Omejitve modelov v znanosti

Model je opis naravnega pojava, ki ga lahko znanstveniki uporabljajo za napovedovanje. Dober model je čim bolj natančen in čim bolj preprost, zaradi česar je ne le zmogljiv, ampak tudi enostaven za razumevanje. Ne glede na to, kako dobri so, bodo modeli skoraj vedno imeli omejitve.

Večina modelov ne more vključiti vseh podrobnosti zapletenih naravnih pojavov. Na primer, pri merjenju razdalj okoli Zemlje je Zemljo primerno modelirati kot kroglo, vendar to ne vključiti razlike v razdalji zaradi gorskih verig, dolin in drugih topoloških značilnosti, ki jih mora popotnik imeti prečkati. Če bi vključili te dodatne podrobnosti, bi bil model preveč zapleten za enostavno uporabo. Ker morajo biti modeli dovolj preprosti, da jih lahko uporabljate za napovedovanje, pogosto izpustijo nekatere podrobnosti.

Večina modelov vključuje nekaj približkov kot priročen način za opis nekega dogajanja v naravi. Ti približki niso natančni, zato se napovedi, ki temeljijo na njih, nekoliko razlikujejo od tistega, kar dejansko opazujete - zaprite, ne pa tudi udariti. Na primer v kvantni mehaniki ni natančnih rešitev Schrodingerjeve enačbe za atome od helija naprej; natančne rešitve obstajajo samo za vodik. Zato fiziki uporabljajo približke za višje elemente. Ti približki so dobri, vendar so kljub temu približki.

Včasih je mogoče model narediti natančnejši, vendar na račun preprostosti. V takšnih primerih je lahko preprostejši model dejansko boljši, saj vam omogoča, da postopek vizualizirate, da ga lahko razumete in predvidevate. Na primer v kemiji so strukturne formule in modeli palic in kroglic nerealni prikazi molekul; popolnoma prezrejo tisto, kar kemiki vedo iz kvantne mehanike o naravi snovi na subatomski ravni. Kljub temu so preprosti, enostavni za risanje in ponujajo bogat vpogled v molekularno strukturo in lastnosti na način, ki ga je enostavno vizualizirati in razumeti. Posledično kemiki še naprej uporabljajo tako strukturne formule kot modele kroglice in palice.

Na koncu so modeli podvrženi nekaterim kompromisom. Želite čim več napovedne moči. Hkrati pa želite tudi, da je model čim bolj preprost. Narava je brezbrižna do človekove potrebe po preprostosti in lahkotnosti razumevanja, številni naravni pojavi pa so zapleteni. Pomislite na primer na verigo biokemijskih procesov, ki potekajo zgolj zato, da se informacije s fotoreceptorjev v vašem očesu prenesejo v vidni korteks možganov. Če poskušate vse, kar se dejansko zgodi, vključiti v model, postane moteč in ga je težko uporabljati. Na koncu ugotoviš, da se do neke mere zanašaš na približke in konceptualne okvire, ki olajšajo vizualizacijo postopka, vendar ne odražajo nujno resnične narave resničnosti.