1.11. Моделювання як етап трансдукції

З цієї точки зору досить наївно виглядають спроби показати так званий очевидний шлях конструювання моделей, для чого, нібито, достатньо виходячи з реальності трансформувати її відповідно з операціями абстрагування і ідеалізірованія, щось відкинути, що -то додати й т.д. Такого роду міркування якщо і враховують деякі моменти концептуальної трансдукції, то, проте, всього лише в грубій формі. Природа моделі визначається відтворенням нею в концептуальній формі хімічних референтів, причому в якості концептуального освіти вона не зводиться ні до абстракцій, ні до ідеалізації.

Багато дослідників, які вивчають феномен моделювання, намагаються виділити його певні критерії. Згідно П. Ахінштейну, модель повинна задовольняти п'яти постулатам: 1)

їй необхідно бути адекватною вирішувати проблеми, 2)

вона повинна представляти внутрішню структуру і композицію досліджуваного об'єкта, 3)

модель повинна грунтуватися на апроксимації, необхідних для дозволу поставленої проблеми, 4)

вона виступає своєрідним синтезом ряду теорій, наприклад, математичних і фізичних, але не зводиться до них, 5)

вона може мати схожість з іншими емпіричними об'єктах-

тамі48.

Ми готові погодитися з усіма цими постулатами, бо неважко переконатися, що вони узгоджуються з развиваемой в даній книзі теорією трансдукції. З п'яти постулатів Ахінштейна, мабуть, тільки п'ята викликає певні сумніви. Модель знаходиться у відповідності з досліджуваними референтами. Сумнівно, що вона буде схожа з емпіричними об'єктами іншої природи, які, що в даному випадку істотно, відтворюються специфічними, нехімічними концептами. Моделі, використовувані в хімії, в принципі не в змозі відтворити об'єкти нехімічної природи. Моделі різних наук пов'язані один з одним точно так само, як самі ці науки, а саме за допомогою міждисциплінарних зв'язків. Згідно Я. Томазі, моделі мають бути: 1) простими, 2) несуперечливими, 3) стабільними, 4) генеративних, 5) ефек-тівнимі49. Розмірковуючи про простоту моделі, він має на увазі, що вона повинна відображати цілком певні аспекти досліджуваного явища, не всі, а лише найсуттєвіші. Модель повинна бути несуперечливої, зокрема, перебувати у злагоді з іншими складовими теорії. Під стабільністю (або стійкістю) моделі розуміється її сталість, вона повинна допускати варіацію деяких її параметрів. Генеративність моделі полягає в тому, що її використання дозволяє виробити нове знання, яке спочатку не було відомим. Ефективність (або корисність) моделі полягає у виробленні нового знання стосовно безпосередньо до досліджуваного об'єкта.

З п'яти вказуються Томазі критеріїв моделювання наші найбільші сумніви викликає перший з них. Ми вважаємо, що модель повинна бути концептуально змістовної, що підсилює потенціал теорії. Це і є найголовніший критерій моделювання. Якщо він виконаний, то можна поставити питання і про простоту моделі, доцільність відмови від розгляду її деяких рис, які не суттєвих в тому чи іншому відношенні. Любителі принципу простоти завжди не без ентузіазму підкреслюють необхідність виділення істотного в противагу несуттєвому, але при цьому вони забувають про інше найважливішому аспекті науково-теоретичного творчості. У науці відсутній такий критерій, який дозволив би провести абсолютну межу між істотним і несуттєвим. Те, що несуттєво в одному аспекті, істотно в іншому. До того ж слід враховувати, що вибір простий моделі не завжди виправданий, бо він не дозволяє досягти тієї повноти теоретичного відтворення об'єкта, яка доступна при даному рівні розвитку науки. Таким чином, модель в якості теоретичного конструкту не позбавлена тих особливостей, які властиві теорії. Вирішальна ж специфіка моделі визначається її зв'язком з процесом концептуальної транс-дукції.

Якопо Томазі проводить у своїй статті виключно актуальну ідею: характер моделювання змінюється разом зі статусом хімічної теорії. Як він висловлюється, моделі повинні бути конгруентний теоретичної хімії. Тому він випереджає розгляд хімічного моделювання аналізом основних революцій, характерних для розвитку хімії. По суті, стосовно до проблеми моделювання Томазі цілком свідомо використовує принцип теоретичної відносності. Це правильно, бо моделювання є етапом концептуалізації.

На наш погляд, стосовно до проблеми моделювання принцип теоретичної відносності повинен бути конкретизований. Найбільш близький до моделей теоретичний блок представлений апроксимаціями. З цієї точки зору, якими є апроксимації, такі й моделі. Сучасні хімічні моделі неможливо уявити собі без уявлень про ядрах атомів, електронних орбітах, валентних зв'язках, електронних щільностях. Всі ці уявлення співвідносяться найбільш органічно з певними типами апроксимації. Це дуже чітко показав у вже обговорювалася теорії апроксимацій В. Островський.

У підручниках хімії дуже часто наводиться модель молекул, в якій атоми зображуються кульками, а зв'язки між ними стрижнями (ball-and-string model). Вона використовується з часів Ке-куле і Бутлерова, але за півтора століття вона неодноразово переосмислювалася у відповідності з новітніми апроксимаціями. Інший приклад: молекула ДНК зображується десятками способів: і у вигляді стрічок, і у формі подвійної спіралі, і як упаковки атомів-куль, і структурними формулами. Але у всіх випадках до зображення пред'являється жорстку вимогу: воно інтерпретується не в якості інтуїтивно сприйманого образу, а як уявлення елементів і частин атомно-молекулярних систем в теоретично виправданою формі.

У хімії виключно широко, мабуть, більшою мірою, ніж, наприклад, у фізиці та біології, поширені просторові моделі. Але поряд з просторовими можуть існувати й інші типи моделей. Але яка ж взагалі типологія моделей? Якою вона може і повинна бути?

У пошуках відповіді на поставлені питання відзначимо, насамперед, два різних підходи до розуміння моделювання: а) об'єктний підхід: модель заміщає оригінал, б) концептуальний підхід: модель являє оригінал. У випадку а) вважають, що з тих чи інших міркувань недоцільно проводити дослідження безпосередньо з оригіналом, а тому він замінюється його двійником. У даному випадку ми маємо справу з моделюванням, яке часто називають матеріальним або фізичним. На наш погляд, його доцільно називати об'єктним. Мова йде про те, що експерименти ведуться з реальними об'єктами, що відрізняються від оригіналів. Так, замість промислових використовуються лабораторні реактори або, наприклад, біохімічні молекули in vivo заміщуються об'єктами in vitro. Заміна оригіналу його моделлю, як правило, не скасовує хімічну специфіку досліджуваних процесів. Тому йдеться не про фізичне, а про хімічний моделюванні. Зрозуміло, хімічні процеси можуть моделюватися і фізичними явищами, але в такому випадку не обійтися без розгляду міждисциплінарних зв'язків, що існують між хімією і фізикою. Вираз «матеріальне моделювання» невдало, бо використовується концепт «матерії» з його неясною наукової родоводу. Об'єктна модель повинна бути подібна оригіналу. Критерії подібності вивчаються в теорії подібності. Два об'єкти подібні, якщо у відповідний проміжок часу і у відповідних точках простору значення змінних величин, що характеризують стан одного об'єкта, пропорційні значенням відповідних величин іншого об'єкта. Критеріями подоби виступають певні числа (безрозмірні величини), зазвичай звані по іменах їхніх творців (числа Ньютона, Рей-нольдса, Нуссельта, Прандтля і т.д.).

У вік комп'ютерів об'єктне експериментування доповнюється комп'ютерним. І в цьому випадку оригінал заміщається моделлю, яка стає об'єктом так званого обчислювального експерименту. У концептуальному відношенні дослідник залишається в рамках хімії, бо саме вона фігурує в якості системи відліку можливостей інформатики. На наш погляд, слабкою стороною об'єктного підходу є недостатня увага до концептуальної стороні справи. Концептуальний підхід в хімічному моделюванні явно відрізняється від об'єктного підходу. Цього разу акцент робиться не на замісної, а на представницькій функції моделі. Модель не заміщає оригінал, а представляє його в якості особливого концептуального образу. При концептуальному підході центральним є питання про істину, чи дійсно модельне уявлення істинно по відношенню до оригіналу. Чи дозволяє теорія «пробитися» до оригіналу або ж він залишається кантовской «річчю в собі». При об'єктному підході модель виступає в якості не концептуального освіти, а об'єкта, який подібний оригіналу. Об'єкти, модель і оригінал, подібні один одному. Модель в якості концептуального образу не подібна оригіналу, вона істинна. Подоба і істинність - це два різних відносини. Близнюки подібні один одному, але один з них не є істиною іншого.

Таким чином, концептуальний і об'єктний підхід у розумінні хімічного моделювання принципово відрізняються один від одного. А тим часом вони в існуючій літературі, як правило, взагалі не розрізняються. Близький до проведення згаданого розрізнення бельгійський учений Яап ван Бракель. Він стверджує, що немає сенсу розрізняти модель і оригінал. «Замість твердження про моделюванні артефактом S даного об'єкта B, краще говорити, що S і B спільно реалізують B і S» 50. Бракель близький до істини, але лише остільки, оскільки розуміє моделювання виключно в рамках об'єктного підходу. При об'єктному підході модель може виступати і як речі, і як процес.

На наш погляд, питання про класифікацію моделей заслуговує більш детального вивчення. Цілком можливо, що існують моделі не двох і не трьох, а більшого числа типів. Дійсно, у-перших, очевидно, що в лінії трансдукції моделі вперше заявляють про себе у весь голос вже на виході апроксимацій. Досить часто хімічні моделі одягнені в математичні одягу. По-друге, від математичних моделей відбувається перехід до комп'ютерних моделям, вага яких в лінії трансдукції постійно збільшується. В даний час він настільки значний, що пора виділити комп'ютерні моделі в особливий тип моделей. Зрозуміло, що розглядаються комп'ютерні моделі по своїм концептуального пристрою залишаються хімічними. Нарешті, по-третє, комп'ютерні моделі слід відрізняти від об'єктних моделей.

Таким чином, трансдукціонное моделювання не є одноразовою акцією, в ньому явно виділяються деякі щаблі. У зв'язку з цим, слід виділяти математичні, комп'ютерні та об'єктні моделі. У цій тріаді комп'ютерні моделі займають серединне положення. Вони поєднують у собі як імпульси, що йдуть від теорії, так і спрямованість на експеримент. Не випадково часто міркують про комп'ютерний, або обчислювальному, експерименті. З урахуванням сучасного рівня вивчення моделювання ми схильні математичні моделі віднести до етапу дедукції, а об'єктні до експерименту. Що ж до комп'ютерних моделей, то вони, треба думати, утворюють особливий тип моделей, який в результаті розвитку хімічної науки придбав відносну самостійність.

Отже, моделювання виступає ланкою концептуальної трансдукції. У даному місці резонно згадати про тривимірних просторових образах молекул, про структурні формулах, їх уявленнях в лінгвістичних виразах. За загальним визнанням найбільш наочні тривимірні просторові образи молекул. Щоб у цьому переконатися, досить згадати, що при записі рівняння Шредінгера використовується уявлення про конфігураційному безконечномірному Гильбертом просторі. Візуалізація з'являється лише при переході від цього простору до тривимірного хімічним простору. Саме при здійсненні зазначеного переходу відбувається так звана візуалізація, тобто вироблення зорових образів.

 Як відомо, не всі математичні дисципліни органічно пов'язані із зоровими образами. Ні тому нічого дивного в тому, що графічні молекулярні моделі осмислюються за допомогою, насамперед, теорії графів, а також комбінаторної топології. Обидві ці дисципліни насичені геометричними образами. Таким в теорії графів є поняття «відстань між вершинами графів», що ототожнюються з атомами (ребра графів представляють хімічні зв'язки). 

 Як бачимо, кожен крок назустріч референтам супроводжується концептуальними аргументами, в тому числі використанням міждисциплінарних зв'язків. Але в даному випадку нас особливо цікавить епістемологічний аспект, наближення контакту з спостерігаються величинами. Клаус Майнцер, розглядаючи хімічні моделі, виділяє чотири точки зору: структурну, динамічну, цифрову (йдеться про використання чисельних методів) і программиро-ванную51. На наш погляд, недолік цієї класифікації полягає в тому, що вона, як це має бути, не проводиться за єдиним підставі. Структурна модель пов'язується зі стереохімії, динамічна - з квантової хімією, цифрова - з математикою, а програмована - з інформатикою. Згадане єдине підставу тут взагалі не проглядається. Що стосується структурної моделі, то вона ж не скасована новітніми дослідженнями, а що вкрай важливо, отримала подальший розвиток. І ось тут з'ясовується виключно цікаве з позицій теорії пізнання обставина: звернення до математичних теорій та інформатики НЕ віддаляє нас від спостережуваних даних, а якраз навпаки, наближає до нім52. 

 У 1980-х роках були розроблені програми, що дозволяли перетворювати двовимірні молекулярні моделі в тривимірні. Широке використання вебкомпьютерних технологій призвело до подальшого розвитку образів молекулярних структур, доступних, в тому числі, в стереоскопічних виставах. При цьому широко використовуються такі геометричні вузли, як точки, кулі, циліндри, а для зображення деяких ознак - кольору і кольорові гами. Комп'ютерна анімація дозволяє представити в доступних зору образах динамічні процеси. 

 Комп'ютерна когнітивна графіка повністю реанімувала проблему візуалізації, яка, здавалося, несумісна з химерним формалізмом квантової хімії. На зорі комп'ютерної техніки важко було передбачити, що вона сприятиме вирішальним чином перекладу «сухих» математичних знаків в «живі» зорові образи. Засновник феноменології Е. Гуссерль нарікав на те, що технічно орієнтовані науки абстрактні і безживні. Просто дивно, що саме їх розви- нення дозволило перекинути місток між суто концептуальними побудовами і чуттєвими, зокрема, зоровими образами суб'єкта. 

 Таким чином, моделювання є цілком самостійним етапом концептуальної трансдукції, який наближає дослідників до осягнення хімічної істини. 

 Інформація, релевантна "1.11. Моделювання як етап трансдукції"

1. 1.18. Про методи хімії
     моделювання. І воно виступає у нас етапом трансдук-ції. При бажанні можна кожен етап трансдукції вважати певним науковим методом. Коли говорять про експериментальні методи, то поступають якраз таким чином. Якими б не були експериментальні методи, вони входять до складу трансдукції. Іноді говорять про системному методі, згідно з яким всі етапи наукового дослідження повинні
   
2. 11.3. Методичні особливості екстремальної підготовки Методи підготовки
     моделювання умов екстремальних ситуацій: словесно-образного моделювання (словесного опису обстановки з образним поданням його учнями), фактичного моделювання, імітації (створення екстремальних умов застосуванням спеціальних засобів і прийомів), психологічного моделювання екстремальних труднощів (виклику у учнів особливостей розумових, емоційних, вольових
   
3. етап становлення
     етап становлення, який триває приблизно п'ять років - від 25 до 30 років. У цей період працівник освоює обрану професію, здобуває необхідні навички, фор-мируется його кваліфікація, відбувається самоствердження і з'являється потреба до встановлення незалежності. Його продовжують турбувати безпека існування, здоров'я. Зазвичай в цьому віці створюються і формуються сім'ї, тому
   
4. Принцип детерминистского подання
     моделюванні прийняття рішень індивідуумом допускається, що його уявлення про дійсність не містять випадкових змінних і невизначених факторів (наслідки прийнятих рішень залежать від строго визначених правил)
   
5. Моделювання свідомості.
     моделювання людської свідомості і, якщо є, які вони? Знаменитий англійський фізик Стівен Хокінг стверджує, що поступово виникне якесь нове суперсущество, що представляє продукт імплантації в організм людини більш ефективних електронних замінників - протезів в різні органи, аж до мозку. Більш правильною видається позиція академіка В.А. Садовничого: він
   
6. Моделювання екстремальних ситуацій та факторів
     моделюванні загроз, небезпек, ризику - не об'єктивне, а суб'єктивне, ілюзорне моделювання їх. Наприклад, перестрибнути через дві лінії, проведені на землі на відстані двох метрів один від одного, зможе кожен. Але якщо між ними викопати глибоку траншею, то деяким навчаються стрибок через неї стане страшним. Є два основних і взаємопов'язаних шляху моделювання екстремальних
   
7. 9.3 Оцінка еколого-економічної ефективності витрат на рекультивацію порушених земель Загальна постановка задачі.
     етапи рекультивації визначені проектом, виходячи з обсягів земляних робіт і прийнятої розрахунково-технологічної карти. Требуется дати оцінку еколого-економічної ефективності витрат на рекультивацію порушених земель підприємства. Вихідні дані: 1. Загальна площа порушених земель 80 га. 2. Рекультивовані землі підлягають сільськогосподарському та лісо-господарському освоєнню. 3. Тип
   
8. 1.14. Референція
     як бажана мета маячили референти. Пора приступити до їх осмислення. Наївне переконання, згідно з яким дослідник має безпосередній доступ до досліджуваних явищ, у світлі багатоетапність трансдукції повинно бути рішуче відставлено убік. Англійська дієслово refer означає направляти, відсилати. Референти - це те, на що спрямовані всі раніше розглянуті етапи трансдукції. Їх
   
9. Новиков Д. А.. Закономірності ітеративного навчання. М.: Інститут проблем управління РАН, 1998. - 77 с., 1998
     моделювання. Робота орієнтована на фахівців з педагогіки, психології і фізіології людини і тварин, теорії управління, а також студентів і аспірантів відповідних
   
10. Попередній етап
      як особистості, він піклується про безпеку
    
11. Хронологічний порядок АНАЛІЗУ ПРЕДМЕТА ДОСЛІДЖЕННЯ
      яке твердження присутній в питанні? Щоб виділити тезу, що міститься в позначенні предмета дослідження, необхідно: - сформулювати предмет дослідження не в питальній формі, а в позитивної; - потім виділити твердження, що стосується вихідного поняття. (Примітка: таких тверджень може бути кілька. Важливо їх розрізняти і розташовувати за ступенем важливості.) 3.
    
12. Етапи заняття та їх методика
      моделювання реальних умов: створення зовнішньої картини обстановки, моделювання розумових, вольових, емоційних труднощів; вибір місця, часу та погодних умов; ускладнення спостереження (наприклад, одягання напівпрозорої пов'язки на очі); імітація «виходу з ладу» зв'язки, напарника, керівника, командира ; імітація окремих факторів реальної обстановки (вогню, диму, шумів і звуків,