Inhoud
Een model is een beschrijving van het natuurverschijnsel dat wetenschappers kunnen gebruiken om voorspellingen te doen. Een goed model is zowel zo nauwkeurig mogelijk als zo eenvoudig mogelijk, waardoor het niet alleen krachtig maar ook gemakkelijk te begrijpen is. Hoe goed ze ook zijn, modellen hebben bijna altijd beperkingen.
Ontbrekende details
De meeste modellen kunnen niet alle details van complexe natuurlijke fenomenen bevatten. Bij het meten van afstanden rond de aarde is het bijvoorbeeld handig om de aarde als een bol te modelleren, maar dit houdt geen rekening met variaties in afstand vanwege bergketens, valleien en andere topologische kenmerken die de reiziger moet doorkruisen. Het opnemen van deze aanvullende details zou het model te complex maken voor eenvoudig gebruik. Omdat modellen eenvoudig genoeg moeten zijn om ze te kunnen gebruiken om voorspellingen te doen, laten ze vaak enkele details weg.
De meeste zijn benaderingen
De meeste modellen bevatten enkele benaderingen als een handige manier om iets te beschrijven dat in de natuur gebeurt. Deze benaderingen zijn niet exact, dus voorspellingen op basis daarvan zijn meestal een beetje anders dan wat u daadwerkelijk waarneemt - dichtbij, maar niet bang. In de kwantummechanica zijn er bijvoorbeeld geen exacte oplossingen voor de Schrodinger-vergelijking voor atomen vanaf helium; exacte oplossingen bestaan alleen voor waterstof. Bijgevolg gebruiken fysici benaderingen voor hogere elementen. Deze benaderingen zijn goed, maar het zijn toch benaderingen.
Eenvoud
Soms kan een model nauwkeuriger worden gemaakt, maar ten koste van eenvoud. In dergelijke gevallen kan het eenvoudigere model zelfs superieur zijn, omdat het u een manier geeft om een proces te visualiseren zodat u het kunt begrijpen en er voorspellingen over kunt doen. In de scheikunde zijn bijvoorbeeld structurele formules en ball-and-stick modellen onrealistische afbeeldingen van moleculen; ze negeren volledig wat scheikundigen van de kwantummechanica weten over de aard van materie op subatomair niveau. Ze zijn echter eenvoudig, gemakkelijk te tekenen en bieden een schat aan inzichten in moleculaire structuur en eigenschappen op een manier die gemakkelijk te visualiseren en te begrijpen is. Bijgevolg blijven chemici zowel structurele formules als ball-and-stick-modellen gebruiken.
Trade-offs
Uiteindelijk zijn modellen onderhevig aan enkele afwegingen. Je wilt zoveel mogelijk voorspellende kracht. Tegelijkertijd wilt u ook dat het model zo eenvoudig mogelijk is. De natuur staat echter onverschillig tegenover de behoefte van de mens aan eenvoud en begrip, en veel natuurlijke fenomenen zijn complex. Denk bijvoorbeeld maar aan de keten van biochemische processen die alleen plaatsvinden om informatie van de fotoreceptoren in uw oog door te geven aan de visuele cortex van uw hersenen. Als u alles wat daadwerkelijk gebeurt in een model probeert op te nemen, wordt het log en moeilijk te gebruiken. Uiteindelijk merk je dat je tot op zekere hoogte vertrouwt op benaderingen en conceptuele kaders die een proces gemakkelijk visualiseren, maar niet noodzakelijk de ware aard van de realiteit weerspiegelen.