Методологічне значення моделювання у науковому пізнанні, Детальна інформація

\x017D

l

0

2

`

b

f

j

°

\x00B2

e

e

\x6100\x0124

\x6100\x0124

ї моделлю, моделлю подібної, але більш простої структури. Таким чином, побудова моделей формальних, або ідеальних ("уявних"), з одного боку, і моделей матеріальних ( з іншої, при необхідності займає центральне місце в процедурі будь-якого наукового дослідження.

Дослідник часто не усвідомлює методологічних основ процедури свого дослідження, та це і не є обов’язковим. Важливі наукові відкриття, особливо експериментального характеру, можуть робитися навіть тоді, коли експериментатор не розуміє, що хороший експеримент ( це хороша абстрація " (2, ст. 171)

Не всі наукові питання дозволяють застосування експериментального розв’язку проблеми. Як правило, питання досить абстрактні і загальні не піддаються безпосередній експериментальній перевірці. Їх слід декомпозувати на складові проблеми, що дозволяють переведення в експериментальні процедури.

На теоретичному рівні дослідження об’єкти дослідження ( це внутрішні визначальні зв’язки області явищ, тобто основні закони. Єдиним способом виразу таких об’єктів є математичні рівняння. Тому у будь-яких випадках ці рівняння можуть розглядатися як замінники об’єкта дослідження, тобто як ідеальні моделі. Отже будь-яке вивчення основних законів шляхом дослідження таких рівняннь вже є моделюванням. Але якщо рівняння, що виражають основні закони, дуже складні, можна відобразити їх окремі сторони шляхом більш простих співвідношень, що реалізуються, наприклад, в програмах.

Тоді ці співвідношення виступають як замісники рівняннь, тобто як моделі моделей (опосередковані моделі). Це і буде моделюванням в буквальному змісті слова.

Таким чином, в теоретичному дослідженні про моделювання можна говорити в двох значеннях: в прямому, коли основні закони вивчаються безпосередньо по їх замісникам ( рівнянням, і в опосередкованому, коли закони вивчаються не за рівняннями, а за їх замісниками.

Відносно ж математики, оскільки рівняння досліджувані в ній об’єкти, моделювання проводиться лише тоді, коли рівняння розглядається на замісниках.

Коли ж виникло поняття математичної моделі і яку роль моделі відіграють в сучасній математиці та кібернетиці?

На кінець 50-х років склалося і набуло поширення поняття математичної моделі, яке передбачає опис властивостей будь-якого об’єкту на мові математики з ціллю його подальшого дослідження (або розв’язку інших задач) також лише методами математики і (в тих випадках, де це доцільно) з використанням обчислювальної техніки.

Математичні методи і апарат широко використовувалися і раніше, але математичний апарат, наприклад, у формі теорії подібності або іншої математизованої теорії використовувався лише як засіб, що забезпечував адекватність моделей оригіналу.

Сама модель реалізується у формі деякої матеріальної системи чи процессу, які слід експериментально дослідити. Результати таких дослідженнь, тобто виміри модельних змінних і містять ту інформацію про об’єкт задля отримання якої і будувалась модель.

Використання математичної моделі в сучасному розумінні не пов’язане з матеріальною стороною процесу і не передбачає експерементальних процедур.

Об’єкт описаний мовою математики, представляється деякою математичною структурою (диференційованими або кінцево-різницевими рівняннями, передаточною функцією, графом і т.п.) з певними параметрами, а процес дослідження (розв’язок математичної моделі) полягає в застосуванні до цієї структури сукупності математичних перетворень у відповідності з деяким алгоритмом.

Результатом обчислень є нова інформація про досліджуваний об’єкт (відносно тих властивостей, які були математично описані). Можливості ж сучасної обчислювальної техніки та програмно-математичного забезпечення дозволяють досліджувати ці властивості при всеможливих варіаціях параметрів, оптимальні за тим чи іншим критерієм, і розв’язувати множину інших найрізноманітніших задач.

Таким чином, математичний апарат та обчислювальні процедури грають тут основну роль, вони є не лише способом адекватного опису об’єкту, але і єдиним засобом для виконання дослідження в цілому ( відображення в формі математичних операцій і процедур можливих та реальних процесів, що протікають в об’єкті. Подібний підхід є досить плідним і в силу абстрактності мови математики майже універсальним.

Слід сказати також декілька слів і про кібернетичне моделювання, адже кібернетика це ніщо інше як прикладна математика в більш широкому аспекті.