Modelis ir dabas parādības apraksts, kuru zinātnieki var izmantot, lai veiktu prognozes. Labs modelis ir pēc iespējas precīzāks un pēc iespējas vienkāršāks, kas padara to ne tikai spēcīgu, bet arī viegli saprotamu. Tomēr neatkarīgi no tā, cik labi tie ir, modeļiem gandrīz vienmēr būs ierobežojumi.
Trūkst detaļu
Lielākajā daļā modeļu nevar iekļaut visas sarežģīto dabas parādību detaļas. Piemēram, mērot attālumus ap Zemi, ir ērti modelēt Zemi kā sfēru, taču tas tā nav iekļaut attāluma variācijas kalnu grēdu, ieleju un citu ceļotājam nepieciešamo topoloģisko īpašību dēļ šķērsot. Iekļaujot šīs papildu detaļas, modelis būtu pārāk sarežģīts, lai to varētu ērti izmantot. Tā kā modeļiem jābūt pietiekami vienkāršiem, lai jūs tos varētu izmantot, lai veiktu prognozes, tie bieži atstāj daļu no detaļām.
Lielākā daļa ir tuvinājumi
Lielākajā daļā modeļu ir daži tuvinājumi kā ērts veids, kā aprakstīt kaut ko, kas notiek dabā. Šīs aproksimācijas nav precīzas, tāpēc uz tām balstītās prognozes mēdz nedaudz atšķirties no tām, kuras jūs faktiski novērojat - tuvu, bet ne pa kreisi. Piemēram, kvantu mehānikā nav precīzu risinājumu Šrodingera vienādojumam atomiem, sākot no hēlija; precīzi risinājumi pastāv tikai ūdeņradim. Līdz ar to fiziķi izmanto tuvinājumus augstākiem elementiem. Šie tuvinājumi ir labi, bet tomēr tie ir tuvinājumi.
Vienkāršība
Dažreiz modeli var padarīt precīzāku, bet uz vienkāršības rēķina. Šādos gadījumos vienkāršāks modelis faktiski var būt pārāks, jo tas dod jums iespēju vizualizēt procesu, lai jūs to varētu saprast un prognozēt. Piemēram, ķīmijā strukturālās formulas un bumbas un nūjas modeļi ir nereāli molekulu attēlojumi; viņi pilnīgi ignorē to, ko ķīmiķi zina no kvantu mehānikas par matērijas dabu subatomiskajā līmenī. Neskatoties uz to, tie ir vienkārši, viegli uzzīmējami un piedāvā daudz ieskatu par molekulāro struktūru un īpašībām tā, lai to būtu viegli vizualizēt un saprast. Līdz ar to ķīmiķi turpina izmantot gan strukturālās formulas, gan bumbas un nūjas modeļus.
Kompromisi
Galu galā modeļi tiek pakļauti dažiem kompromisiem. Jūs vēlaties pēc iespējas vairāk prognozēšanas spēka. Tajā pašā laikā jūs arī vēlaties, lai modelis būtu pēc iespējas vienkāršāks. Daba tomēr ir vienaldzīga pret cilvēka vajadzību pēc vienkāršības un saprotamības, un daudzas dabas parādības ir sarežģītas. Vienkārši padomājiet, piemēram, par bioķīmisko procesu ķēdi, kas notiek tikai tāpēc, lai informāciju no jūsu acī esošajiem fotoreceptoriem pārraidītu uz smadzeņu vizuālo garozu. Ja jūs mēģināt iekļaut visu, kas faktiski notiek, modelī, tas kļūst neērts un grūti lietojams. Galu galā jūs atklājat, ka jūs zināmā mērā paļaujaties uz tuvinājumiem un konceptuālajiem ietvariem, kas padara procesu viegli vizualizējamu, bet ne vienmēr atspoguļo realitātes patieso būtību.