Роль моделирования в познавательной и практической деятельности
оверный в данном частном случае, но и
распространяющийся на группу подобных явлений.
Эксперимент имеет два направления:
- планирование эксперимента - методика проведения наблюдений за явлениями
(пассивный эксперимент) и одновременно такую стимуляцию изучаемых явлений
(активный эксперимент), которая позволила бы наиболее быстро, с меньшим
числом опытов найти наиболее характерные зависимости или точки (активный -
экстремальный эксперимент). Кроме того, центральное место занимают вопросы
организации опытов при учете не одного, а многих влияющих факторов. Такой
многофакторный эксперимент должен проводиться согласно четкой схеме,
предусматривающей экстремальный и вероятностный подходы к исследованиям;
- обработка данных- методика расчета и построения достоверных характеристик
на основе опытных данных, что неизбежно имеет погрешности, отражающиеся, в
частности, в “разбросе” опытных точек.
Вероятностный подход предлагает не преодолевать случайные,
вероятностные ситуации, а, напротив искусственно создавать их.
Экстремальный подход направлен на быстрое выявление наиболее
существенных характеристик и их точек. Предлагает проводить опыты в любой
сложной, нелинейной системе, сначала находя ее линейное приближение.
Достоверность модели достигается посредством наблюдения в нормальных
условиях, восприятия или экспериментального исследования объектов познания,
логически правильной обработки опытных данных, полученных таким путем, и
кроме того посредством логических выводов из имеющегося знания.
2.3. Моделирование в технике.
“Виртуальная” реальность
Область применения моделей все время расширяется: в экономике,
биологии, медицине, исторических и других общественных науках, т. е. в
самых разнообразных процессах. Оказалось, что как правило, описание такого
рода процессов н е з а м к н у т о, в моделях присутствуют “свободные
параметры” или функции, которые не определены. Другими словами, такие
процессы должны управляться человеком и возникает проблема моделирования
комплекса “человек-машина” с отражением в нем “модели человеческих
функций”. Таким образом, сложность и комплексность объектов, которые могут
изучаться методами моделирования в технике, практически не ограничены.
В последние десятилетия все крупные сооружения исследовались на
моделях. Например, гидроэнергетические объекты (плотины, каналы,
гидротурбины для таких станций как Волжская, Волгоградская, Братская,
Красноярская ГЭС) исследовались на физических моделях, изображающих в
уменьшенном масштабе эти грандиозные сооружения. Большое значение для
сооружения электрических систем и дальних электропередач имели исследования
их режимов на физических моделях, создаваемых в стадии проектирования и
позволяющих проверить теоретические положения, лежащие в основе расчетов, и
действие различных регулирующих устройств, аппаратуры, релейной защиты и т.
д. При создании и совершенствовании межконтинентальных и космических ракет
на физических моделях успешно проводились исследования аэродинамических
свойств ракет, влияние ионизации воздуха впереди головной части ракеты и т.
д.
Широко распространенные специальные модели, обычно выполняемые в виде
сочетания физической и математической модели с натурными приборами, стали
применяться для наладки приборов управления и тренировки персонала,
управляющего различными сложными объектами. В первом случае эти модели
стали называться - испытательными стендами, а во втором - тренажерами.
Тренажеры применяются для обучения различного эксплуатационного персонала;
особое значение они имеют при подготовке летчиков, космонавтов, подводников
в экстремальных ситуациях и просто тренировке. В будущем тренажеры должны
найти применение и при подготовке персонала для энергосистем.
Обычно приборы и органы управления в тренажерах сохраняются
нормальными, применяемыми в практике. Например, тренажеры для летчиков
воспроизводят у обучаемого все физические ощущения, связанные с полетом в
любом направлении, подъемом, спуском.
Моделирование очень важно еще и для того, чтобы определить практику.
Например, когда первая в мире электропередача 500 кВт только
проектировалась - на модели уже была изучена ее работа, первый пассажирский
сверхзвуковой самолет еще только создавался, а его будущие пилоты уже
проводили тренировки по управлению машиной. “Водить” еще не построенный
самолет учились на моделе-стенде. Он являлся копией кабины летчиков со
всеми приборами, устройствами управления и связи. Имелся также пульт, с
которого инструктор мог задавать условия “полета” и контролировать действия
экипажа. Телевизионная аппаратура, магнитофоны, блоки имитации тряски
предназначались для создания соответствующей “летной” обстановки. Мозгом
модели-стенда являлась вычислительная машина, решавшая дифференциальные
уравнения движения самолета.
Моделирование возможно и в военной сфере - это хорошо известные
маневры, в которых моделируется применение оружия и взаимодействия с
противником. Хотя, как указывается в [12], окончательное принятие решения
зависит от “гения” полководца.
В последнее время особое значение приобрело моделирование
биологических и физиологических процессов. Так создаются протезы тех или
иных органов человека, управляемые биотоками. Разрабатываются установки,
моделирующие условия, необходимые для развития живых тканей и организмов.
Некоторые функции человеческого мозга и нервной системы моделируются
с помощью специальных моделей (функциональных или, как их иначе называют,
кибернетических). Не отражая внутренней структуры объекта, такие модели в
определенных условиях воспроизводят его функции. Например, модели сердца и
легких, выполняющие некоторые функции этих органов, применяются во время
операций.
Большое развитие получает новая наука- бионика, в которой
значительную роль играет кибернетическое - функциональное моделирование
живых организмов, осуществляемое средствами современной электроники.
2.4. моделирование общественно-исторических процессов.
Ученые, работающие в сфере естествознания, техники, математики,
выполняют в своих областях знания такие исследования, которые имеют прямой
выход в социальную сферу. Например, исследования влияния промышленного
развития и испытаний оружия массового поражения на сейсмичность земных
недр, климат и биологию имеет большое социальное значение.
Свидетельством объективно происходящих процессов взаимопроникновения
и усиления взаимосвязей между общественными и естественными науками
является обмен методами между ними. Естествознание, например, уже давно не
может обойтись без исторического метода. В то же время, экспериментальный
метод исследования и точные количественные методы (которые раньше были
прерогативой только естественнонаучного познания) теперь все шире
используются в познании социальном. Прогресс социальных наук в ХХ столетии
в немалой степени связан с применением метода социального
экспериментирования, формализацией знаний, все расширяющимся использованием
моделирования, электронно-вычислительной техники и т. д.
Социальный эксперимент выполняет две функции: исследовательскую и
управленческую. Применяется как в науках, исследующих различные социальные
сферы (экономика, педагогика, социальная психология и др.,) так и в
социальном управлении, где проектируются и внедряются новые и
совершенствуются имеющиеся социальные формы.
Социальный эксперимент имеет ограничения:
- невозможность воздействовать на изучаемые объекты (в исторических
исследованиях изучаемые процессы, события безвозвратно отошли в прошлое);
- в случае принципиальной доступности экспериментальных воздействий на
изучаемый социальный объект, необходимо считаться с возможностью
отрицательных последствий;
- трудно создать желаемый вариант экспериментальной ситуации, перевод
объекта в новые состояния в ходе социального эксперимента не должен
нарушать его функционирования;
- сложно применение экспериментального метода при исследовании социально-
политических вопросов, поскольку надолго и полностью “отгородить” какую-
либо группу людей от всей совокупности общественных связей, поставив их в
особые условия жизни и управления, является довольно затруднительно;
- общественные действия личностей, тем более их чувства, настроения и т. п.
трудно поддаются экспериментальному изучению.
Трудности осуществления экспериментов в процессе социального познания
требовали соответствующих методологических решений. Они побудили
исследователей ко все более широкому использованию модельного
экспериментирования, в котором реальные социальные объекты замещают их
моделями. Применение моделей позволяет проводить контролируемые
эксперименты в ситуациях, - весьма характерных для социального познания, -
где экспериментирование на реальных объектах является практически
невозможным или по каким-то причинам (экономическим, нравственным и т. д.)
нецелесообразным.
Математические методы и модели продемонстрировали свою плодотворность
при изучении самых различных социальных явлений - демографических,
социально-политических и т. д. Но их применение началось с экономической
сферы, затем стала развиваться математическая школа в политэкономия, в
конце ХIХ- на
| |  скачать работу |
Роль моделирования в познавательной и практической деятельности |
