Περιορισμοί των Μοντέλων στην Επιστήμη

Ένα μοντέλο είναι μια περιγραφή του φυσικού φαινομένου που οι επιστήμονες μπορούν να χρησιμοποιήσουν για να κάνουν προβλέψεις. Ένα καλό μοντέλο είναι τόσο όσο το δυνατόν ακριβέστερο και όσο το δυνατόν πιο απλό, γεγονός που το καθιστά όχι μόνο ισχυρό αλλά και εύκολο στην κατανόηση. Ωστόσο, ανεξάρτητα από το πόσο καλά είναι, τα μοντέλα θα έχουν σχεδόν πάντα περιορισμούς.

Τα περισσότερα μοντέλα δεν μπορούν να ενσωματώσουν όλες τις λεπτομέρειες περίπλοκων φυσικών φαινομένων. Για παράδειγμα, όταν μετράτε αποστάσεις γύρω από τη Γη, είναι βολικό να μοντελοποιείτε τη Γη ως σφαίρα, αλλά αυτό δεν συμβαίνει ενσωματώνουν διαφορές στην απόσταση λόγω των οροσειρών, των κοιλάδων και άλλων τοπολογικών χαρακτηριστικών που πρέπει να ταξιδεύει ο ταξιδιώτης διασχίζω. Η ενσωμάτωση αυτών των πρόσθετων λεπτομερειών θα έκανε το μοντέλο πολύ περίπλοκο για εύκολη χρήση. Δεδομένου ότι τα μοντέλα πρέπει να είναι αρκετά απλά ώστε να μπορείτε να τα χρησιμοποιήσετε για να κάνετε προβλέψεις, συχνά αφήνουν κάποιες από τις λεπτομέρειες.

Τα περισσότερα μοντέλα περιλαμβάνουν ορισμένες προσεγγίσεις ως έναν βολικό τρόπο για να περιγράψετε κάτι που συμβαίνει στη φύση. Αυτές οι προσεγγίσεις δεν είναι ακριβείς, οπότε οι προβλέψεις που βασίζονται σε αυτές τείνουν να είναι λίγο διαφορετικές από αυτές που παρατηρείτε στην πραγματικότητα - κλείστε, αλλά δεν χτυπάτε. Στην κβαντική μηχανική, για παράδειγμα, δεν υπάρχουν ακριβείς λύσεις στην εξίσωση Schrodinger για άτομα από ήλιο και μετά. Ακριβείς λύσεις υπάρχουν μόνο για το υδρογόνο. Κατά συνέπεια, οι φυσικοί χρησιμοποιούν προσεγγίσεις για υψηλότερα στοιχεία. Αυτές οι προσεγγίσεις είναι καλές, αλλά ωστόσο είναι προσεγγίσεις.

Μερικές φορές ένα μοντέλο μπορεί να γίνει πιο ακριβές αλλά σε βάρος της απλότητας. Σε τέτοιες περιπτώσεις, το απλούστερο μοντέλο μπορεί στην πραγματικότητα να είναι ανώτερο, γιατί σας δίνει έναν τρόπο να απεικονίσετε μια διαδικασία, ώστε να μπορείτε να την καταλάβετε και να κάνετε προβλέψεις γι 'αυτήν. Στη χημεία, για παράδειγμα, οι δομικοί τύποι και τα μοντέλα ball-and-stick είναι μη ρεαλιστικές απεικονίσεις μορίων. αγνοούν εντελώς τι γνωρίζουν οι χημικοί από την κβαντική μηχανική για τη φύση της ύλης στο υποατομικό επίπεδο. Παρ 'όλα αυτά, είναι απλοί, εύκολο στη σχεδίαση και προσφέρουν πληθώρα πληροφοριών σχετικά με τη μοριακή δομή και τις ιδιότητες με τρόπο που είναι εύκολο να οπτικοποιηθεί και να κατανοηθεί. Κατά συνέπεια, οι χημικοί συνεχίζουν να χρησιμοποιούν τόσο δομικούς τύπους όσο και μοντέλα ball-and-stick.

Τελικά, τα μοντέλα υπόκεινται σε κάποιες αντισταθμίσεις. Θέλετε όσο το δυνατόν περισσότερη προγνωστική δύναμη. Ταυτόχρονα, θέλετε επίσης το μοντέλο να είναι όσο το δυνατόν πιο απλό. Η φύση είναι αδιάφορη για την ανθρώπινη ανάγκη για απλότητα και ευκολία κατανόησης, ωστόσο, και πολλά φυσικά φαινόμενα είναι περίπλοκα. Απλώς σκεφτείτε, για παράδειγμα, την αλυσίδα των βιοχημικών διεργασιών που πραγματοποιούνται μόνο για να μεταδώσετε πληροφορίες από τους φωτοϋποδοχείς στο μάτι σας στον οπτικό φλοιό του εγκεφάλου σας. Εάν προσπαθήσετε να ενσωματώσετε ό, τι πραγματικά συμβαίνει σε ένα μοντέλο, γίνεται δύσκολο και δύσκολο στη χρήση. Στο τέλος διαπιστώνετε ότι βασίζεστε σε κάποιο βαθμό σε προσεγγίσεις και εννοιολογικά πλαίσια που καθιστούν μια διαδικασία εύκολη στην οπτικοποίηση αλλά δεν αντικατοπτρίζουν απαραίτητα την πραγματική φύση της πραγματικότητας.