Malli on kuvaus luonnonilmiöstä, jota tutkijat voivat käyttää ennusteiden tekemiseen. Hyvä malli on sekä mahdollisimman tarkka että mahdollisimman yksinkertainen, mikä tekee siitä paitsi tehokkaan myös helpon ymmärtää. Huolimatta siitä kuinka hyviä ne ovat, malleilla on melkein aina rajoituksia.
Puuttuvat tiedot
Useimmat mallit eivät voi sisältää kaikkia monimutkaisten luonnonilmiöiden yksityiskohtia. Esimerkiksi, kun mitataan maapallon etäisyyksiä, on kätevää mallintaa maapalloa pallona, mutta tämä ei ole sisällyttää etäisyyksien vaihtelut vuorijonojen, laaksojen ja muiden matkustajan tarvitsemien topologisten ominaisuuksien vuoksi kulkea. Näiden lisätietojen sisällyttäminen tekisi mallista liian monimutkaisen helppoa käyttöä varten. Koska mallien on oltava riittävän yksinkertaisia, jotta voit käyttää niitä ennusteiden tekemiseen, ne jättävät usein osan yksityiskohdista.
Useimmat ovat arvioita
Useimmat mallit sisältävät joitain likiarvoja kätevänä tapana kuvata jotain, mitä tapahtuu luonnossa. Nämä likiarvot eivät ole tarkkoja, joten niihin perustuvat ennusteet ovat yleensä hieman erilaisia kuin mitä todellisuudessa havaitset - lähellä, mutta eivät paukuta. Esimerkiksi kvanttimekaniikassa ei ole tarkkoja ratkaisuja Schrodinger-yhtälöön atomien suhteen heliumista eteenpäin; tarkkoja ratkaisuja on vain vedyn suhteen. Näin ollen fyysikot käyttävät likiarvoja korkeampiin elementteihin. Nämä likiarvot ovat hyviä, mutta ne ovat kuitenkin likiarvoja.
Yksinkertaisuus
Joskus mallista voidaan tehdä tarkempi, mutta yksinkertaisuuden kustannuksella. Tällaisissa tapauksissa yksinkertaisempi malli voi olla todella ylivoimainen, koska se antaa sinulle tavan visualisoida prosessi, jotta voit ymmärtää sen ja tehdä siihen ennusteita. Esimerkiksi kemiassa rakennekaavat ja pallo- ja keppi-mallit ovat epärealistisia kuvauksia molekyyleistä; he jättävät täysin huomiotta sen, mitä kemistit tietävät kvanttimekaniikasta aineen luonteesta subatomisella tasolla. Ne ovat kuitenkin yksinkertaisia, helposti piirrettäviä ja tarjoavat runsaasti oivalluksia molekyylirakenteesta ja ominaisuuksista tavalla, joka on helppo visualisoida ja ymmärtää. Tämän seurauksena kemistit käyttävät edelleen sekä rakennekaavoja että pallo- ja keppi-malleja.
Kompromissit
Viime kädessä malleihin liittyy joitain kompromisseja. Haluat mahdollisimman paljon ennakoivaa voimaa. Samaan aikaan haluat myös mallin olevan mahdollisimman yksinkertainen. Luonto on kuitenkin välinpitämätön ihmisen yksinkertaisuuden ja ymmärrettävyyden tarpeelle, ja monet luonnonilmiöt ovat monimutkaisia. Ajatelkaapa esimerkiksi biokemiallisten prosessien ketjua, jotka tapahtuvat vain voidakseen välittää tietoa silmän fotoreseptoreista aivojesi visuaaliseen aivokuoreen. Jos yrität sisällyttää malliin kaiken, mitä todella tapahtuu, siitä tulee hankala ja vaikea käyttää. Loppujen lopuksi huomaat, että luotat jossain määrin likiarvoihin ja käsitteellisiin kehyksiin, jotka tekevät prosessista helpon visualisoida, mutta eivät välttämättä heijasta todellisuuden todellista luonnetta.