本书对模型功能的综合性陈述

三、本书对模型功能的综合性陈述

综上可知,不同研究者对于模型的功能有不同看法,学者们普遍认同的功能有描述功能、解释功能和预测功能。

(一)描述功能

因为模型主要是通过抓住原型的本质特征,并依据类比原则,经过简化、纯化过程构建而成的,所以,借助模型可以有效地描述原型的本质特点,以及各组成成分和要素之间的关系,从而帮助人们更好地理解原型。比如,细胞膜的流动镶嵌模型(图1-3-1)就很好地描述了细胞膜的组成成分,以及其具有一定流动性的结构特点、选择透过性的功能特点等。

图1-3-1 细胞膜的流动镶嵌模型

(二)解释功能

模型作为科学解释的一种工具,可以将逻辑、证据和现有知识关联起来,然后对认识对象的因果联系、结构与功能属性以及起源和发展做出一定的合理说明。模型解释的对象更多的可能是一个过程、观点、想法、定律和原理等,比如孟德尔基因分离定律和基因自由组合定律的遗传图解、达尔文自然选择学说的解释模型等。图1-3-2是现代生物进化理论的解释模型。

图1-3-2 现代生物进化理论的解释模型

(三)预测功能

模型的预测功能说的是通过研究模型可以做出有关原型的未知属性、事实的推测。在模型的抽象化过程中,常常舍去原型的具体特征,突出原型的本质,所以模型突出地反映了认识对象的本质属性和主要特征。模型同时还贮存着原型的信息,因而使用模型容易发挥推理和想象的力量,能够突破现有条件的限制,为研究提供方向,引导人们从“已知”推测“未知”,做出科学预见,形成科学发现。

模型的预测功能主要体现在科学知识的发展过程中。从认知规律角度审视,模型是科学研究的核心工作,而基于模型的科学研究是推动科学知识发展的动力,是人们不断地构建模型、修改模型甚至完全推翻原有的模型再重新构建新的模型的过程。当一个科学模型成为科学范式的时候,它会直接推动和发展科学家的认知,并且使他们倾向于通过此模型来预测和发现新的事物和理论。其实,模型的预测功能还表现在通过研究模型来发现事物的发展趋势和发展规律,从而预测事物将来的发展状态或者预测新事物的产生。比如,门捷列夫通过研究已经发现的元素发现了元素周期律,制作了元素周期表模型,并预见了当时并未发现的元素。后来这些元素逐渐被找到,其预测也得到证实。