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科学模型

2019-08-04 22:59 来源: 震仪

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  科学模型是按照科学研究的特定目的,用物质形式或思维形式对原型客体本质关系的再现。物质形式的模型即实物模型,是人们观察、实验的直接对象。思维形式的模型表现为抽象概念(如质点)、数学模型(如数学方程式等)或理论模型(如某些科学假说),是人们进行理论分析、推导和计算的对象。科学模型只有按所要研究的问题和目的,与原型客体在本质属性方面有相似性,才能具有方法论的价值。它在人们对客体已有了初步认识,积累了一定资料的基础上建立,是进一步研究原型的起点。

  按照科学研究的特定目的,用物质形式或思维形式对原型客体本质关系的再现。通过对模型的研究获得关于原型客体的知识,这是现代科学常用的一种研究方法。

  前者即实物模型,它成为人们观察、实验的直接对象;后者属于思维形式,它是客体的一种抽象化、理想化、理论化的形态,具体表现为抽象概念(如质点、刚体、理想流体等)、数学模型(如数学方程式等)或理论模型(如某些科学假说),成为人们进行理论分析、推导和计算的对象。

  科学模型是主体(研究者)和客体(研究对象)之间的一种特殊的中介,它既是主体创建和运用的一种研究手段,又是被研究客体的替身。科学模型并不需要与原型在外部特征、质料、结构和形态上一一相似。但必须按照所要研究的问题和目的,与原型客体在本质属性方面有相似性,只有这样的模型才具有方法论的价值。而这样的模型也只有在人们已对客体有了初步认识,积累了一定资料的基础上才可能建立起来。因此,模型本身既是科学认识阶段性的成果,同时又是进一步研究原型的起点。

  科学模型在科学研究中具有重要意义。客观事物总是处在多种因素交错的复杂纷乱状态中,这就使人们深入研究某个问题时面临难以着手的困难。模型能够撇开那些次要因素、关系和过程,将主要因素、关系和过程突出地显示出来,便于人们观察、实验和理论分析。尤其是对那些“时过境迁”、不能再现因而也不可能直接观察到的现象,或者从经济、安全和道德等方面考虑不宜直接实验的对象,更需要借助于模型研究。

  由于通过模型获得的规律性知识,只是在一定程度上反映了原型客体的规律性,因而这种知识是相对的、近似的。根据从科学模型得到的认识可以预言客体的变化趋势或运动规律,这种预言能否实现,就是对模型的一种实践检验。

  模型研究方法能够发挥理论对实践的指导作用。在体现了正确科学理论知识的模型上进行实验,其结果一般优于实际情况。例如,一部理想热机的效率高于实际热机的效率。因此,用理想模型与实际对象对比,就有可能找到改善实际对象以取得更佳效果的实践途径。

  科学模型不是固定不变的,它需要在人的认识过程中不断完善,得到改善的模型将使人们获得对客体的进一步的认识。科学模型也不是唯一的。由于人们对同一问题可以从不同的方面、用不同的方法认识,因而就会根据不同的假说和理论建立起各种不同的模型。在科学实践中,通过不断地对比,那些不能很好地反映客体本质属性的模型,将被逐渐淘汰。

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