NộI Dung
Một mô hình là một mô tả về hiện tượng tự nhiên mà các nhà khoa học có thể sử dụng để đưa ra dự đoán. Một mô hình tốt vừa chính xác nhất có thể vừa đơn giản nhất có thể, điều này làm cho nó không chỉ mạnh mẽ mà còn dễ hiểu. Tuy nhiên, cho dù chúng tốt như thế nào, các mô hình hầu như sẽ luôn có những hạn chế.
Thiếu chi tiết
Hầu hết các mô hình không thể kết hợp tất cả các chi tiết của các hiện tượng tự nhiên phức tạp. Ví dụ, khi đo khoảng cách xung quanh Trái đất, thuận tiện để mô hình Trái đất như một hình cầu, nhưng điều này không kết hợp các biến thể về khoảng cách vì các dãy núi, thung lũng và các đặc điểm tôpô khác mà khách du lịch phải đi qua. Kết hợp các chi tiết bổ sung này sẽ làm cho mô hình quá phức tạp để dễ sử dụng. Vì các mô hình phải đủ đơn giản để bạn có thể sử dụng chúng để đưa ra dự đoán, chúng thường bỏ qua một số chi tiết.
Hầu hết là xấp xỉ
Hầu hết các mô hình bao gồm một số xấp xỉ như một cách thuận tiện để mô tả một cái gì đó xảy ra trong tự nhiên. Các phép tính gần đúng này không chính xác, do đó, các dự đoán dựa trên chúng có xu hướng hơi khác so với những gì bạn thực sự quan sát - gần, nhưng không đập vào. Trong cơ học lượng tử, chẳng hạn, không có giải pháp chính xác nào cho phương trình Schrodinger cho các nguyên tử từ helium trở đi; giải pháp chính xác chỉ tồn tại cho hydro. Do đó, các nhà vật lý sử dụng xấp xỉ cho các yếu tố cao hơn. Những xấp xỉ này là tốt, nhưng dù sao chúng cũng là xấp xỉ.
Sự đơn giản
Đôi khi một mô hình có thể được thực hiện chính xác hơn nhưng với chi phí đơn giản. Trong những trường hợp như thế này, mô hình đơn giản hơn có thể thực sự vượt trội, bởi vì nó cung cấp cho bạn cách trực quan hóa một quy trình để bạn có thể hiểu nó và đưa ra dự đoán về nó. Trong hóa học, ví dụ, các công thức cấu trúc và mô hình bóng và gậy là sự mô tả không thực tế của các phân tử; họ hoàn toàn bỏ qua những gì các nhà hóa học biết từ cơ học lượng tử về bản chất của vật chất ở cấp độ hạ nguyên tử. Tuy nhiên, chúng đơn giản, dễ vẽ và cung cấp nhiều kiến thức sâu sắc về cấu trúc và tính chất phân tử theo cách dễ hình dung và dễ hiểu. Do đó, các nhà hóa học tiếp tục sử dụng cả công thức cấu trúc và mô hình bóng và gậy.
Đánh đổi
Cuối cùng, các mô hình phải chịu một số sự đánh đổi. Bạn muốn càng nhiều sức mạnh dự đoán càng tốt. Đồng thời, bạn cũng muốn mô hình đơn giản nhất có thể. Tuy nhiên, thiên nhiên thờ ơ với nhu cầu của con người về sự đơn giản và dễ hiểu, và nhiều hiện tượng tự nhiên rất phức tạp. Chỉ cần nghĩ, ví dụ, về chuỗi các quá trình sinh hóa chỉ diễn ra để chuyển thông tin từ các tế bào cảm quang trong mắt bạn đến vỏ não của thị giác. Nếu bạn cố gắng kết hợp mọi thứ thực sự xảy ra vào một mô hình, nó sẽ trở nên khó sử dụng và khó sử dụng. Cuối cùng, bạn thấy rằng bạn dựa vào một mức độ nào đó về các xấp xỉ và khung khái niệm giúp cho một quá trình dễ hình dung nhưng không nhất thiết phản ánh đúng bản chất thực tế.