Quel est le modèle scientifique?

Le modèle scientifique est une représentation abstraite des phénomènes et des processus pour les expliquer. Grâce à l'introduction de données dans le modèle permet d'étudier le résultat final.

Pour faire un modèle, il est nécessaire de poser certaines hypothèses, afin que la représentation du résultat que nous voulons obtenir soit aussi précise que possible, aussi simple que possible, de sorte qu'elle soit facilement manipulée.

Il existe plusieurs types de méthodes, techniques et théories pour la conformation de modèles scientifiques. Et dans la pratique, chaque branche de la science a sa propre méthode de création de modèles scientifiques, bien qu'elle puisse inclure des modèles d'autres branches pour vérifier son explication.

Les principes de la modélisation permettent la création de modèles basés sur la branche de la science qu’ils essaient d’expliquer.

La manière de construire des modèles d'analyse est étudiée dans la philosophie des sciences, la théorie générale des systèmes et dans la visualisation scientifique.

Dans presque toutes les explications de phénomènes, un modèle ou un autre peut être appliqué, mais il est nécessaire d'ajuster le modèle à utiliser afin que le résultat soit aussi précis que possible.

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Parties générales d'un modèle scientifique

Règles de représentation

Pour créer un modèle, vous avez besoin d'une série de données et d'une organisation de celles-ci. À partir d'un ensemble de données d'entrée, le modèle fournira une série de données de sortie avec le résultat des hypothèses proposées.

Structure interne

La structure interne de chaque modèle dépendra du type de modèle que nous proposons. Normalement, il définit la correspondance entre l'entrée et la sortie.

Les modèles peuvent être déterministes lorsque chaque entrée correspond à la même sortie ou non déterministes lorsque différentes sorties correspondent à la même entrée.

Types de modèles

Les modèles se distinguent par la forme de représentation de leur structure interne. Et à partir de là, nous pouvons établir une classification.

Modèles physiques

Dans les modèles physiques, nous pouvons faire la distinction entre les modèles théoriques et pratiques. Les types de modèles pratiques les plus couramment utilisés sont les modèles et les prototypes.

Ils sont une représentation ou une copie de l'objet ou du phénomène à étudier, ce qui permet d'étudier leur comportement dans différentes situations.

Il n'est pas nécessaire que cette représentation du phénomène soit réalisée à la même échelle, mais qu'elles soient conçues pour que les données obtenues puissent être extrapolées au phénomène d'origine en fonction de sa taille.

Dans le cas des modèles physiques théoriques, ils sont considérés comme des modèles lorsque la dynamique interne n'est pas connue.

A travers ces modèles, nous cherchons à reproduire le phénomène étudié, sans savoir comment le reproduire, mais nous incluons des hypothèses et des variables pour tenter d'expliquer pourquoi ce résultat est obtenu. Il est appliqué dans toutes les variantes de la physique, sauf en physique théorique.

Modèles mathématiques

Dans les modèles mathématiques, le but est de représenter les phénomènes à travers une formulation mathématique. Ce terme est également utilisé pour désigner des modèles géométriques dans la conception. Ils peuvent être divisés en d'autres modèles.

Le modèle déterministe est un modèle dans lequel on suppose que les données sont connues et que les formules mathématiques utilisées sont exactes pour déterminer le résultat à tout moment, dans les limites observables.

Les modèles stochastiques ou probabilistes sont ceux dans lesquels le résultat n'est pas exact, mais une probabilité. Et dans lequel il y a une incertitude quant à savoir si l'approche du modèle est correcte.

Les modèles numériques, en revanche, sont ceux qui, à travers des ensembles numériques, représentent les conditions initiales du modèle. Ces modèles sont ceux qui permettent aux simulations de modifier les données initiales pour savoir comment se comporterait le modèle s'il disposait d'autres données.

En général, les modèles mathématiques peuvent également être classés en fonction du type de saisie avec lequel vous travaillez. Il peut s’agir de modèles heuristiques dans le cadre desquels des explications sur la cause du phénomène observé sont recherchées.

Ils peuvent également être des modèles empiriques, dans lesquels ils vérifient les résultats du modèle à l'aide des résultats obtenus à partir de l'observation.

Enfin, ils peuvent également être classés en fonction de l'objectif qu'ils souhaitent atteindre. Il peut s’agir de modèles de simulation dans lesquels vous essayez de prédire les résultats du phénomène observé.

Ils peuvent être des modèles d'optimisation, dans lesquels le fonctionnement du modèle se pose et on essaie de rechercher le point qui peut être amélioré pour optimiser le résultat du phénomène.

Pour finir, ils peuvent être des modèles de contrôle, dans lesquels ils essaient de contrôler les variables pour contrôler le résultat obtenu et pouvoir le modifier si nécessaire.

Modèles graphiques

Grâce aux ressources graphiques, une représentation des données est faite. Ces modèles sont généralement des lignes ou des vecteurs. Ces modèles facilitent la vision du phénomène représenté à travers des tableaux et des graphiques.

Modèle analogique

C'est la représentation matérielle d'un objet ou d'un processus. Il est utilisé pour valider certaines hypothèses sur lesquelles il serait impossible de faire contraste. Ce modèle a du succès lorsqu'il parvient à provoquer le même phénomène que nous observons, dans son analogue.

Modèles conceptuels

Ce sont des cartes de concepts abstraits qui représentent les phénomènes à étudier, y compris des hypothèses qui nous permettent de voir le résultat du modèle et de s’y adapter.

Ils ont un niveau d'abstraction élevé pour expliquer le modèle. Ce sont les modèles scientifiques en tant que tels, où la représentation conceptuelle des processus parvient à expliquer le phénomène à observer.

Représentation des modèles

De type conceptuel

Les facteurs du modèle sont mesurés via une organisation des descriptions qualitatives des variables à étudier au sein du modèle.

Type mathématique

Grâce à une formulation mathématique, des modèles de représentation sont établis. Il n'est pas nécessaire que ce soient des nombres, mais la représentation mathématique peut être des graphes algébriques ou mathématiques.

De type physique

Lors de l’établissement de prototypes ou de modèles qui tentent de reproduire le phénomène à étudier. En général, ils sont utilisés pour réduire l’échelle nécessaire à la reproduction du phénomène étudié.