Моделирование и использование приборов

История моделирования исчисляется тысячелетиями. Еще отец медицины Гиппократ при исследовании человеческого глаза использовал в качестве модели глаз быка. И тем не менее только в наше время моделирование стало предметом как специальных, так и философских исследований. Объясняется это тем, что сейчас этот метод наиболее часто используется в связи с развитием электроники и кибернетики. Моделирование осознается как особый и весьма универсальный метод исследования, который применяется не стихийно, а сознательно и систематически.

Моделирование -- исследование каких-либо явлений, процессов или тем объектов путем построения и изучения их моделей; использование моделей для определения или уточнения характеристик и рационализации способов построения вновь конструируемых объектов.

Модель — это одна из основных категорий теории познания. На идее моделирования по существу базируется любой метод научного исследования, как теоретический (при котором используются различного рода знаковые, абстрактные модели), так и экспериментальный (использующий предметные модели).

Для того чтобы лучше уяснить роль и место метода моделирования в познании, необходимо кратко рассмотреть более общий вопрос — о роли в научном исследовании средств познания. Тогда роль моделей в познании будет очерчена рельефнее, так как их применение предстанет перед нами как частный случай более обширных познавательных действий.

Классическая схема процесса познания включает в себе два компонента:

Однако по данной схеме исследователь получает лишь незначительную долю информации об окружающем мире, или объекте познания. Несравненно более эффективным оказывается опосредованное познание полагающее кроме двух взаимодействующих систем наличие третьей, посредствующей В качестве таковой выступают все те вещи (как искусственные, так и естественные), которые субъект ставит между собой и объектом с целью познания или исследования его свойств. Посредниками по могут быть как технические средства, так и анкета и т.п. Для обозначения вещей, выступающих как посредствующие системы, употребляется понятие "средство познания". Тогда схема процесса познания может быть представлена следующим образом:

Появление средств познания исторически вызвано потребностями субъекта в раскрытии необходимых для его практической и теоретической деятельности все более глубоких свойств объектов, таких их способностей которые в процессе непосредственного познания обнаружить невозможно.

Создание посредников познания свидетельствует, с одной стороны о наличии у человека (исследователя) ограниченных возможностей в определенных отношениях, а с другой стороны - о могуществе человека, создающего необходимых ему помощников с заранее заданными свойствами

История развития техники показывает и этапы развития средств познания

На первом этапе возникли посредники, заменяющие ограниченность физических сил человека, что является существенным аргументом в пользу тезиса об определяющей роли практики в человеческой деятельности вообще и в исследовании в частности.

На втором этапе возникают орудия, усиливающие органы чувств человека.

На третьем этапе появляются устройства, компенсирующие ограниченность мыслительных способностей человека.

Анализ классической схемы процесса познания показывает, что эффективность познавательной деятельности человека может быть увеличена двумя путями:

а) использованием в познании естественных возможностей человека;

б) замещением объекта познания другим объектом, имеющим опре деленные преимущества.

Первому пути соответствует создание приборов, а второму — использование моделей. Таким образом, процесс опосредованного познания может быть представлен развернутой схемой следующего вида:

Опосредованное познание обладает целым рядом достоинств по сравнению с непосредственным.

Использование посредников позволяет:

отражать такие объекты и такие их свойства, которые человеку непосредственно изучить не дано;

ускорять процесс познания и осуществлять познание быстро изменяющихся объектов;

устранить возможную пристрастность, необъективность субъекта при оценке состояния объекта;

экономно и эффективно расходовать физические, чувственные и мыс-ельные возможности человека.

Под моделями понимаются такие материальные системы, которые за-шают объект исследования (оригинал) и служат источником информации о нем. Они могут быть средством объяснения некоторого явления или итерпретации теории. Большое значение в научных исследованиях приобретает предсказательная (эвристическая) функция модели. Модель может служить и целям проверки теории на предмет ее истинности. Самые главные функции модели:

а) модель как источник информации;

б) модель как средство фиксации знания.

Модели выступают такими аналогами оригиналов, сходство которых с этими оригиналами существенно, а различие не существенно для решения конкретной познавательной задачи. Быть аналогом данной материальной системы — это необходимое, но не достаточное условие того, чтобы быть ее моделью, аналог — это "потенциальная" модель.

Аналогия — это не тождество, и вывод на основе аналогии всегда представляет некоторую опасность. Тем не менее такой вывод может привести и к истинному знанию даже тогда, когда модель и оригинал представляют собой весьма различные в качественном отношении системы. Это возможно в том случае, когда в аналогии охвачены существенные черты рассматриваемых систем.

Замещение оригинала моделью имеет смысл и в том случае, когда модель отлична от оригинала. А это значит, что модель всегда представляет собой одностороннее, абстрактное отображение оригинала, ибо абстрактность присуща всем моделям и ей обладают все модели без исключения. Исследователь при выборе или создании модели сознательно отвлекается от многих свойств как оригинала, так и модели, представляющихся несущественными.

Таким образом, моделирование представляет собой весьма сложньп метод познания, включающий в свой состав множество самых разнообраз ных приемов и методов научного исследования: наблюдение; измерение ксперимент; анализ и синтез; абстрагирование; экстраполяцию и т.д.

Завершая рассмотрение метода моделирования, можно сказать, что "сдельное" исследование имеет следующую структуру. 1) постановка задачи; 2) создание или выбор модели; 3) исследование модели; 4) перенос знания с модели на оригинал.

С помощью моделей могут исследоваться любые объекты, в том числе сисстемы управления. Но принципиальная неполнота, фрагментарность моделей не позволяет получить с их помощью исчерпывающего знания об оригинале. Только в сочетании с другими методами исследования, в сонета, нии с непосредственным исследованием оригинала метод моделирования может быть плодотворным и иметь значительную эвристическую ценность