ข้อจำกัดของแบบจำลองทางวิทยาศาสตร์

แบบจำลองคือคำอธิบายของปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่นักวิทยาศาสตร์สามารถใช้ทำนายได้ โมเดลที่ดีนั้นมีทั้งความแม่นยำและเรียบง่ายที่สุด ซึ่งทำให้ไม่เพียงแต่มีประสิทธิภาพ แต่ยังเข้าใจง่ายอีกด้วย อย่างไรก็ตาม ไม่ว่าจะดีแค่ไหน โมเดลมักจะมีข้อจำกัดอยู่เสมอ

โมเดลส่วนใหญ่ไม่สามารถรวมรายละเอียดทั้งหมดของปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่ซับซ้อนได้ ตัวอย่างเช่น เมื่อวัดระยะทางรอบโลก จะสะดวกที่จะสร้างแบบจำลองโลกให้เป็นทรงกลม แต่สิ่งนี้ไม่ รวมความผันแปรของระยะทางเนื่องจากทิวเขา หุบเขา และลักษณะทางทอพอโลยีอื่นๆ ที่นักเดินทางต้อง สำรวจ การรวมรายละเอียดเพิ่มเติมเหล่านี้จะทำให้แบบจำลองซับซ้อนเกินไปสำหรับการใช้งานง่าย เนื่องจากแบบจำลองต่างๆ จะต้องเรียบง่ายมากพอที่คุณจะใช้แบบจำลองเหล่านี้ในการคาดคะเนได้ แบบจำลองเหล่านี้จึงมักจะละเลยรายละเอียดบางอย่างออกไป

โมเดลส่วนใหญ่มีการประมาณค่าบางส่วนเพื่อให้อธิบายสิ่งที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติได้อย่างสะดวก การประมาณค่าเหล่านี้ไม่แม่นยำ ดังนั้นการคาดคะเนที่อิงจากการคาดคะเนมักจะแตกต่างไปจากที่คุณสังเกตจริงๆ เล็กน้อย - ใกล้เคียงแต่ไม่กระทบกระเทือน ตัวอย่างเช่น ในกลศาสตร์ควอนตัม ไม่มีคำตอบที่แน่นอนสำหรับสมการชโรดิงเงอร์สำหรับอะตอมจากฮีเลียมเป็นต้นไป มีสารละลายที่แน่นอนสำหรับไฮโดรเจนเท่านั้น ดังนั้น นักฟิสิกส์จึงใช้การประมาณสำหรับองค์ประกอบที่สูงกว่า การประมาณเหล่านี้ดี แต่ก็ยังเป็นการประมาณค่า

บางครั้งแบบจำลองสามารถทำให้แม่นยำขึ้นได้ แต่ต้องแลกมาด้วยความเรียบง่าย ในกรณีเช่นนี้ โมเดลที่เรียบง่ายกว่าอาจดีกว่าจริง ๆ เพราะมันช่วยให้คุณเห็นภาพกระบวนการ เพื่อให้คุณเข้าใจและคาดการณ์เกี่ยวกับมันได้ ในทางเคมี ตัวอย่างเช่น สูตรโครงสร้างและแบบจำลองแบบลูกและแท่งเป็นการแสดงภาพของโมเลกุลที่ไม่สมจริง พวกเขาไม่สนใจสิ่งที่นักเคมีรู้จากกลศาสตร์ควอนตัมเกี่ยวกับธรรมชาติของสสารในระดับอะตอม อย่างไรก็ตาม พวกมันเรียบง่าย วาดง่าย และให้ข้อมูลเชิงลึกมากมายเกี่ยวกับโครงสร้างและคุณสมบัติของโมเลกุลในลักษณะที่มองเห็นและเข้าใจได้ง่าย ดังนั้น นักเคมีจึงยังคงใช้ทั้งสูตรโครงสร้างและแบบจำลองแบบแท่งและแบบแท่ง

ในท้ายที่สุด โมเดลอาจมีการประนีประนอมบางอย่าง คุณต้องการพลังการทำนายมากที่สุด ในขณะเดียวกัน คุณยังต้องการให้โมเดลเรียบง่ายที่สุด อย่างไรก็ตาม ธรรมชาติไม่สนใจความต้องการของมนุษย์ในเรื่องความเรียบง่ายและความง่ายในการทำความเข้าใจ และปรากฏการณ์ทางธรรมชาติหลายอย่างก็ซับซ้อน ลองคิดดู ตัวอย่างเช่น เกี่ยวกับห่วงโซ่ของกระบวนการทางชีวเคมีที่เกิดขึ้นเพียงเพื่อถ่ายทอดข้อมูลจากเซลล์รับแสงในดวงตาของคุณไปยังเยื่อหุ้มสมองที่มองเห็นได้ หากคุณพยายามรวมทุกสิ่งที่เกิดขึ้นจริงเข้าไว้ในแบบจำลอง มันจะเทอะทะและใช้งานยาก ในท้ายที่สุด คุณจะพบว่าคุณต้องพึ่งพาการประมาณค่าและกรอบแนวคิดที่ทำให้กระบวนการมองเห็นได้ง่าย แต่ไม่จำเป็นต้องสะท้อนถึงธรรมชาติที่แท้จริงของความเป็นจริงเสมอไป