Limitările modelelor în știință

Un model este o descriere a fenomenului natural pe care oamenii de știință îl pot folosi pentru a face predicții. Un model bun este atât cât mai precis posibil și cât mai simplu posibil, ceea ce îl face nu numai puternic, ci și ușor de înțeles. Cu toate acestea, oricât de bune ar fi, modelele vor avea aproape întotdeauna limitări.

Majoritatea modelelor nu pot încorpora toate detaliile fenomenelor naturale complexe. De exemplu, atunci când măsurăm distanțele în jurul Pământului este convenabil să modelăm Pământul ca o sferă, dar acest lucru nu încorporează variații ale distanței din cauza lanțurilor montane, văilor și a altor caracteristici topologice pe care trebuie să le călătorească traversa. Incorporarea acestor detalii suplimentare ar face modelul prea complex pentru o utilizare ușoară. Întrucât modelele trebuie să fie suficient de simple încât să le puteți folosi pentru a face predicții, ele ignoră adesea unele detalii.

Majoritatea modelelor includ unele aproximări ca o modalitate convenabilă de a descrie ceva ce se întâmplă în natură. Aceste aproximări nu sunt exacte, astfel încât predicțiile bazate pe ele tind să fie puțin diferite de ceea ce observați de fapt - aproape, dar nu bang on. În mecanica cuantică, de exemplu, nu există soluții exacte la ecuația Schrodinger pentru atomi începând cu heliu; soluțiile exacte există doar pentru hidrogen. În consecință, fizicienii folosesc aproximări pentru elemente superioare. Aceste aproximări sunt bune, dar sunt totuși aproximări.

Uneori, un model poate fi făcut mai precis, dar în detrimentul simplității. În astfel de cazuri, modelul mai simplu poate fi de fapt superior, deoarece vă oferă o modalitate de a vizualiza un proces, astfel încât să îl puteți înțelege și să faceți predicții despre acesta. În chimie, de exemplu, formulele structurale și modelele cu bile și lipici sunt reprezentări nerealiste ale moleculelor; ignoră complet ceea ce știu chimiștii din mecanica cuantică despre natura materiei la nivel subatomic. Cu toate acestea, acestea sunt simple, ușor de desenat și oferă o multitudine de informații despre structura și proprietățile moleculare într-un mod ușor de vizualizat și de înțeles. În consecință, chimiștii continuă să folosească atât formule structurale, cât și modele cu bilă și băț.

În cele din urmă, modelele sunt supuse unor compromisuri. Vrei cât mai multă putere predictivă. În același timp, doriți și ca modelul să fie cât mai simplu posibil. Natura este indiferentă față de nevoia umană de simplitate și ușurință a înțelegerii, totuși, și multe fenomene naturale sunt complexe. Gândiți-vă, de exemplu, la lanțul proceselor biochimice care au loc doar pentru a transmite informații de la fotoreceptorii din ochi la cortexul vizual al creierului. Dacă încercați să încorporați tot ce se întâmplă de fapt într-un model, devine dificil și dificil de utilizat. În cele din urmă, descoperiți că vă bazați într-o oarecare măsură pe aproximări și cadre conceptuale care fac un proces ușor de vizualizat, dar nu reflectă neapărat adevărata natură a realității.