Um modelo é uma representação abstrata da realidade em alguma forma (por exemplo, matemática, física, simbólica, gráfica ou descritiva), projetada para captar certos aspectos dessa realidade e fornecer respostas às questões em estudo.
Por "modelo" entendemos um objeto material ou mentalmente concebido que, no processo de investigação, substitui o objeto original preservando certas características que são essenciais para a pesquisa em questão. O processo de construção e uso de um modelo é chamado de modelagem.
Um modelo é necessário para:
- compreender como um objeto específico está organizado: sua estrutura, relações internas, propriedades fundamentais, leis de desenvolvimento, autodesenvolvimento e interação com o ambiente;
- aprender a controlar o objeto ou processo e determinar os melhores métodos de controle diante de objetivos e critérios especificados;
- prever consequências tanto diretas quanto indiretas.
Ao falar de modelagem científica, vale esclarecer o significado dos termos "modelo" e "teoria". Na literatura científica contemporânea, esses conceitos são interpretados de diversas maneiras, e a fronteira entre eles é imprecisa. As seguintes interpretações são atualmente aceitas na metodologia da ciência:
- Um modelo é um instrumento orientado principalmente para investigar o comportamento e as propriedades de um objeto específico, com o objetivo de controlá-lo ou prever suas propriedades.
- Uma teoria é um instrumento mais abstrato do que um modelo, cujo propósito primário é explicar o comportamento ou as propriedades não de um único objeto específico, mas de toda uma classe de objetos. Pode-se dizer que uma teoria contém uma coleção finita ou até mesmo infinita de modelos específicos.
Ao construir um modelo específico, utilizam-se as leis e equações da teoria correspondente. Um modelo responde às perguntas "Como?" e "Por quê?" para um objeto particular, enquanto uma teoria as responde para toda uma família de objetos que compartilham propriedades semelhantes. Deve-se observar, porém, que, ao desenvolver modelos de processos e fenômenos complexos, frequentemente é necessário recorrer a conceitos e relações de várias teorias pertencentes a diferentes ramos, disciplinas e até mesmo campos do conhecimento.
Os modelos podem ser construídos na imaginação — mentalmente, por meio do pensamento — e tais modelos são chamados de abstratos. Alternativamente, os modelos podem ser criados a partir de objetos e processos reais, caso em que são chamados de reais, materiais ou, às vezes, modelos físicos. Em certo sentido, uma posição intermediária é ocupada por modelos reais com conteúdo abstrato — modelos simbólicos (baseados em signos). O conceito de modelo não se refere apenas ao objeto; em certos aspectos, ele abrange: o sujeito que organiza o esforço de modelagem e a tarefa para a qual a modelagem é empreendida (ambos por meio do objetivo); o objeto original a ser modelado; os meios a partir dos quais o modelo é criado; e o ambiente no qual o modelo deverá funcionar.
"Por modelo entenderemos um conhecimento simplificado — ou, se preferir, empacotado — que carrega informações bastante específicas e limitadas sobre um objeto (fenômeno), refletindo algumas de suas propriedades. Um modelo pode ser considerado uma forma especial de codificação de informação. Diferentemente da codificação comum, na qual toda a informação de origem é conhecida e apenas a traduzimos para outra linguagem, um modelo — qualquer que seja a linguagem que utilize — também codifica informações que as pessoas ainda não conheciam. Pode-se dizer que um modelo contém conhecimento potencial que uma pessoa, ao investigar o modelo, pode adquirir, tornar explícito e colocar em uso prático na vida cotidiana" (N. N. Moiseev).