Innehåll
En modell är en beskrivning av naturfenomen som forskare kan använda för att göra förutsägelser. En bra modell är både så exakt som möjligt och så enkel som möjligt, vilket gör den inte bara kraftfull utan också lätt att förstå. Men oavsett hur bra de är kommer modellerna nästan alltid att ha begränsningar.
Saknas detaljer
De flesta modeller kan inte innehålla alla detaljer om komplexa naturfenomen. Till exempel när man mäter avstånd runt jorden är det bekvämt att modellera jorden som en sfär, men det innehåller inte variationer i avstånd på grund av bergskedjor, dalar och andra topologiska drag som resenären måste korsa. Att införliva dessa ytterligare detaljer skulle göra modellen för komplex för enkel användning. Eftersom modeller måste vara enkla att du kan använda dem för att göra förutsägelser, lämnar de ofta några detaljer.
De flesta är ungefärliga
De flesta modeller inkluderar några approximationer som ett bekvämt sätt att beskriva något som händer i naturen. Dessa tillnärmningar är inte exakta, så förutsägelser baserade på dem tenderar att vara lite annorlunda från vad du faktiskt observerar - nära, men inte stöta på. I kvantmekanik finns det till exempel inga exakta lösningar på Schrodinger-ekvationen för atomer från helium och framåt; exakta lösningar finns endast för väte. Följaktligen använder fysikerna approximationer för högre element. Dessa approximationer är bra, men de är ändå ungefärliga.
Enkelhet
Ibland kan en modell göras mer exakt men på bekostnad av enkelheten. I fall som dessa kan den enklare modellen faktiskt vara överlägsen, eftersom den ger dig ett sätt att visualisera en process så att du kan förstå den och göra förutsägelser om den. I kemi, till exempel, är strukturformler och boll-och-stick-modeller orealistiska avbildningar av molekyler; de ignorerar helt vad kemister vet från kvantmekanik om materiens natur på den subatomära nivån. Ändå är de enkla, lätta att rita och erbjuder en mängd insikter om molekylstruktur och egenskaper på ett sätt som är lätt att visualisera och förstå. Följaktligen fortsätter kemister att använda både strukturella formler och boll-och-stick-modeller.
Avvägningar
I slutändan är modeller föremål för vissa avvägningar. Du vill ha så mycket förutsägbar kraft som möjligt. Samtidigt vill du också att modellen ska vara så enkel som möjligt. Naturen är likgiltig med det mänskliga behovet av enkelhet och enkelhet att förstå, och många naturfenomen är komplexa. Tänk till exempel på kedjan av biokemiska processer som sker bara för att vidarebefordra information från fotoreceptorerna i ögat till den visuella cortexen i din hjärna. Om du försöker integrera allt som faktiskt händer i en modell blir det svårt och svårt att använda. I slutändan upptäcker du att du till viss del förlitar dig på tillnärmningar och konceptuella ramverk som gör en process lätt att visualisera men inte nödvändigtvis återspeglar verkligheten.