과학에서 모델의 한계

콘텐츠

• 누락 된 세부 사항
• 대부분은 근사치입니다
• 간단
• 트레이드 오프

모델은 과학자들이 예측에 사용할 수있는 자연 현상에 대한 설명입니다. 좋은 모델은 가능한 한 정확하고 간단하므로 강력 할뿐만 아니라 이해하기도 쉽습니다. 그러나 모델이 아무리 우수하더라도 모델에는 거의 항상 제한이 있습니다.

누락 된 세부 사항

대부분의 모델은 복잡한 자연 현상의 모든 세부 사항을 통합 할 수 없습니다. 예를 들어, 지구 주위의 거리를 측정 할 때 지구를 구체로 모델링하는 것이 편리하지만, 여행자가 통과해야하는 산맥, 계곡 및 기타 지형적 특징으로 인해 거리 변화가 포함되지 않습니다. 이러한 추가 세부 사항을 통합하면 모델을 사용하기가 너무 복잡해집니다. 모델은 예측을 위해 모델을 사용할 수있을 정도로 단순해야하기 때문에 종종 세부 사항을 일부 생략합니다.

대부분은 근사치입니다

대부분의 모델에는 자연에서 발생하는 것을 설명하는 편리한 방법으로 근사값이 포함되어 있습니다. 이러한 근사값은 정확하지 않으므로이를 기반으로 한 예측은 실제로 관찰 한 것과 약간 다르지만 밀접하지는 않습니다. 예를 들어, 양자 역학에서 헬륨으로부터 원자에 대한 슈뢰딩거 방정식에 대한 정확한 해는 없다. 정확한 솔루션은 수소에만 존재합니다. 결과적으로 물리학자는 더 높은 원소에 대해 근사치를 사용합니다. 이러한 근사값은 좋지만 그럼에도 불구하고 근사값입니다.

간단

때로는 모델이 더 정확하지만 단순성을 희생하면서 만들 수 있습니다. 이와 같은 경우 더 단순한 모델이 실제로 우수 할 수 있습니다. 프로세스를 시각화하고이를 예측할 수있는 방법을 제공하기 때문입니다. 예를 들어 화학에서 구조식과 볼-스틱 모델은 비현실적인 분자 묘사입니다. 그들은 원자 원자 수준에서 물질의 성질에 대해 양자 역학자들이 알고있는 화학자들을 완전히 무시한다. 그럼에도 불구하고, 그것들은 단순하고 그리기 쉽고 분자 구조와 속성에 대한 통찰력을 시각화하고 이해하기 쉬운 방식으로 제공합니다. 결과적으로 화학자들은 구조식과 볼-스틱 모델을 계속 사용합니다.

트레이드 오프

궁극적으로 모델은 일부 상충 관계가 있습니다. 가능한 많은 예측력을 원합니다. 동시에, 모델이 가능한 한 단순 해지기를 원합니다. 자연은 단순성과 이해의 용이성에 대한 인간의 필요에 무관심하지만 많은 자연 현상은 복잡합니다. 예를 들어, 단순히 눈의 광 수용체에서 뇌의 시각 피질로 정보를 전달하기 위해 발생하는 생화학 적 과정에 대해 생각해보십시오. 실제로 발생하는 모든 것을 모델에 통합하려고하면 다루기가 어려워지고 사용하기가 어려워집니다. 결국 프로세스를 시각화하기는 쉽지만 실제의 본질을 반드시 반영 할 필요는없는 근사치와 개념적 프레임 워크에 어느 정도 의존한다는 것을 알게됩니다.