نمذجة علمية

النمذجة العلمية (بالإنجليزية: Scientific modelling)‏ هي نشاط علمي، يهدف إلى جعل جزء محدد أو خاصية بعينها من خواص العالم سهلة الفهم، والتعريف، والقياس، والتصور، والمحاكاة عن طريق إرجاعها إلى المعرفة الموجودة والمقبولة عمومًا عادةً. تتطلب النمذجة تحديد وتعريف جوانب متعلقة بحالة في العالم الواقعي ثم استخدام أنماط مختلفة من النماذج لأهداف مختلفة، مثل النماذج المجردة لتحسين الفهم، والنماذج الإجرائية للتشغيل، والنماذج الرياضية للقياس، والنماذج الرسومية لتصوير المسألة. 

النمذجة هي جزء أساسي وملازم للعديد من المجالات العلمية، لكل منها أفكاره الخاصة حول أنماط محددة من النمذجة. الفقرة التالية من أقوال جون فون نيومان:^[1][2][3]

«... لا تحاول العلوم التفسير، بالكاد حتى تحاول الترجمة، إنها تصنع نماذج في الدرجة الأولى. يُقصد بالنموذج بنية رياضية تصفُ، بإضافة بعض التفسيرات اللفظية إليها، ظاهرة مرصودة. تبرير بنية رياضية كهذه هو أنها من المتوقع أن تعمل، وأنها ستصف ظاهرة بصورة صحيحة من مساحة واسعة إلى حد معقول».

هناك اهتمام متزايد أيضًا بالنمذجة العلمية في حقول مثل تعليم العلوم، وفلسفة العلم، ونظرية الأنظمة، وتصوير المعرفة. هناك مجموعة نامية من الطرائق، والتقنيات، والنظريات الشمولية حول جميع أنواع النمذجة العلمية المتخصصة.^[4][5]

نظرة عامة

يسعى النموذج العلمي إلى وصف أغراض تجريبية، وظواهر، وعمليات فيزيائية بطريقة منطقية وموضوعية. كل النماذج في هيئة صور زائفة، والتي هي انعكاسات مبسطة عن الواقع، ويمكن لها، بغض النظر عن كونها تقريبات، أن تكون مفيدة لحد بعيد. بناء النماذج ومعارضتها أمر أساسي في المشروع العلمي. قد يكون التمثيل التام والحقيقي مستحيلًا، لكن غالبًا ما يهتم البحث العلمي بأي النماذج أفضل لمهمة معطاة، مثلًا، أي نموذج مناخي أكثر دقة للتنبؤ الموسمي.^[6][7]

تستخدم محاولات كتابة مبادئ العلوم التجريبية بلغة شكلية ترجمة لصياغة الواقع، بنفس الطريقة التي يستخدمها المنطقيون لتبسيط حقائق مبادئ المنطق. هدف هذه المحاولات هو بناء نظام شكلي لا يُنتج نتائج نظرية تناقض ما نجده في الواقع. تعكس التنبؤات أو البيانات الأخرى المرسومة من نظام شكلي كهذا أو ترسم العالم الحقيقي فقط بقدر ما تكون هذه النماذج العلمية صحيحة.^[8][9]

بالنسبة للعالِم، النموذج طريقة تسطيع فيها عمليات الفكر البشري التضخم. على سبيل المثال، النماذج التي تُصدر في شكل برمجيات تمكن العلماء من رفع القوة الحوسبية للمحاكاة، والتصوير، والمعالجة واكتساب بديهة حول الوجود، أو الظواهر، أو العملية التي يجري تمثليها. يقال عن نماذج حاسوبية كهذه أنها في السيليكون. وعن أنواع أخرى من النماذج العلمية أنها في الجسم الحي (نماذج حية، مثل جرذان الاختبار) وفي المختبر (في أوان زجاجية، مثل زراعة الأنسجة).^[10]

انظر أيضا

• نموذج (تجريد)
• لغة نمذجة
• محاكاة

مراجع

1. Cartwright, Nancy. 1983. How the Laws of Physics Lie. Oxford University Press نسخة محفوظة 22 ديسمبر 2018 على موقع واي باك مشين.
2. Hacking, Ian. 1983. Representing and Intervening. Introductory Topics in the Philosophy of Natural Science. Cambridge University Press
3. von Neumann, J. (1995), "Method in the physical sciences", in Bródy F., Vámos, T. (editors), The Neumann Compendium, World Scientific, p. 628; previously published in The Unity of Knowledge, edited by L. Leary (1955), pp. 157-164, and also in John von Neumann Collected Works, edited by A. Taub, Volume VI, pp. 491-498.
4. Frigg and ستيفان هارتمان (2009) state: "Philosophers are acknowledging the importance of models with increasing attention and are probing the assorted roles that models play in scientific practice". Source: Frigg, Roman and ستيفان هارتمان, "Models in Science", The Stanford Encyclopedia of Philosophy (Summer 2009 Edition), Edward N. Zalta (ed.), (source) نسخة محفوظة 4 أكتوبر 2019 على موقع واي باك مشين.
5. Namdar، Bahadir؛ Shen، Ji (18 فبراير 2015). "Modeling-Oriented Assessment in K-12 Science Education: A synthesis of research from 1980 to 2013 and new directions". International Journal of Science Education. ج. 37 ع. 7: 993–1023. DOI:10.1080/09500693.2015.1012185. ISSN:0950-0693.
6. Box, George E.P. & Draper, N.R. (1987). [Empirical Model-Building and Response Surfaces.] Wiley. p. 424
7. Hagedorn, R. et al. (2005) http://www.ecmwf.int/staff/paco_doblas/abstr/tellus05_1.pdf^{[وصلة مكسورة]} Tellus 57A:219–33 نسخة محفوظة 27 مارس 2020 على موقع واي باك مشين.
8. ليو أبوستل (1961). "Formal study of models". In: The Concept and the Role of the Model in Mathematics and Natural and Social. Edited by هانس فرودنثال. Springer. pp. 8–9 (Source)], نسخة محفوظة 5 يناير 2016 على موقع واي باك مشين.
9. Ritchey, T. (2012) Outline for a Morphology of Modelling Methods: Contribution to a General Theory of Modelling نسخة محفوظة 6 يناير 2018 على موقع واي باك مشين.
10. Griffiths, E. C. (2010) What is a model? نسخة محفوظة 27 مارس 2020 على موقع واي باك مشين.