Een model is een beschrijving van natuurverschijnselen die wetenschappers kunnen gebruiken om voorspellingen te doen. Een goed model is zowel zo nauwkeurig mogelijk en zo eenvoudig mogelijk, waardoor het niet alleen krachtig maar ook gemakkelijk te begrijpen is. Hoe goed ze ook zijn, modellen hebben bijna altijd beperkingen.

Ontbrekende details

De meeste modellen kunnen niet alle details van complexe natuurverschijnselen bevatten. Bij het meten van afstanden rond de aarde is het bijvoorbeeld handig om de aarde als een bol te modelleren, maar dit omvat geen variaties in afstand vanwege bergketens, valleien en andere topologische kenmerken die de reiziger moet doorkruisen. Het opnemen van deze aanvullende details zou het model te complex maken voor gemakkelijk gebruik. Omdat modellen zo eenvoudig moeten zijn dat je ze kunt gebruiken om voorspellingen te doen, laten ze vaak een deel van de details weg.

Meestal zijn benaderingen

De meeste modellen bevatten enkele benaderingen als een handige manier om te beschrijven iets dat in de natuur gebeurt. Deze benaderingen zijn niet exact, dus voorspellingen op basis van deze zijn vaak een beetje anders dan wat je echt waarneemt - dichtbij, maar niet bang. In de kwantummechanica zijn er bijvoorbeeld geen exacte oplossingen voor de Schrodinger-vergelijking voor atomen vanaf helium; exacte oplossingen bestaan ​​alleen voor waterstof. Fysici gebruiken daarom benaderingen voor hogere elementen. Deze benaderingen zijn goed, maar zijn toch een benadering.

Eenvoud

Soms kan een model nauwkeuriger worden gemaakt, maar dit gaat ten koste van de eenvoud. In dergelijke gevallen is het eenvoudiger model misschien wel superieur, omdat het je een manier geeft om een ​​proces te visualiseren, zodat je het kunt begrijpen en er voorspellingen over kunt doen. In de chemie zijn bijvoorbeeld structurele formules en kogel-en-stokmodellen onrealistische afbeeldingen van moleculen; ze negeren volledig wat scheikundigen weten van de kwantummechanica over de aard van materie op subatomair niveau. Niettemin zijn ze eenvoudig, gemakkelijk te tekenen en bieden ze een schat aan inzicht in de moleculaire structuur en eigenschappen op een manier die gemakkelijk te visualiseren en te begrijpen is. Dientengevolge blijven scheikundigen zowel structurele formules als bal-en-stokmodellen gebruiken.

Uitrusten

Uiteindelijk zijn modellen onderhevig aan een aantal compromissen. Je wilt zoveel mogelijk voorspellende kracht. Tegelijkertijd wilt u ook dat het model zo eenvoudig mogelijk is. De natuur staat echter onverschillig tegenover de menselijke behoefte aan eenvoud en begrijpelijkheid, en veel natuurlijke fenomenen zijn complex. Denk bijvoorbeeld aan de keten van biochemische processen die plaatsvinden alleen om informatie van de fotoreceptoren in uw oog door te sturen naar de visuele cortex van uw hersenen. Als je alles wat er in een model gebeurt probeert op te nemen, wordt het log en moeilijk in gebruik. Uiteindelijk kom je tot de conclusie dat je tot op zekere hoogte vertrouwt op benaderingen en conceptuele kaders die een proces eenvoudig visualiseren, maar niet noodzakelijk de ware aard van de werkelijkheid weergeven.