Моделирование как метод познания. Часть 5

Flashback    Статьи и обзоры    

У моделей можно выделить очень важное качество — предсказательную силу. На модели, обладающей предсказательной силой, можно ставить эксперименты, имея определенную долю уверенности в том, что если произвести аналогичный эксперимент на оригинале, то эффект будет аналогичным. Именно предсказательная сила является главным фактором построения таких модельных комплексов, как аэродинамические трубы, крэш-тесты (это комплекс тестов, предназначенных для выяснения, как поведет себя объект в аварийной ситуации, например при автомобильной катастрофе, когда машина врезается в препятствие). Может показаться, что предсказательной силой обладают только модели, физически воспроизводящие оригинал. Модели, описывающие природу на языке математики, зачастую позволяют делать предсказания с потрясающей точностью. Так, составляя системы уравнений, описывающие траектории движения планет, можно предсказывать такие явления, как солнечные или лунные затмения. В свое время «на кончике пера» была открыта планета Нептун, когда ученые заметили нестыковки в траекториях известных планет, рассчитали местоположение возможного источника возмущений, направили туда телескоп и действительно обнаружили там планету.

Первым во всеуслышание о «математическом характере» законов природы заявил Галилео Галилей, итальянский ученый (1564—1642). Он говорил, что «природа говорит на языке математики: буквы этого языка — круги, треугольники и другие математические формы». Но он не смог дать достаточно полного описания природы на языке математики. Это сделал английский физик Исаак Ньютон, родившийся в год смерти Галилея. По словам А. Эйнштейна, «Ньютон был первым, кто попытался сформулировать элементарные законы, которые определяют временной ход широкого класса процессов в природе с высокой степенью полноты и точности» и «…оказал своими трудами глубокое и сильное влияние на все мировоззрение в целом». Ньютон создал математическую модель законов природы, обладающую огромной предсказательной силой. Но, как оказалось позже, у этой модели есть свои границы, за которыми она начинает давать сбои. Модель законов природы, предложенная Эйнштейном, принципиально отличалась от модели Ньютона и позволяла объяснить как явления, которые вполне укладывались в модель Ньютона, так и противоречащие ей. Модель Эйнштейна предсказывала множество эффектов, которые никогда никем на тот момент не наблюдались, но позже были подтверждены экспериментально (например, эффект замедления времени при движении со скоростями, близкими к световой). Любая модель такого рода служит человечеству до тех пор, пока ее результаты позволяют предсказывать события, а уже произошедшие факты не противоречат ей. После того как появляется факт, противоречащий теории, лежащей в основе модели, он тщательно проверяется, не ошибка ли это эксперимента, и если нет, то считается, что теория «скомпрометирована». Любое количество успешных экспериментов еще не доказывает верности теории, хотя и увеличивает ее правдоподобие. В то же время, один единственный эксперимент, результат которого не сходится с теорией, ее опровергает.

Таким образом, смена модели может происходить по причине того, что она более не согласуется с общими законами, которые открыты при исследовании.
© RCE.SU