis.
Ideale modellering onderscheidt zich van materiële modellering doordat zij niet gebaseerd is op een gematerialiseerde analogie van object en model, maar op een ideale, denkbeeldige analogie, en draagt altijd een theoretisch karakter. Ideale modellering is primair ten opzichte van materiële modellering. Eerst vormt zich in het bewustzijn van de mens een ideaal model, en vervolgens wordt op basis daarvan een materieel model gebouwd.
Materiële modellering
De voornaamste varianten van materiële modellering zijn de natuurgetrouwe en de analoge modellering. Beide vormen van modellering zijn gebaseerd op de eigenschappen van geometrische of fysieke gelijkenis. Twee geometrische figuren zijn gelijkvormig als de verhouding van alle overeenkomstige lengten en hoeken gelijk is. Als de gelijkvormigheidscoëfficiënt — de schaal — bekend is, kunnen door eenvoudige vermenigvuldiging van de afmetingen van de ene figuur met de schaalwaarde de afmetingen van de andere, daaraan gelijkvormige geometrische figuur worden bepaald. Twee verschijnselen zijn fysiek gelijkwaardig als men aan de hand van de gegeven kenmerken van het ene de kenmerken van het andere kan verkrijgen door een eenvoudige omrekening, vergelijkbaar met de overgang van het ene stelsel van maateenheden naar het andere. De studie van de voorwaarden voor gelijkenis van verschijnselen is het onderwerp van de gelijkenistheorie.
Natuurgetrouwe modellering is een vorm van modellering waarbij aan een reëel object een vergroot of verkleind materieel analogon wordt gekoppeld, dat onderzoek (doorgaans in laboratoriumomstandigheden) mogelijk maakt, gevolgd door de overdracht van de eigenschappen van de bestudeerde processen en verschijnselen van het model naar het object op basis van de gelijkenistheorie.
Analoge modellering is modellering die gebaseerd is op de analogie van processen en verschijnselen met een verschillende fysieke aard, maar die formeel op dezelfde wijze worden beschreven (door dezelfde wiskundige betrekkingen, logische en structurele schema's). De basis van analoge modellering wordt gevormd door de overeenkomst van de wiskundige beschrijvingen van verschillende objecten.
Modellen van het fysieke en analoge type zijn een materiële weerspiegeling van het reële object en zijn nauw met dat object verbonden via hun geometrische, fysieke en overige kenmerken. In feite komt het onderzoeksproces van modellen van dit type neer op het uitvoeren van een reeks natuurgetrouwe experimenten, waarbij in plaats van het reële object zijn fysieke of analoge model wordt gebruikt.
Ideale modellering
Ideale modellering wordt onderverdeeld in twee hoofdtypen: intuïtieve en wetenschappelijke modellering.
Intuïtieve modellering is modellering die gebaseerd is op een intuïtieve (niet vanuit de formele logica onderbouwde) voorstelling van het te onderzoeken object, die zich niet leent voor formalisering of waarbij formalisering niet noodzakelijk is. Als het meest treffende voorbeeld van een intuïtief model van de omringende wereld kan de levenservaring van iedere mens worden beschouwd. Ook elke empirische kennis zonder verklaring van de oorzaken en mechanismen van het waargenomen verschijnsel moet als intuïtief worden beschouwd.
Wetenschappelijke modellering is altijd logisch onderbouwde modellering, die gebruik maakt van een minimaal aantal aannames die als hypothesen zijn aangenomen op basis van waarnemingen van het te modelleren object.
Het belangrijkste verschil tussen wetenschappelijke en intuïtieve modellering ligt niet alleen in het vermogen om de noodzakelijke handelingen en operaties van de modellering zelf uit te voeren, maar ook in de kennis van de «interne» mechanismen die daarbij worden gebruikt. Men kan zeggen dat wetenschappelijke modellering niet alleen weet hóe er gemodelleerd moet worden, maar ook waaróm dit zo gedaan moet worden. Het is noodzakelijk de buitengewoon belangrijke rol van intuïtie en intuïtieve modellen in de wetenschap te benadrukken: geen enkele min of meer nieuwe kennis komt zonder hen tot stand. Die laatste is niet bereikbaar met uitsluitend de methoden van de formele logica.
Intuïtieve en wetenschappelijke (theoretische) modellering mogen op geen enkele manier tegenover elkaar worden gesteld. Zij vullen elkaar goed aan en verdelen de gebieden van hun toepassing.
Tekenmodellering is modellering waarbij als modellen tekenvormige afbeeldingen van enige aard worden gebruikt: schema's, grafieken, tekeningen, verzamelingen van symbolen, inclusief het geheel van wetten en regels waarmee de gekozen tekenvormen en -elementen kunnen worden gemanipuleerd. Als voorbeelden van dergelijke modellen kunnen alle talen worden genoemd, bijvoorbeeld: de gesproken en geschreven menselijke communicatietaal, algoritmische talen, enzovoort. De tekenvorm wordt gebruikt voor de overdracht van zowel wetenschappelijke als intuïtieve kennis. Modellering met behulp van wiskundige betrekkingen is eveneens een voorbeeld van tekenmodellering.
Intuïtieve kennis is de generator van nieuwe kennis. Echter, lang niet alle vermoedens en ideeën doorstaan de daaropvolgende toetsing door experiment en door de methoden van de formele logica die eigen zijn aan de wetenschappelijke benadering, welke fungeert als een soort filter voor het selecteren van de meest waardevolle kennis.