МОДЕЛИРОВАНИЕ
- это метод познания, который предполагает построение и изучение модели, а затем перенос полученных данных на моделируемый объект - оригинал. Модель - это мысленная (идеальная) или физическая (материальная) система, которая отображает объект так, что ее изучение дает новую информацию об этом объекте.
Оригинал (прототип, образец) - это объект, на который переносится информация, полученная в результате исследования модели.Научной основой моделирования служит теория аналогии. Под аналогией понимается сходство объектов по качественным и количественным признакам в результате их сравнения. Аналогия предполагает подобие между различными объектами в определенных свойствах, функциях, пропорциях элементов. Являясь также логической основой моделирования, научная аналогия есть умозаключение, в котором на основании сходства ряда признаков у двух объектов делается вывод о том, что одному из них (оригиналу) присущи такие свойства, которые обнаружены при исследовании другого объекта (модели).
Процесс моделирования состоит из следующих этапов: определение задачи и фиксация свойств оригинала; понимание проблематичности изучения оригинала в природных условиях; выбор модели, адекватно описывающей характерные свойства оригинала; изучение модели в соответствии с задачей; перенос результатов исследования модели на оригинал; проверка результатов.
Различают несколько видов моделирования:
- Мысленное (идеальное) моделирование - включает в себя различные представления в виде воображаемых моделей. Здесь с моделированием неразрывно связана идеализация - мысленное конструирование понятий, концепций об объектах, не существующих в действительности. Для них существует лишь близкий аналог в реальном мире. Примерами идеальных объектов являются геометрические понятия: точки, линии, плоскости, идеальный газ, абсолютно черное тело, общественно-экономическая формация, государство и т. д.
- Физическое (материальное) моделирование - характеризуется тем, что исследования проводятся на моделях, обладающих физическим подобием и сохраняющих полностью или частично природу изучаемых явлений. По характеристикам модели можно получить все характеристики оригинала благодаря математическим вычислениям.
Сейчас физическое моделирование широко применяется для разработки и экспериментального изучения различных сооружений, машин, для прогнозирования климатических явлений, изучения эффективных способов горных изысканий и т. д.
- Символическое (знаковое) моделирование связано со знаковым представлением некоторых свойств оригинала. Символические (знаковые) модели - это разнообразные топологические, графические и символьные изображения (в виде географических карт, графиков, схем, химических формул и т. п.) изучаемых объектов.
Разновидностью символического (знакового) моделирования является математическое моделирование - способ изучения явлений, имеющих различное физическое содержание, но описываемых одинаковыми математическими моделями. К математическим моделям можно отнести алгоритмы и программы, составленные для ЭВМ и моделирующие определенные процессы, описанные дифференциальными уравнениями, заложенными в основу этих алгоритмов.
4. Численное моделирование на компьютере основывается на математической модели изучаемого объекта и применяется при больших объемах вычислений, необходимых для ее исследования. Путем расчетов на ЭВМ различных вариантов осуществляется накопление информации и производится отбор наиболее вероятных ситуаций.
В настоящее время моделирование выступает как эффективный общенаучный инструмент познания, метод прогнозирования инженерно-конструкторских разработок, метод машинной имитации долгосрочных программ в области экономики, анализа и оценки различных вариантов принимаемых решений и их последствий.
И. Ш. Давлетшин
н