Реферат: Моделирование как метод физической мезомеханики

В общем, последние два определения пригодны для использования.

Дальнейшее развитие и совершенствование определений связаны с целями метода моделирования. Три основных выделяются большинством исследователей [2,14]:

Понимание устройства определенной системы, её строения, свойств, закономерностей развития и взаимодействия с окружающим миром

Управление системой, отыскание оптимальных путей управления при определенных целях и критериях

Прогнозирование косвенных и прямых результатов применение данных способов и видов влияния на систему

Все вышеперечисленные цели в некотором механизме обратной связи, другими словами подразумевается не только возможность переноса элементов, свойств и характера взаимодействий на модель, но и наоборот.

Учитывая все это, определение моделирования представляется в следующем виде [15]:

«Моделирование-это опосредованное практическое или теоретическое исследование объекта, при котором непосредственно изучается не сам интересующий нас объект, а некоторая вспомогательная искусственная или естественная система:

1) находящаяся в некотором объективном соответствии с познаваемым объектом;

2) способная замещать его в определенных отношениях;

3) дающая при её исследовании, в конечном счете, информацию о самом моделируемом объекте»

(эти три признака фактически являются определяющими признаками модели)

Приведенное определение, данное И.Б.Новиком и А.А.Ляпуновым, по мнению автора реферата, более полно отражает истинную суть понятия «моделирование» в сравнении с другими ему известными, поэтому в данной работе он будет придерживаться и опираться на него. Единственный недочет (методологического плана) в том, что автор рассматривает отражение «объект–система», вместо «система–система». Данное замечание не столь серьезно, поскольку это определение дано более 50 лет назад, в период, когда уровень науки был ниже, а теория систем только развивалась.

Для большей объективности рассмотрим еще два более современных определения «модели».

Определение И.Т. Фролова:

«Моделирование означает материальное или мысленное имитирование реально существующей системы путем специального конструирования аналогов (моделей), в которых воспроизводятся принципы организации и функционирования этой системы».[25] В этом определении основная идея сводится к тому, что модель — это средство познания, а ее главный признак — отображение, при этом ничего не говорится о третьем признаке Ляпунова, об обратной связи.

Если обратиться к западной философии, то мы увидим, что там превалирует определение, написанное В.А. Штоффом в книге «Моделирование и философия»: «Под моделью понимается такая мысленно представляемая или материально реализуемая система, которая отображая или воспроизводя объект исследования, способна замещать его так, что ее изучение дает нам новую информацию об этом объекте».[27, С.22] Оно хорошо согласуется с определением Новика-Ляпунова, но в нем есть один существенный минус – оно не выделяет относительность характера модели.

В дальнейшем будем отталкиваться от того, что свойство, объединяющее все модели заключается в их способности более или менее отображать реальность. Разнообразный выбор средств и условий реализации их общего свойства влечет за собой появление огромного количества различных моделей, а также рождает проблему их классификации.

2. Классификация моделей и видов моделирования

Общая классификация видов моделирования очень сложна в силу многозначности понятия «модель» в науке и технике. Классифицировать можно, опираясь на разные основания:

по характеру моделей (т. е. по средствам моделирования);

по характеру моделируемых объектов;

по сферам приложения моделирования (моделирование в технике, в физических науках, в химии, моделирование процессов живого, моделирование психики и т. п.)

по уровням («глубине») моделирования, начиная, например, с выделения в физике моделирования на микроуровне (моделирование на уровнях исследования, касающихся элементарных частиц, атомов, молекул) до моделирования на мезо- и макроуровнях.

Из этого следует, какой бы классификация ни была, она будет неполной, особенно если учесть, что не существует каких-то стандартных правил, в соответствии с которыми должна выстраиваться терминология, как правило она опирается на языковые, научные и практические традиции, а еще чаще определяется условиями и задачами в каждом конкретном случае.

Самой распространенной можно назвать классификацию основывающуюся на характере моделей. В соответствии с ней выделяют пять видов моделирования [17]:

1. Предметное моделирование, при котором в модели отражаются геометрические, физические, динамические или функциональные характеристики объекта. К примеру, модель здания или корпуса автомобиля.

2. Аналоговое моделирование, при котором модель и оригинал описываются единым математическим соотношением. В пример можно привести электрические модели, которые используются для изучения гидродинамических и механических явлений.

3. Знаковое моделирование, при котором моделью являются формулы, чертежи, схемы. Знаковые модели стали чаще использоваться в связи с развитием ЭВМ.

4. Со знаковым неразрывно связано мысленное моделирование, при котором модели приобретают мысленно наглядный характер. Примером может в данном случае служить модель атома, предложенная в свое время Бором.