Содержание
Модель - это описание явления природы, которое ученые могут использовать для прогнозирования. Хорошая модель настолько точна, насколько это возможно, и настолько проста, насколько это возможно, что делает ее не только мощной, но и легкой для понимания. Тем не менее, независимо от того, насколько они хороши, модели почти всегда будут иметь ограничения.
Недостающие детали
Большинство моделей не могут включать в себя все детали сложных природных явлений. Например, при измерении расстояний вокруг Земли удобно моделировать Землю как сферу, но это не включает изменения расстояния из-за горных хребтов, долин и других топологических особенностей, которые путешественник должен пройти. Включение этих дополнительных деталей сделало бы модель слишком сложной для легкого использования. Поскольку модели должны быть достаточно простыми, чтобы их можно было использовать для прогнозирования, они часто не учитывают некоторые детали.
Большинство приближений
Большинство моделей включают некоторые приближения как удобный способ описать то, что происходит в природе. Эти приближения не являются точными, поэтому прогнозы, основанные на них, имеют тенденцию немного отличаться от того, что вы на самом деле наблюдаете - близко, но не на удар. Например, в квантовой механике нет точных решений уравнения Шредингера для атомов от гелия и далее; Точные решения существуют только для водорода. Следовательно, физики используют приближения для высших элементов. Эти приближения хороши, но, тем не менее, они являются приблизительными.
Простота
Иногда модель можно сделать более точной, но за счет простоты. В подобных случаях более простая модель на самом деле может быть лучше, потому что она дает вам способ визуализировать процесс, чтобы вы могли понять его и сделать предсказания о нем. Например, в химии структурные формулы и модели типа шарик-палка представляют собой нереалистичные изображения молекул; они полностью игнорируют то, что химики знают из квантовой механики о природе материи на субатомном уровне. Тем не менее, они просты, их легко нарисовать и предлагают богатый анализ молекулярной структуры и свойств таким образом, который легко визуализировать и понять. Следовательно, химики продолжают использовать как структурные формулы, так и модели с шариками.
Компромиссы
В конечном счете, модели подвержены некоторым компромиссам. Вы хотите как можно больше предсказательной силы. В то же время вы также хотите, чтобы модель была максимально простой. Однако природа безразлична к человеческой потребности в простоте и легкости понимания, и многие природные явления сложны. Подумайте, например, о цепочке биохимических процессов, которые происходят просто для того, чтобы передавать информацию от фоторецепторов вашего глаза к зрительной коре вашего мозга. Если вы попытаетесь включить все, что на самом деле происходит в модель, это станет громоздким и сложным в использовании. В конце концов вы обнаружите, что в некоторой степени вы полагаетесь на аппроксимации и концептуальные основы, которые облегчают визуализацию процесса, но не обязательно отражают истинную природу реальности.