§5.1. Широкое токование понятия модели

Следующим этапом системного анализа систем является построение и использование моделей. Понятие «модель» очень обширно по своему значению и необычайно важно по содержанию для всего системного анализа, поэтому рассмотрим его более подробно.

Как и понятие «система», понятие «модель» также прошло в своем развитии несколько этапов. Первоначально моделью называли некое вспомогательное средство, объект, который в определенной ситуации заменял другой объект. При этом не сразу была понята необходимость представлять любые наши знания в виде моделей. В результате очень долго понятие модели относилось только к материальным объектам специального типа, например, модели судов и самолетов, чучела (модели) животных. Такая трактовка

Осмысление основных особенностей таких моделей привело к разработке многочисленных определений, типичным примером которых служит следующее: моделью называется некий объект-заместитель, который в определенных условиях может заменять объект-оригинал, воспроизводя интересующие нас свойства и характеристики оригинала, причем имеет существенные преимущества и удобства (наглядность, обозримость, доступность испытаний и пр.). Затем были осознаны модельные свойства чертежей, рисунков, карт - реальных объектов искусственного происхождения, воплощающих абстракцию довольно высокого уровня. Следующий шаг заключался в признании того, что моделями могут служить не только реальные объекты, но и абстрактные, идеальные построения. Типичным примером служат математические модели. В результате деятельности математиков, логиков и философов, занимавшихся исследованием оснований математики, была создана теория моделей. В ней модель определяется как результат отображения одной абстрактной математической структуры на другую, также абстрактную, либо как результат интерпретации первой модели в терминах и образах второй.

В ХХ веке понятие модели становится все более общим, охватывающим и реальные, и идеальные модели. При этом понятие абстрактной модели вышло за пределы математических моделей, стало относиться к любым знаниям и представлениям о мире. Модели могут быть качественно различными, они образуют свою иерархию, в которой модель более высокого уровня (например, теория) содержит модели нижних уровней (гипотезы) как свои частные элементы. Важно также, что признание идеальных представлений, научных построений, законов в качестве моделей подчеркивает их относительную истинность.

§5.2. Моделирование - неотъемлемый этап всякой целенаправленной деятельности

Всякий процесс труда есть деятельность, направленная на достижение определенной цели. Скульптор обтесывает мраморную глыбу, оставляя в ней то, что станет скульптурой; спортсмен настойчиво тренируется, чтобы победить в соревновании и т.д. Под целью же понимается, как мы уже установили, образ желаемого будущего, т.е. модель состояния, на реализацию которого и направлена деятельность. Причем модель является не просто образом-заменителем оригинала, не вообще каким-то отображением, а отображением целевым. Из этого следует множественность моделей одного и того же объекта: для разных целей требуются разные модели. Приведем простой пример. Группа туристов делает привал. Представим, какие модели одного и того же бревна используют в своей деятельности разные члены группы: одному поручено оборудовать лагерь, и он прикидывает, использовать ли это бревно для стола или как сиденье; другой отвечает за костер, а для дров от бревна требуются не геометрические, а совсем другие качества; третьего интересует возраст дерева; фотограф ищет у бревна сук с замысловатым изгибом и т.д.

Сама целевая предназначенность моделей позволяет все разнообразие множество моделей поделить на основные типы - по типам целей. Так, делению целей на теоретические и практические соответствует деление моделей на познавательные и прагматические. Первые являются формой организации и представления знаний, средством соединения новых знаний с имеющимися. Поэтому при обнаружении расхождения между моделью и реальностью встает задача устранения этого расхождения с помощью изменения модели (корректировка гипотез, изменение рабочих чертежей). Прагматические модели являются средством управления, средством организации практических действий, способом представления образцово правильных действий и их результата, т.е. это идеал. Здесь же при обнаружении расхождения с реальностью стремятся приблизить реальность к модели (точнее обточить деталь, быстрее пробежать дистанцию). Основное различие между этими двумя типами моделей можно выразить так: познавательные модели отражают существующее, а прагматические - не существующее, но желаемое и (возможно) осуществимое.

Другим принципом классификации целей моделирования может служить деление моделей на статические и динамические. Для одних целей нам может понадобиться модель конкретного состояния объекта, своего рода «моментальная фотография» интересующего нас объекта (статическая модель). Когда же наши цели связаны не с одним состоянием, а с различием между состояниями, возникает необходимость в отображении процесса изменения состояний (динамическая модель).

Остановимся теперь на вопросе, из чего строятся модели. Они могут быть абстрактными - построенными средствами мышления или реальными - построенными средствами материального мира. Особое место среди абстрактных моделей занимают языковые модели. Неоднозначность, расплывчатость естественного языка, многозначность почти каждого слова вместе с многовариантностью их возможного соединения во фразы столь полезные во многих случаях, могут мешать в некоторых видах практики. Тогда создаются более точные, профессиональные языки, целая иерархия языков, все более и более точных, завершающихся идеально формализованным языком математики. Что же касается реальных моделей, то для них определяющим моментом является установление отношения подобия, похожести между ними и оригиналом. Существует специальная теория подобия в инженерии, позволяющая в настоящее время правильно моделировать очень сложные объекты и процессы. Она рассматривает прямое подобие (физическое подобие). Возможны также косвенный вид подобия, устанавливаемый через общую аналогию, общую абстрактную модель - электромеханическая аналогия, автопилот, являющийся аналогом летчику и т.п. Третий вид подобия - условное - устанавливается через соглашения. Это деньги (модель стоимости), рабочие чертежи (модели будущих продукций) и т.д. С моделями условного подобия приходится иметь дело очень часто, поскольку они являются способом материального воплощения абстрактных моделей, вещественной формой, в которой абстрактные модели могут передаваться, храниться, т.е. отчуждаться от сознания и все-таки сохранять возможность возвращения в абстрактную форму.

Итак, мы видим, что понятие модели относится не просто к объекту, который мы моделируем, оно включает также и субъекта, организующего моделирование, и задачу, ради которой проводится моделирование (обоих через цель), и средства, из которых создается модель. Но есть еще одно неотъемлемое свойство модели - свойство согласованности с культурной средой, без которого модель не функционирует (вспомним огромное количество идей, обогнавших свое время, и поэтому не воспринятые обществом).

Модель всегда упрощенно отображает оригинал, она конечна, поскольку подобна оригиналу лишь в конечном числе отношений (иначе это была бы уже не модель, а копия объекта), и сами ресурсы моделирования также конечны. Упрощенность любой модели - это ее главное, изначальное свойство, ведь мы сами того хотим, т.к. не можем работать с оригиналом и создаем для его замены более простой объект - модель. В каждой модели есть доля истины, т.е. в чем-то любая модель правильно отображает оригинал. Степень истинности модели проявляется при практическом соотнесении модели и оригинала («практика - критерий истинности»). Кроме безусловно истинного, в модели есть и верное лишь при определенных условиях и нечто «неверное», т.е. не имеющее отношение к оригиналу. Соотношение этого и определяет правильность модели, соответствие с действительностью.

Модели обладают еще одним любопытным свойством - как и все в мире, они проходят свой жизненный цикл: возникают, развиваются, сотрудничают или соперничают с другими моделями, уступая место более совершенным. Одни модели живут дольше отдельных людей, и тогда этапы их жизни изучаются в виде истории той или иной области знаний, жизненный цикл других моделей должен быть обязательно завершен в обозримый срок.

Если теперь попытаться дать определение модели, то можно сказать, что модель есть системное отображение оригинала, и мы наглядно видим насколько богато понятие системности.