Объект исследования и его модель

Объект исследования – это первичное, не сводимое к более простым, понятие. Поэтому дать его общее определение невозможно. Однако можно указать примеры объектов: физическое явление, технологический процесс, машина как совокупность механизма и двигателя, биологический организм, экологическая система и т.д.

Всякий объект исследования, будучи составной частью единого мира, обладает чрезвычайно сложными свойствами. Поэтому изучение любого объекта во всем многообразии его свойств практически невозможно. Однако большинство из этих свойств не существенны для целей каждого определенного исследования, поскольку цели эти обычно утилитарны и состоят в выяснении возможностей управления объектами. Для управления нет необходимости понимать сущность объекта; достаточно знать причинно-следственные связи, определяющие его поведение. Это позволяет переходить от изучения самого объекта к исследованию его модели.

Модель – система, обладающая такой общностью существенных для данного исследования свойств с объектом, которая делает возможным понимание закономерностей функционирования данного объекта.

Модель абстрагирована от второстепенных, несущественных свойств оригинала и поэтому намного его проще. Это позволяет не только упростить процесс его изучения, но, во многих случаях, сделать его вообще возможным.

Модель может быть физической – уменьшенной (или увеличенной) копией реального объекта исследования. Например, модель самолета при исследовании его в аэродинамической трубе. Она имеет такую же форму, как и самолет и поэтому обладает подобными аэродинамическими свойствами, но выполнена из дерева и поэтому намного проще.

Модель может быть аналоговой, когда поведение объекта моделируется электрической цепью, функционирование которой описывается такими же дифференциальными уравнениями, как и самого объекта. Такие модели широко используют при изучении механических, акустических, гидродинамических и др. явлений.

Модель может быть математической – в виде совокупности уравнений и (или) неравенств, описывающих поведение реального объекта исследования. Примером может служить модель воздушной оболочки нашей планеты, при помощи которой прогнозируются погодные условия в метеоцентрах. Она состоит из тысяч дифференциальных уравнений, начальные условия для которых задаются по данным метеонаблюдений. Естественно, что такие системы уравнений могут решаться только при помощи очень мощных компьютеров.

Результаты моделирования в значительной степени зависят от качества модели. Модель должна быть адекватной объекту в том аспекте, который соответствует целям исследования. Она должна быть достаточно простой, чтобы исследование было возможным и целесообразным по экономическим критериям. Она должна обеспечивать доступность ее изучения имеющимися средствами. Поэтому создание хорошей модели – один из самых ответственных этапов любого исследования.

Создание модели облегчается при четком понимании принципов данной научной дисциплины. Например, в механике сплошных сред это принципы: сплошности, классичности и феноменологичности. Благодаря им удается описывать сплошные среды разумными по степени сложности системами уравнений, тогда как, например, при атомистическом подходе такие системы невозможно даже записать.