Модель

Информативное представление сущности

Модель молекулы с цветными шариками, представляющими различные атомы.

Модель — это информативное представление объекта, человека или системы. Первоначально этот термин обозначал планы здания в английском языке конца XVI века и произошел через французский и итальянский языки от латинского modulus — меры. ^[1 ]

Модели можно разделить на физические модели (например, модель корабля или модель одежды) и абстрактные модели (например, набор математических уравнений, описывающих работу атмосферы с целью прогнозирования погоды). Абстрактные или концептуальные модели являются центральными в философии науки . ^{[2] [3]}

В научных исследованиях и прикладной науке модель не следует путать с теорией : в то время как модель стремится только представить реальность с целью лучшего понимания или предсказания мира, теория более амбициозна, поскольку она претендует на объяснение реальности. ^[4]

Модельв определенных контекстах

Как существительное, модель имеет особые значения в определенных областях, происходящие от его первоначального значения «структурная конструкция или макет »:

• Модель (искусство) , человек, позирующий художнику, например, преступник XV века, представляющий библейского Иуду на картине Леонардо да Винчи « Тайная вечеря»
• Модель (человек) , человек, который служит образцом для подражания для других , часто в контексте рекламы коммерческих продуктов; например, первая модель , Мари Верне Ворт в 1853 году, жена дизайнера Чарльза Фредерика Ворта . ^{[5] [6]}

• Модель (продукт) , определенный дизайн продукта, представленный в каталоге или выставочном зале (например, Ford Model T , ранняя модель автомобиля )
• Модель (организм) — нечеловеческий вид, который изучается для понимания биологических явлений в других организмах, например, морская свинка, лишенная витамина С, для изучения цинги, эксперимент, который было бы безнравственно проводить на человеке.
• Модель (мимикрия) — вид, который имитируется другим видом.
• Модель (логика) , структура (набор элементов, таких как натуральные числа 1, 2, 3,..., вместе с математическими операциями, такими как сложение и умножение, и отношениями, такими как ), которая удовлетворяет заданной системе аксиом (основных трюизмов), т.е. которая удовлетворяет утверждениям заданной теории ^[7] ${\displaystyle <}$
• Модель (CGI) , математическое представление любой поверхности объекта в трех измерениях с помощью специализированного программного обеспечения.
• Модель (MVC) , представляющая информацию внутренняя составляющая программного обеспечения, в отличие от ее пользовательского интерфейса.

Физическая модель

Часть модели города Буртон-он-зе-Уотер в масштабе 1/9 в Буртон-он-зе-Уотер, Глостершир , Англия.

Физическая модель (чаще всего называемая просто моделью, но в этом контексте отличающаяся от концептуальной модели ) — это меньшее или большее физическое представление объекта , человека или системы . Моделируемый объект может быть маленьким (например, атом ) или большим (например, Солнечная система ) или в натуральную величину (например, манекенщица, демонстрирующая одежду для потенциальных клиентов с похожим телосложением).

Геометрия модели и представляемый ею объект часто похожи в том смысле, что одна из них является изменением масштаба другой. Однако во многих случаях сходство лишь приблизительное или даже намеренно искаженное. Иногда искажение является систематическим, например, фиксированный масштаб по горизонтали и больший фиксированный масштаб по вертикали при моделировании топографии для улучшения гор региона.

Архитектурная модель позволяет визуализировать внутренние отношения в пределах структуры или внешние отношения структуры к окружающей среде. Другое использование — как игрушка .

Инструментальные физические модели являются эффективным способом исследования потоков жидкости для инженерного проектирования. Физические модели часто сочетаются с моделями вычислительной гидродинамики для оптимизации проектирования оборудования и процессов. Это включает внешний поток, такой как вокруг зданий, транспортных средств, людей или гидравлических сооружений . Испытания в аэродинамической и гидродинамической трубах часто используются для этих проектных усилий. Инструментальные физические модели также могут исследовать внутренние потоки для проектирования систем воздуховодов, оборудования для контроля загрязнения, машин для обработки пищевых продуктов и смесительных сосудов. Модели прозрачного потока используются в этом случае для наблюдения за детальным явлением потока. Эти модели масштабируются с точки зрения как геометрии, так и важных сил, например, с использованием масштабирования числа Фруда или числа Рейнольдса (см. Подобие ). В докомпьютерную эпоху экономика Великобритании моделировалась с помощью гидравлической модели MONIAC , чтобы предсказать, например, влияние повышения налогов на занятость.

• 
  Модель экономики Великобритании, работающая на воде – MONIAC ​​в Музее науки, Лондон
• 
  Женская модель демонстрирует бюстгальтер потенциальным покупателям с похожим телосложением
• 
  Модель военной сцены — Австралийский военный мемориал , Канберра
• 
  Морская свинка используется в качестве модели для изучения лептоспироза человека
• 
  Аэродинамическая труба НАСА с масштабной моделью самолета

Концептуальная модель

Погодные модели используют дифференциальные уравнения, основанные на законах физики , и систему координат, которая делит планету на трехмерную сетку.

Концептуальная модель — это теоретическое представление системы, например, набор математических уравнений , пытающихся описать работу атмосферы с целью прогнозирования погоды. ^[8] Она состоит из концепций, используемых для того, чтобы помочь понять или смоделировать предмет, который представляет модель.

Абстрактные или концептуальные модели являются центральными для философии науки , ^{[2] [3]} , поскольку почти каждая научная теория эффективно внедряет некую модель физической или человеческой сферы . В некотором смысле физическая модель «всегда является овеществлением некоторой концептуальной модели; концептуальная модель задумана заранее как чертеж физической», которая затем конструируется как задуманная. ^[9] Таким образом, этот термин относится к моделям, которые формируются после процесса концептуализации или обобщения. ^{[2] [3]}

Примеры

• Концептуальная модель (информатика) , согласованное представление сущностей и их взаимосвязей, помогающее в разработке программного обеспечения.
• Экономическая модель , теоретическая конструкция, представляющая экономические процессы.
• Модель языка — вероятностная модель естественного языка, используемая для распознавания речи, генерации языка и поиска информации.
  • Большие языковые модели — это искусственные нейронные сети, используемые для генеративного искусственного интеллекта (ИИ), например ChatGPT.
• Математическая модель , описание системы с использованием математических понятий и языка.
  • Статистическая модель — математическая модель, которая обычно определяет взаимосвязь между одной или несколькими случайными величинами и другими неслучайными величинами.
  • Модель (CGI) , математическое представление любой поверхности объекта в трех измерениях с помощью специализированного программного обеспечения.
• Медицинская модель , предлагаемый «набор процедур, которым обучаются все врачи»
• Ментальная модель — в психологии внутреннее представление внешней реальности.
• Модель (логика) , множество вместе с набором конечных операций и отношений, которые определены на нем, удовлетворяющие заданному набору аксиом
• Модель (MVC) , компонент программного обеспечения, представляющий информацию, отличный от пользовательского интерфейса («представления»), оба связаны компонентом «контроллер» в контексте проектирования программного обеспечения «модель–представление–контроллер».
• Типовой акт , закон, разработанный централизованно для распространения и предложения к принятию в нескольких независимых законодательных органах.
• Стандартная модель (значения)

Свойства моделей согласно общей теории моделей

По мнению Герберта Стаховяка , модель характеризуется по крайней мере тремя свойствами: ^[10]

1. Картографирование

Модель всегда является моделью чего-либо — это образ или представление какого-либо природного или искусственного, существующего или воображаемого оригинала ^[11] , где сам этот оригинал мог бы быть моделью.

2. Сокращение

Как правило, модель не будет включать в себя все атрибуты, описывающие оригинал, а только те, которые кажутся релевантными создателю или пользователю модели.

3. Прагматизм

Модель не относится однозначно к своему оригиналу. Она предназначена для работы в качестве замены оригинала

а) для определенных предметов (для кого?)

б) в течение определенного периода времени (когда?)

в) ограничено определенными концептуальными или физическими действиями (для чего?) .

Например, уличная карта — это модель реальных улиц города (картографирование), показывающая направление улиц, но не содержащая, скажем, дорожных знаков и дорожной разметки (сокращение), созданная для пешеходов и водителей транспортных средств с целью облегчения ориентации в городе (прагматизм).

Были предложены дополнительные свойства, такие как расширение и искажение ^[12] , а также обоснованность . ^[13] Американский философ Майкл Вайсберг различает конкретные и математические модели и предлагает компьютерное моделирование (вычислительные модели) как собственный класс моделей. ^[14]

Смотрите также

• Концептуальная основа
• Метамоделирование
• Модель самолета
• Модель автомобиля
• Модель дома
• Модель железной дороги
• Модель ракеты
• Моделирование железнодорожного транспорта
• Масштабная модель
• Научная модель

Ссылки

1. Оксфордский словарь английского языка, Oxford University Press, doi :10.1093/OED/3984201854 , дата обращения 1 июля 2023 г.
2. Merriam-Webster, Энциклопедический словарь Merriam-Webster, Merriam-Webster.
3. Tatomir, A.; et al. (2018). «Разработка концептуальной модели с использованием общей базы данных признаков, событий и процессов (FEP) для оценки потенциального воздействия гидравлического разрыва пласта на водоносные горизонты подземных вод». Advances in Geosciences . 45 : 185–192. Bibcode :2018AdG....45..185T. doi : 10.5194/adgeo-45-185-2018 . hdl : 20.500.11820/b83437b4-6791-4c4c-8f45-744a116c6ead .
4. Вунш, Г. (1994). «Теории, модели и данные». Демография . 36 (1): 20–29. ПМИД  12346076.
5. "modelworker.com". Архивировано из оригинала 2007-10-17.
6. Уокер, Харриет (4 мая 2009 г.). «Потрясающие лица моды: век моделирования». The Independent . Архивировано из оригинала 2011-05-28 . Получено 2017-09-05 .
7. Чанг и Кейслер, стр. 1
8. Модели прогноза, Метеорологическое бюро.
9. Ибрагим А. Халлоун, Теория моделирования в естественнонаучном образовании (2007), стр. 36.
10. Герберт Стаховяк: Allgemeine Modelltheorie , 1973, S. 131–133.
11. "ТРИК: простая аббревиатура для концептуализации цифрового двойника". automation.com . Получено 2024-11-05 .
12. Thalheim: Towards a Theory of Conceptual Modelling . В: Journal of Universal Computer Science , т. 16, 2010, № 20, С. 3120
13. Дитрих Дёрнер: Мысль и дизайн – исследовательские стратегии, подход к отдельным случаям и методы проверки . В: E. Frankenberger et al. (ред.): Designers. The Key to Successful Product Development . Springer-Verlag, Berlin et al. 1998, S. 3–11.
14. М. Вайсберг: Моделирование и подобие — использование моделей для понимания мира. Oxford University Press, Нью-Йорк, 2013

Внешние ссылки

• Медиа, связанные с Физические модели на Wikimedia Commons