4. Дайте определение понятия модель, приведите примеры.

Попробуем сформулировать, что общего во всех приведенных примерах, описывающих различные модели.

1. во всех примерах есть некий объект (автомобиль, семейные отношения, сила трения, общественно-экономические взаимосвязи и т.д.), который мы хотим как-то описать или представить.

2. любая модель каким-то образом соответствует объекту, подобна ему. Причем соответствие может быть по внешнему виду (похожесть), по структуре (выделены элементы объекта и их взаимосвязи), по поведению (реакция модели на внешние воздействия аналогична реакции самого объекта).

3. любая модель строится в соответствии с некоторой целью, которая заранее определяется субъектом моделирования – разработчиком модели.

4. модель является представлением или описанием некоторых свойств объекта. Выбираются те или иные свойства в зависимости от предназначения модели. Такие свойства называют существенными для данной модели. Например, скульптор, стремясь передать внешнее сходство с человеком, не будет «размещать» внутри своего произведения внутренние органы – сердце, легкие, мозг и прочее. А ученый-анатом именно этим займется прежде всего, но вряд ли будет стремиться сделать свою модель похожей на конкретного человека.

Так что такое «модель»? Модель в реальной жизни имеет множество значений. Моделью мы называем некую уменьшенную копию какого-то предмета (модель самолета, макет застройки жилого района, муляж яблока), и математическую формулу (модель полета тела в поле силы тяжести, модель расчета заработной платы), и схему физического явления (модель движения планет солнечной системы, модель работы двигателя внутреннего сгорания), и описание последовательности действий (модель сборки изделия), и образец для подражания (фотомодель), и эталон (модель метра, килограмма).

Модель чаще всего определяют следующим образом:

• новый объект, который отражает некоторые стороны изучаемого объекта или явления, существенные с точки зрения цели моделирования.

• информационный аналог какого-либо явления, процесса или предмета: чертеж, график, схема, план, описание и т.д.).

Другими словами, модель - это объект-заменитель объекта-оригинала, обеспечивающий изучение некоторых свойств оригинала.

Под моделью (от лат. modulus - мера, образец, норма) понима­ют такой материальный или мысленно представляемый объект, ко­торый в процессе изучения замещает объект-оригинал, сохраняя некоторые важные для данного исследования типичные его черты. Процесс построения и использования модели называется моделированием.

5. Виды моделирования: материальное и идеальное, приведите примеры

Моделирование можно разделить на 2 больших класса: материальное и идеальное.

Материальное моделирование - это моделирование объекта с использованием его ма­териального аналога, воспроизводящего основные физические, гео­метрические, динамические и функциональные характеристики.

Идеальное моделирование отличается от материального тем, что оно основано на аналогии идеальной, мыслимой и всегда носит теоре­тический характер.

Материальное моделирование

Основными разновидностями материального моделирования являются натурное и аналоговое. При этом оба вида моделирова­ния основаны на свойствах геометрического или физического по­добия. Если известен коэффи­циент подобия - масштаб, то простым умножением размеров од­ной фигуры на величину масштаба определяются размеры другой, ей подобной фигуры.

Натурное моделирование - это такое моделирование, при ко­тором реальному объекту ставится в соответствие его увеличенный или уменьшенный материальный аналог.

К примерам натурных моделей можно отнести макеты в архи­тектуре, модели судов в судостроении.

В настоящее время методы натурного моделирования находят самое широкое применение в судостроении, авиастроении, автомо­билестроении и других областях.

Аналоговое моделирование - это моделирование, основанное на аналогии процессов и явлений, имеющих различную физическую природу, но одинаково описываемых формально (одними и теми же математическими соотношениями, логическими и структурны­ми схемами). Примерами анало­говых моделей могут служить электрические и механические коле­бания, которые с точки зрения математики описываются одинако­выми соотношениями, но относятся к качественно отличающимся физическим процессам. Поэтому изучение механических колебаний можно вести с помощью электрической схемы, и наоборот. При не­которых допущениях аналогичными можно считать процессы рас­пространения тепла в теле, диффузии примесей и просачивания жидкости.

Модели физического и аналогового типов являются материаль­ным отражением реального объекта и тесно связаны с ним своими геометрическими, физическими и прочими характеристиками. Фак­тически процесс исследования таких моделей сводится к проведению натурных экспериментов, где вместо реального объекта используется его физическая или аналоговая модель.

Идеальное моделирование

Идеальное моделирование разделяют на два основных типа: ин­туитивное и научное.

В качестве наиболее яркого примера интуитивной модели ок­ружающего мира можно считать жизненный опыт любого челове­ка. К данному типу моделирования можно отнести умения и зна­ния, накопленные многовековым опытом и передающиеся от поколения к поколению (например, умение лечить болезни с исполь­зованием трав и приемов народной медицины). Любое эмпиричес­кое (т.е. полученное из эксперимента или в процессе наблюдения) знание без объяснения причин и механизмов наблюдаемого явле­ния также следует считать интуитивным.

Научное моделирование - это всегда логически обоснованное моделирование, использующее минимальное число предположений, принятых в качестве гипотез на основании наблюдений за объектом моделирования.

Главное отличие научного моделирования от интуитивного заключается в знании «внутрен­них» механизмов, которые используются при этом. Необходимо заметить, что в основе любого логического рассуж­дения лежат гипотезы или аксиомы, принимаемые на веру и не про­тиворечащие опыту или эксперименту. Поэтому можно говорить об интуитивной первооснове любого научного знания. В то же время следует подчеркнуть, что во многих областях знаний, осо­бенно в естественных науках, аксиомы, являются, как правило, обоб­щением огромного количества накопленных эмпирических данных.

Знаковым называют моделирование, использующее в качестве моделей знаковые изображения какого-либо вида: схемы, графики, чертежи, иероглифы и т.д., включая законы и правила оперирования с ними. В качестве примеров таких моделей можно назвать любой язык:

• человеческого общения,

• алгоритмический,

• хи­мических формул,

• живописи,

• нот для записи музыкальных произ­ведений и т.д.

Знаковая форма используется для передачи как на­учного, так и интуитивного знания. Моделирование с помощью математических соотношений также является примером знакового моделирования.