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1、从诺贝尔奖看科学研究中模型的重要性模型方法是科学研究中的一种重要方法。随着现代科技的迅猛发展，特别是计算机的广泛应用，模型方法的研究领域日趋扩大，从人文科学到思维科学，模型方法越来越多地被应用并产生巨大的经济和社会效益、分析模型及其都科学研究的意义、将会对指导人们更深刻的认识模型的功能，开阔建模思路以有益的启示。建模方法及对科学研究的意义所谓模型，简单的说，是指人们为了达到某种特定的目的而对研究对象所做的一种简化描述。这种描述可以是定性的也可以是定量的；可以借助于具体的实物，也可以通过抽象的形式。通过研究模型来揭示被研究对象的形态、特征、本质及发展规律的方法称为模型方法。例如，数学上所研究的不
2、占有任何空间大小的“点”，没有粗细的“线”，没有厚度的“面”；力学上所研究的只有一定质量而没有一定形状和大小的“质点”，在任何外力作用下都不能发生任何形变的、绝对硬的“刚体”，以及“理想的摆”（即“单摆”或“数学摆”）；流体力学中所研究的没有粘滞性的、不可压缩的“理想流体”；分子物理学中所研究的分子本身的体积和分子间的作用力都可以忽略不计的“理想气体”；电学上所研究的没有空间大小的“点电荷”；光学中所研究的能够全部吸收外来电磁辐射而无任何反射和透射的“绝对黑体”；化学上所研究的溶质与溶剂混合时，既不放热也不吸热的“理想溶液”；生物学上所研究的没有任何组织分化特征的“模型细胞等等。这些都是理想模
3、型。它们作为理想化的形态，都是在现实世界中找不到的东西。但是，理想模型并不是不可捉摸的东西。理想模型是以客观存在为原型的。作为抽象思维的结果，它也是对客观事物的一种反映。客观存在的复杂事物，包含有许多矛盾，因而具有多方面的特性。但在一定场合、一定条件下，必有一种是主要矛盾或主要特性。而理想模型就是对客观事物的一种近似反映，它突出地反映了客观事物的某一主要矛盾或主要特性，完全地忽略了其他方面的矛盾或特性。例如：作为“理想固体”的“刚体”，就是对固体的体积、形状不易改变这一特性的突出反映；“理想流体”，就是对流体的流动性的突出反映，等等。在科学研究中，建立模型具有很重要的意义。H.霍兹认为，模型的
4、认识主要借助于类化的运用，是对可能和现实的过程、关系和功能的物质或观念的再现产物、这一论述概括了模型的认识特征，指出了模型可以以物质模型或者思维模型形式出现，同时强调了模型方法在科学研究中的意义，主要有以下几个方面：（1） 模型方法是联系科学理论与客观存在的桥梁。当今，科学研究中的绝大部分工作是由形式化过程和建立模型组成的，通过观察和实验，在理论指导下，人们可以建立反映某一研究对象本质特征及规律的模型，通过不断地修改和完善，使模型尽可能地接近原型。如果可以实践检验，证明模型是正确的，则该模型及有关的建模知识就证明了科学理论。可见，模型是人类打开现实世界的一把关键的钥匙，同时又是通向科学真理的桥
5、梁。（2） 模型方法是成功地进行科学研究的有效手段。现代科学研究方向3个方向发展，在尺度方向，从宏观领域深入到微观领域；在时间方向，研究对象已经从现存的自然物延伸到自然的起源和演化的全过程；在水平方向科学技术综合的趋势日益增强，出现了“大科学”的概念，研究对象时极为复杂的大系统。在这种情况下，观察越来越失去直观性，实验也越来越难以直接施加于真实对象或系统；而模型方法正好适应了科学研究发展的这一特点，通过对客体的形式化，建立起模型这样地中介系统，从模型的研究中获得对真客体的本质特征和演化规律的认识，这就有效地可否了观察和实验的局限，充分发挥了人的主观能动性，使得科学研究有了理性的意义。比如，沃森
6、、克里克通过建立DNA模型，不断修改完善，最终搭建出DNA双螺旋结构，不仅探明了DNA分子的结构，更重要的是它还提示了DNA的复制机制。（3） 科学研究中离不开创造性思维，而模型方法是创造思维升华的载体。众所周知，创造性思维是思维活动中最积极和最富有成功的一种思维形式，也是科学思维的最高形式。科学研究的发展离不开创造性思维的应用。通过综合分析和抽象概括，借助于假说这一形式。对研究对象提出一个崭新的模型是科学研究中的基本方法。通过模型的设计，对原方案中的问题认识的同时，也能激发启迪人类的新思路、新认识。 总之，由于客观事物具有质的多样性，它们的运动规律往往是非常复杂的，不可能一下子把它们认识清楚。而采用理想化的客体（模型）来代替实在的客体，就可以使事物的规律具有比较简单的形式，从而便于人们去认识和掌握它们。尽管模型的研究无论在理论方面还是在指导实践方面都成果甚丰，但如同科学的发展一样，模型的研究也在不断深化与创新。除了应用现有的理论、方法与技术建立模型来验证理论，解释现象、预测未来、发现新知外，模型的研究也还有很多未知方面，有很长的路要走。 余晓超