模型

模型是以某种形式(例如数学的、物理的、符号的、图形的或描述性的形式)对现实所作的抽象表示,用以呈现该现实的某些方面,并使人得以获得所研究问题的答案。

模型是指这样一种物质的或思维中设想的客体:它在认识(研究)过程中替代原型客体,同时保留对该项研究而言重要的某些典型特征。建立和使用模型的过程称为建模。

需要模型,是为了:

  • 弄清某一具体客体的构造:它的结构、内部联系、基本属性,以及发展、自我发展和与周围环境相互作用的规律;
  • 学会管理该客体或过程,并在给定目标与准则的条件下确定最佳的管理方式;
  • 预测直接后果与间接后果。

谈到科学建模时,应当说明“模型”与“理论”这两个术语的含义。在当代科学文献中,这两个概念的解释并不一致,二者之间的界限是模糊的。目前科学方法论中公认的解释如下:

  • 模型是一种工具,首先面向研究某一具体客体的行为与属性,以便管理它或预测它的属性。
  • 理论是比模型更抽象的手段,其主要目的不是解释某一具体客体,而是解释某一类客体的行为或属性。可以说,理论包含着有限的、甚至无限的一系列具体模型。

在建立具体模型时,会使用相应理论的定律与方程。模型针对具体客体回答“如何?”与“为什么?”,而理论则针对具有相似属性的整个客体族回答这些问题。不过应当指出,在研制复杂过程与现象的模型时,往往不得不使用分属不同分支、不同学科、甚至不同知识领域的若干理论的概念与关系。

模型可以在想象中、以观念的方式、借助思维的手段来建立——这样的模型称为抽象模型;也可以用真实的客体和过程来建立——这样的模型称为真实模型、实物模型,有时称为物理模型。在某种意义上占据中间的、居间地位的,是具有抽象内容的真实模型,即符号模型。模型这一概念并不只涉及客体;在一定关系上它还包含:组织建模的主体,以及进行建模所要解决的课题(二者都通过目标体现);被建模的原型客体;建立模型所用的手段;模型应在其中运行的环境。

“我们所说的模型,是指经过简化的、如果愿意也可以说是打包了的知识;它承载着关于某一对象(现象)的十分确定的、有限的信息,反映该对象的某些属性。模型可以看作信息编码的一种特殊形式。与通常的编码不同——在通常的编码中全部原始信息都是已知的,我们只是把它译成另一种语言——模型无论使用何种语言,还会把人们尚未知晓的信息一并编码进去。可以说,模型自身蕴含着潜在的知识;人在研究模型时可以获得这种知识,使之直观化,并用于自己实际的生活需要。”(莫伊谢耶夫)