Отношение между моделью и моделируемым объектом

 

Часто, когда мы говорим о модели, то затрудняемся отделить модель от реального объекта. Совсем не потому, что они настолько соответствуют друг другу, что этой разницы мы не замечаем. Мы просто не можем установить, где модель: сам реальный объект или созданный нами. Чтобы продемонстрировать эту мысль, рассмотрим работу художника. Для него то, что он создает сначала в своем воображении, а потом - на полотне, и есть его реалии (объекты) в содержательном плане, а используемые им натуры и натурщики – модели. Для специалистов частных наук его виртуальные порождения всегда - модели действительных объектов.

Не будем спорить с виртуальными мыслителями, для которых реальность - их мир, а остановимся на конкретных науках.

И таким образом, окажется, что модель обязательно должна давать информацию о свойствах моделируемых объектов и явлений. В науке модели используются с древних времен и до наших дней для проверки идей, разработки гипотез и построения теорий.

В общем случае моделью данного объекта называется другой объект, который сопоставляется исходному (моделируемому) объекту и определенные свойства которого отражают выбранные свойства исходного объекта.

Создаваемая модель, как уже было сказано, должна быть не только информативна, но и эвристична. Сказанное по отношению к моделированию относится и к научной теории как к сложному объекту. Во всех ныне существующих точных моделях научной теории можно выделить три взаимосвязанных стороны:

· Наличие математического аппарата;

· Теоретическая содержательность модели;

· Эмпирическая содержательность.

В соответствии с этими требованиями можно провести классификацию теорий:

· Неформальные реконструкции научных теорий (при отсутствии математического аппарата, к ним можно отнести в первом приближении структурные, функциональные, операционные, социокультурные модели научных теорий);

· Формальные научные теории, структурированные по используемым ими математическим средствам.

 

Системы и их свойства

Говоря о моделировании, мы все время заботились о необходимости системной оценки моделью (тем более, математической) реальных явлений, предметов, их объединений. Для повышения значимости таких заявлений необходимо выявить отличительные черты (свойства) таких моделируемых объектов и объединений.

Круг обсуждаемых объектов определяется многообразием существующего мира. Это и материальные образования, существовавшие до человека и сейчас независимо от его сознания (солнечная система, атом в понимании современной физики, кругооборот воды, биологические сообщества). Это и множество рукотворных порождений самой различной природы, созданных человеком (язык, система городского транспорта, информационная система, политические системы, общество и т. д.).

Несмотря на их различия по природе, по происхождению, по размерам, по предназначению, в них обнаруживается много общих свойств. Понимание объединения объектов (реальных и идеальных) как системы зависит от ракурса рассмотрения (например, деление звездного неба на созвездия по их положению на небосводе).

Какие же объединения являются системами? Прежде всего, те, которые можно структурировать (разделить) по элементам. Второе объединяющее свойство систем – связность этих элементов в виде каких – либо отношений, объединяющих их как нечто целое. Эти связи в большом перечне условий оказываются сильнее, чем связи отдельных элементов со средой, в которой существует элемент (свойство целостности). Благодаря этому система становится устойчивой по отношению к внешним воздействиям до некоторого предела.

Фундаментальным свойством системного элемента, как и самой системы, является его целенаправленность (выполнение определенной функции, наличие логики поведения, использование в нужное время в надлежащих условиях).

Возможность целенаправленного использования объекта характеризуется другим свойством системы – целостностью. Правильно сформированная система характеризуется явно выраженной обособленностью (границами) и относительной независимостью от окружающей среды.

С учетом сказанного можно определить: системой называется множество связанных между собой элементов, которое при определенном рассмотрении образует некоторый целостный объект.

Это определение одинаково относится и к физическим системам, и к биологическим, и к социальным, и даже к объединениям, составляющим набор описаний их по отдельным аспектам. Таким образом, оно относится как к реально существующим объектам, так и к виртуальным (мысленно созданным).

В целом свойства систем зависят от свойств образующих ее элементов, но не сводится к ним. В системе как объединении появляются и новые свойства, определяемые суммарным действием законов, описывающих отношения между элементами системы. Это свойство систем называется эмержинтностью (например, способность летать у самолета, а не у отдельных его элементов; отсутствие границ у вселенной, которые есть у составляющих ее элементов; свойства живых организмов как высокоорганизованных химических систем). Среда существования системы тоже активна: под ее действием система может меняться, как в положительную сторону, так и отрицательную.

Иерархичность (многоуровневость) систем – тоже одно из важнейших свойств объединений объектов. Присуще оно как природным явлениям, так и искусственно созданным материальным и виртуальным объединениям. Благодаря иерархической организации в системе возникает «разделение труда» между уровнями: функционирование нижних уровней создает предпосылки для исполнения своих предназначений более высокими уровнями (в человеческих коллективах, в живых системах, в искусственных системах – конструкциях, скоплениях материи во вселенной и т.д.). Иерархичность систем позволяет расширить понятие элементов: ими могут быть и уровни систем. Сами уровни при этом становятся системами элементов, их составляющих. В этом проявляется полисистемность объединений объектов, состоящих из систем разного уровня.

 

Система научных теорий

И знание, являясь объектом изучения, обладает системо- образующими «свойствами». Не вдаваясь в подробности, отметим себе, что даже в целом наше знание как объект изучения определяется системой теорий, обладающей всеми перечисленными свойствами, в том числе и полисистемностью. Как правило, в каждой дисциплине существует не одна теория, а взаимосвязанная система теорий (например, в физике). Несмотря на возможность существования конкурирующих теорий, во всех них могут и имеются базисные структуры порождения, выражения и трансформации знания об их предметных областях.

Определение теорий в методологии немало. По большей части – это перечисление в виде алгоритма всех действий, которые осуществляются исследователями, формулирующими свою теорию. Такие определения носят содержательный характер, а не формальный, а поэтому – незаконченный. Завершенность определения связана с установлением размерности изучаемого объекта по определяющим его факторам. Размерность теоретического знания (можно сказать и более широко, научного знания) и его измерение связаны с функциями научной теории.

Функции научных теорий включают:

· Выявление существенных свойств изучаемых объектов и явлений, а также их моделирование (отражение реальности с помощью теорий – так это называется в гносеологии);

· Систематизация фактов на основе обнаруженных закономерностей;

· Предсказание новых свойств, явлений, закономерностей в предметной области:

· Использование в практической деятельности:

· Определение коммуникативной функции теории (свойства накопления, хранения и передачи знания).

Необходимость выполнения теорией перечисленных функций требует наличия в теории следующих подсистем:

· Логико – лингвистической, способной описывать определенными языковыми средствами сущность протекающих в системе явлений путем систематизации их;

· Модельно – репрезентативной, способной представлять исследуемые объекты с помощью специальных образов;

· Прогматико – процедурной, включающей методы, процессы, способы деятельности, приводящие к успеху, и используемые оценки (в связи с этим она подразделяется на операционную и аксиологическую);

· Проблемно – эвристической, способной указывать пути достижения новых идей, находок или ставить проблемные вопросы.

Наличие всех подсистем является необходимым и достаточным основанием считать теорию сформированным объединением научного знания со статутом теории.

Научные теории не являются чем–то застывшим, раз навсегда сформировавшимся. Они рождаются, развиваются, живут в мире знаний, а иногда и умирают (теория теплорода или эфира в 19 веке).

Подсистемы научной теории не настолько разобщены, чтобы можно было их рассматривать автономно. Они имеют общие элементы, определяющие разные подсистемы. Например, правила рассуждений (алгоритмы дедукции) принадлежат одновременно логико – лингвистической и прогматико – процедурной подсистемам. Языки формулирования знаний – одновременно проблемно – эвристической и логико – лингвистической подсистемам. Существуют даже специальные элементы, которые образуют составляющие разных подсистем. Например, связи между языками и моделями устанавливаются с помощью конструкций, называемых интерпретациями.

Каждая подсистема выступает в качестве измерителя степени развития научного знания в сторону научной теории. Следует отметить исключительную роль согласованности подсистем теории друг с другом (в смысле скорости их изменения).

Перечисленные общие вопросы методологического плана изучаются общей методологией. Сравнение теорий по уровню общности, иерархичности, уровню теоретичности, конструктивности и структуризации, учение о свойствах языка как способа выражения научного знания, проблемности систем научного знания и его эвристичности тоже являются предметной областью изучения общей методологии науки. Все это и составляет основу научной дисциплины, называемой науковедением.

На нашем этапе изучения методологии науки наиболее актуальным является освоение путей получения знаний в конкретной области наук. Эта сторона методологии относится к частной методологии, каковой для нас является методология исследования сельскохозяйственной техники.