Model científic

Un model en ciència pura i aplicada, és al resultat del procés de generar una representació abstracta, conceptual, gràfica o visual en general, explorar, controlar i predir- aquests fenòmens o processos. Es considera que la creació d'un model és una part essencial de tota activitat científica.

Figura mostrant relacions entre un model d'enginyeria i aplicacions.

A pesar que hi ha poca teoria generalitzada sobre el ocupació de models -la qual existeix trobant-se principalment en la filosofia de la ciència, teoria general de sistemes i el camp, relativament nou, de visualització científica - la ciència moderna ofereix una col·lecció creixent de mètodes, tècniques i teories sobre diversos tipus de models. En la pràctica, diferents branques o disciplines científiques tenen les seves pròpies idees i normes sobre tipus específics de models (veure, per exemple: teoria de models). No obstant això, i en general, tots segueixen els principis del modelatge.

Per fer un model és necessari plantejar una sèrie d'hipòtesi, de manera que el que es vol representar estigui suficientment plasmat en la idealització, encara que també es busca, normalment, que sigui suficientment senzill com per poder ser manipulat i estudiat.

Tipus de models científics

• Models físics: utilitzats en el disseny de represas, ponts, escluses, ports, aeronaus, etc
  

  

  Diagrama de Hertzsprung-Russell: Representació de lluminositat/magnitud absoluta en relació al color de les estrelles
• Models matemàtics: al seu torn poden dividir-se en:
  • Models de simulació conceptual, utilitzats en hidrologia i hidrogeologia;
  • Models de simulació estocàstics, utilitzats en hidrologia;
  • Models d'optimització, utilitzant procediments com, per exemple, la programació lineal, programació dinàmica; etc. per exemple per a determinar l'ús òptim dels recursos hídrics d'una conca hidrogràfica.
• Models numèrics o simulacions per ordinador.
• Models analògics, es basen en les analogies que s'observen des del punt de vista del comportament de sistemes físics diferents que, no obstant això, estan regits per formulacions matemàtiques idèntiques. Per exemple, fins als anys 1970 el modelatge de sistemes d'aigües subterrànies es realitzava amb xarxes elèctriques de resistències i condensadors. Aquest procediment, bastant enutjós i costós es va substituir amb el modelatge purament matemàtic en la mesura que va augmentar la capacitat dels computadors i es va popularitzar l'ús de el càlcul numèric.
• Models conceptuals.
  • El model atòmic de Bohr de l'àtom d'hidrogen
  • El model de Ising per a estudiar materials ferromagnètics

Exemples

Gràfica del model. La corba IS es desplaça cap a la dreta, o bé per una política fiscal d'increment de la despesa o de transferències, o bé per una disminució de la taxa d'impostos. L'equilibri es troba per tant en Y₂ i i₂.

El model IS-LM, (també anomenat Model de Hicks-Hansen), és un exemple tant d'un model matemàtic com visual. Està inspirat en les idees de John Maynard Keynes però a més sintetitza les seves idees amb les dels models neoclàssics en la tradició de Alfred Marshall. Va ser elaborat inicialment per John Hicks en 1937 i desenvolupat i popularitzat posteriorment per Alvin Hansen.

Les corbes IS-LM romanen com l'exemple suprem de la pedagogia de la teoria econòmica dels temps de domini de el pensament keynesià.

Representació del model

La representació pot ser de la següent manera:

• Conceptual. Per una descripció qualitativa bé organitzada que permet el mesurament dels seus factors.
• Matemàtic. Es refereix a una representació numèrica per aspectes lògics i estructurats amb aspectes de la ciència matemàtica. Poden ser nombres, lletres, imatges, símbols. Per exemple si es refereix a un model gràfic de matemàtiques, s'observen imatges i gràfiques matemàtiques, que representen a un model numèric i d'equacions, els quals són expressions visuals basades en aspectes quantificables i de la ciència matemàtica.
• Físic. Basat en aspectes de la ciència física, d'aquells moviments dels cossos, i que a més és quantificable. Aquests models generalment representen el fenomen estudiat utilitzant les mateixes relacions físiques del prototip però reduint la seva escala per a fer-lo manejable. Per exemple pertanyen a aquest tipus de model les representacions a escales reduïdes de preses hidràuliques, ports, o d'elements d'aquestes obres, com un abocador o una escullera.

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Model científic