建模与仿真VV&A基本问题研究:模型和方法的逻辑本质

2023-08-15 理论教育版权反馈

【摘要】：模型和模型方法是科学认识的重要手段和逻辑工具。模型和模型方法具有较为确定的理智和逻辑要素，与其他科学认识的方法，如类比、归纳、演绎、分析和综合等有密切联系。分析模型方法的逻辑本质，要从模型是在理论（假设）与客观原型之间充当中介这一基本联系出发。客观世界的可认识性与否及所建模型能否正确认识世界对于应用模型方法解决实际问题的有效性有重大影响。

模型和模型方法是科学认识的重要手段和逻辑工具。模型和模型方法具有较为确定的理智和逻辑要素，与其他科学认识的方法，如类比、归纳、演绎、分析和综合等有密切联系。

一般而言，模型是基于想象和抽象而对现实世界或未来世界某种实体系统的一种简化映像。因此模型的本质通常表现为一种二重性：一方面它舍去了某些东西，对实体系统的结构、功能和联系等进行简化，因此在一定程度上“不像”实在原型；另一方面它又从本质上极力与现实实体系统的结构、功能和联系保持一致，因此从模型出发不会引申出与原型不一致的结论。一种具有认识价值的模型必然能将这两个对立面有机统一起来，而没有认识价值的模型，通常会破坏这两方面的统一：过分简化，歪曲了原型，使模型不具有认识价值；或过分强调与原型的一致性，导致模型过分复杂而不能发挥认识作用。

分析模型方法的逻辑本质，要从模型是在理论（假设）与客观原型之间充当中介这一基本联系出发。它们之间基本的逻辑联系可以用图3.1来表示。

图3.1 原型、模型和理论（假设）的逻辑联系

从图3.1中可以看出：一方面，我们可从理论（假设）出发，将其规约为模型，为原型提供解释的演绎系统；另一方面，也可从原型出发将其简化为模型，为理论（假设）提供证明或某种程度上的证明。因此，模型方法的逻辑特征就在于理论（假设）与模型之间，以及原型和模型之间尽可能建立起完善、可靠的逻辑联系。这些逻辑联系的困难在于如何从较复杂的联系规约为较简明的联系，又如何从简化的联系还原为较复杂的联系而仍能满足科学发现的需要。

图3.2 模型方法中逻辑方法特征

图3.2所示为在运用模型方法的各个步骤上应用的逻辑方法的主要特征。科学发现的认识首先从观察材料开始，为了对内在机制有所发现，首先要归纳提出一定的假设，然后从假设出发演绎出一般解法，在此基础上通过溯因来探索所观察现象的内在机制，并形成相应的模型。将所得模型与观察事实反复比较，发现其中的错误，导致假设的修改和对模型可信任程度的认识。这样反复多次，通过优化过程可建立起一个能解释观察现象，且与客观原型具有确定语义联系的模型。通过图3.2的分析，我们看到模型方法是在分析与综合的基础上，通过归纳、演绎、溯因和比较等主要环节来实现的。当然，各种逻辑方法在实际中会出现交叉、重叠或结合。

客观世界的可认识性与否及所建模型能否正确认识世界对于应用模型方法解决实际问题的有效性有重大影响。模型的可信性问题，即模型的V&V，从一开始便与科学哲学的认识论有关，探讨科学哲学的逻辑同模型V&V问题的联系十分必要。下一节将对此做简单论述。

建模与仿真VV&A基本问题研究:模型和方法的逻辑本质

相关推荐