מגבלות המודלים במדע

מודל הוא תיאור של תופעת טבע שמדענים יכולים להשתמש בהם כדי לחזות. מודל טוב הוא מדויק ככל האפשר ופשוט ככל האפשר, מה שהופך אותו לא רק לעוצמתי אלא גם קל להבנה. עם זאת, לא משנה כמה הם טובים, למודלים כמעט תמיד יהיו מגבלות.

רוב הדגמים לא יכולים לשלב את כל הפרטים של תופעות טבע מורכבות. לדוגמא, כאשר מודדים מרחקים סביב כדור הארץ נוח לדגמן את כדור הארץ ככדור, אך זה לא משלבים שינויים במרחק בגלל רכסי הרים, עמקים ותכונות טופולוגיות אחרות שעל הנוסע לַחֲצוֹת. שילוב הפרטים הנוספים הללו יהפוך את הדגם למורכב מדי לשימוש קל. מכיוון שהמודלים חייבים להיות פשוטים מספיק בכדי שתוכלו להשתמש בהם לחיזוי, הם לעיתים קרובות משאירים חלק מהפרטים.

רוב הדגמים כוללים כמה קירובים כדרך נוחה לתאר משהו שקורה בטבע. הקירובים הללו אינם מדויקים, ולכן התחזיות המבוססות עליהם נוטות להיות שונות מעט ממה שאתה צופה בפועל - קרוב, אך לא דופק. במכניקת הקוונטים, למשל, אין פתרונות מדויקים למשוואת שרודינגר לאטומים מהליום ואילך; פתרונות מדויקים קיימים רק למימן. כתוצאה מכך, פיזיקאים משתמשים בקירובים לאלמנטים גבוהים יותר. הקירובים הללו טובים, אך בכל זאת הם קירובים.

לפעמים ניתן לעשות מודל מדויק יותר אך על חשבון פשטות. במקרים כאלה, המודל הפשוט יותר עשוי להיות מעולה יותר מכיוון שהוא נותן לך דרך לדמיין תהליך כדי שתוכל להבין אותו ולחזות לגביו. בכימיה, למשל, נוסחאות מבניות ומודלים של כדור-מקל הם תיאורים לא מציאותיים של מולקולות; הם מתעלמים לחלוטין ממה שכימאים יודעים ממכניקת הקוונטים על מהות החומר ברמה התת אטומית. עם זאת, הם פשוטים, קלים לציור ומציעים שפע של תובנות בנוגע למבנה ותכונות מולקולריות באופן שקל לדמיין ולהבין. כתוצאה מכך, כימאים ממשיכים להשתמש הן בנוסחאות מבניות והן במודלים של כדור-מקל.

בסופו של דבר, המודלים כפופים למספר פשרות. אתה רוצה כמה שיותר כוח ניבוי. יחד עם זאת, אתה גם רוצה שהדגם יהיה פשוט ככל האפשר. הטבע אדיש לצורך האנושי בפשטות וקלות הבנה, עם זאת, ותופעות טבע רבות מורכבות. רק תחשוב, למשל, על שרשרת התהליכים הביוכימיים המתרחשים רק במטרה להעביר מידע מקולטני האור בעינך לקליפת המוח החזותית. אם תנסה לשלב את כל מה שקורה בפועל במודל, זה הופך להיות מסורבל וקשה לשימוש. בסופו של דבר אתה מגלה שאתה מסתמך במידה מסוימת על קירובים ומסגרות קונספטואליות שהופכות תהליך קל להדמיה אך לא בהכרח משקפות את טבעה האמיתי של המציאות.