Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

1.10: Наукові моделі

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    56109

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Навіщо вченим потрібні моделі?

    Вчені працюють з моделями, тому що реальність складна і важка. Клімат Землі є прикладом системи, яка є одночасно складною і складною. На клімат впливають багато факторів: хмари, сніговий покрив, змішування океану, секвестрація вуглецю в океанах тощо Насправді факторів набагато більше, ніж можна впоратися з усіма відразу. Моделі необхідні в науці. Однак завжди потрібно пам'ятати, що модель - це модель, а не справжня річ.

    Моделі є корисними інструментами

    Наукові моделі є корисним інструментом для вчених. Більшість систем Землі надзвичайно складні. Моделі дозволяють вченим працювати з системами, які практично неможливо вивчити в цілому. Моделі допомагають вченим розібратися в цих системах. Вони можуть аналізувати і робити прогнози про них за допомогою моделей. Існують різні типи моделей.

    • Фізичні моделі - це менші та простіші уявлення про досліджувану річ. Глобус або карта - це фізична модель частини або всієї Землі.
    • Концептуальні моделі пов'язують разом багато ідей для пояснення явища чи події.
    • Математичні моделі - це набори рівнянь, які враховують багато факторів для представлення явища. Математичні моделі зазвичай робляться на комп'ютерах.

    Багато моделей створюються на комп'ютерах (рис. Нижче). Тільки комп'ютери можуть обробляти і маніпулювати такими величезними обсягами даних. Багато вчених зараз працюють з кліматичними моделями. Неймовірна кількість факторів впливає на клімат Землі. Багато факторів залежать один від одного. Досить точна кліматична модель потребує найпотужніших комп'ютерів. Все-таки ще не розроблено жодного комп'ютера, здатного працювати з усією системою. Так вчені створюють моделі, які представляють собою частини системи.

    Багато вчених використовують комп'ютери для моделювання складних процесів

    Багато вчених використовують комп'ютери для моделювання складних процесів.

    Моделі можуть бути використані для тестування ідей

    Вчені повинні перевірити свої ідеї. Працювати з моделлю набагато простіше, ніж з цілою системою. Вчений може захотіти зрозуміти, як підвищення рівня CO 2 вплине на клімат. У цьому випадку буде простіше змоделювати меншу частину цієї системи. Наприклад, вчений може змоделювати, як більш високі рівні CO 2 впливають на ріст рослин і вплив, який матиме на клімат.

    Моделі можуть бути використані для прогнозування

    Моделі можна використовувати для прогнозування майбутнього. Кращі з них враховують більшість факторів. Як вченим дізнатися, чи буде модель точно передбачати майбутнє? Один із способів - використовувати час у минулому як відправну точку. Потім запустіть модель, щоб побачити, чи зможе модель точно передбачити сьогодення. Модель, яка може успішно передбачити сьогодення, швидше за все, буде краще прогнозувати майбутнє. Наприклад, кліматичні моделі дуже корисні для спроби визначити, яких типів змін ми можемо очікувати, коли вуглекислий газ в атмосфері піднімається.

    Моделі мають обмеження

    Оскільки моделі простіше реальних об'єктів або систем, у них є обмеження. Модель стосується лише частини системи. Він може не передбачити поведінку реальної системи дуже точно. Але чим більше обчислювальної потужності, що йде в модель, і уважність, з якою вчені будують модель, можуть збільшити шанси на те, що модель буде точною.

    Резюме

    • Модель - це подання більш складної системи. Моделями можна маніпулювати легше, ніж системою.
    • Моделі можна використовувати для прогнозування.
    • Моделі можуть бути фізичними, концептуальними або математичними.

    Рецензія

    1. Чому вчені використовують моделі?
    2. Опишіть типи згаданих моделей.
    3. Чому комп'ютери часто використовують для виготовлення моделей?

    Дізнатися більше

    Використовуйте ресурс нижче, щоб відповісти на наступні питання.

    1. Що таке модель?
    2. Як вчені створюють моделі?
    3. Як перевіряються моделі на точність?
    4. Як доктор Хансен перевірив свою модель?
    5. Які проблеми пов'язані з моделюванням?