Материальные модели

Перейдем теперь к рассмотрению материальных (реальных, вещест­венных) моделей. Чтобы некоторая материальная конструкция могла быть отображением, то есть замещала в каком-то отношении оригинал, между оригиналом и моделью должно быть установлено отношение подобия. Существуют разные способы установления такого подобия, что придает моделям особенности, специфичные для каждого способа (см. слайд 4).

Прежде всего, это подобие, устанавливаемое в результате физическо­го взаимодействия (или цепочки физических взаимодействий) в про­цессе создания модели.

Примерами таких отображений являются фото­графии, масштабированные модели самолетов, кораблей или гидротех­нических сооружений, макеты зданий, куклы, шаблоны и др.

Назовем такое подобие прямым.

Как бы хороша ни была модель, она все-таки лишь заменитель оригинала, выполняющий эту роль только в определенном отношении. Почти всегда возникают проблемы переноса результатов моделирования на оригинал.

Например, при испытаниях умень­шенной модели корабля на гидродинамические качества часть условий эксперимента можно привести в соответствие масштабам модели, другая часть условий (вязкость и плотность воды, сила тяготения, свойства волн, и т.д.) не может быть масштабирована. Задача пересчета данных модельного эксперимента на реальные условия становится нетривиальной. Для решения этих задач используют те­орию подобия.

Второй тип подобия называется косвенным. Косвенное подобие меж­ду оригиналом и моделью устанавливается не в результате их физического взаимодействия, а объективно существует в природе в виде совпадения или достаточной близости их абстрактных моделей.

Примером является электромеханическая аналогия. Некоторые закономерности электрических и механических процессов опи­сываются одинаковыми уравнениями.

Разли­чие состоит лишь в разной физической интер­претации переменных, входящих в эти уравне­ния. В результате оказывается возможным не только заменить неудобное и громоздкое экспериментирование с механической кон­струкцией на простые опыты с электрической схемой, перепробовать множество вариантов, не переделывая конструкцию, но и «проиг­рать» на модели варианты, неосуществимые в механике.

Роль моделей, обладающих косвенным подо­бием оригиналу, очень велика. Часы – аналог времени; подопытные животные у медиков — аналоги человеческого организма; автопи­лот – аналог летчика; электрический ток в подходящих может моделировать потоки информации в сетях связи, течение воды в городской водопроводной се­ти и др.

Третий, особый класс реальных моделей образуют модели, подобие которых оригиналу не является ни прямым, ни косвенным, а устанавли­вается в результате соглашения. Назовем такое подобие условным.

Примерами условного подобия служат деньги (модель стоимости), удостоверения личности (официальная модель владельца), всевозмож­ные и разнообразные сигналы (модели сообщений), рабочие чертежи (модели будущей продукции), карты (модели местности) и т.д.

Существуют специфические модели условного подобия. Например, теория связи, теория информа­ции, радиотехника, теория управления и ряд других наук имеют дело с такими моделями. Они применяют­ся в технических устройствах без участия человека и получили назва­ние сигналов. В этих науках правила построения и способы использова­ния сигналов, названные кодом, кодированием и декодированием, сами стали предметом углубленных исследований.

С иных позиций рассматриваются модели условного подобия в науках, изучающих создание и использование этих моделей самим человеком – знаки.

Возникшая в связи с этим область знаний получила название семиотики (от греч. «знак»). Семио­тика изучает знаки не в отдельности, а как входящие в знаковые сис­темы, в которых выделено три основных группы отношений:

синтаксис (греч. «построение, порядок»), т.е. отношения между различными знаками, позволяющие отличать их и строить из них знако­вые конструкции все более высокой сложности;

семантика (греч. «обозначение»), т.е. отношения между знаками и тем, что они обозначают, или вложенный, изначальный смысл знаков; \

прагматика (греч. «дело, действие»), т.е. отношения между зна­ками и теми, кто их использует в своей деятельности, или понятый, воспринятый смысл знаков.

Существуют и другие моде­ли условного подобия (языкознание, картография, криптография, гра­фология, техническое черчение, нумизматика, информатика, литературо­ведение и т.д.).