科学模型（二）

2.本体：模特是什么？

什么是型号？ 也就是说，科学家们与模特合作时，什么样的物体是什么样的物体？ 一些作者已经发表了态度的怀疑论，这个问题有一个有意义的答案，因为模特不属于一个独特的本体类别，任何东西都可以是模型（Callender和Cohen 2006; Giere 2010;Suárez2004;养老师1991; Teller 2001）。 Contressa（2010）回复这是一个非单片官。 即使从本体观点来看，任何东西都可以是模型和被称为模型的类的模型，其中包含不同的不同事物的异构集合，它不遵循它是不可能的或毫无意义的发展模型的本体。 这是因为即使不是所有模型都是特定的本体类，也可以询问作为模型所属的事实的事物的本体论。 可能有几种这样的种类，可以在自己的右边分析各种。 科学家用作模型的哪些对象具有重要的影响对于模型如何执行诸如表示和解释等相关功能，因此此问题不能被驳回为“只是社会学”。

通常用作模型的对象确实属于不同的本体类别：物理对象，虚构对象，抽象对象，设置，描述，方程式或其中一些的描述，说明，方程式或组合通常被称为模型，有些模型可能落入其他类事情。 遵循Contesta的建议，那么目的旨在为每一个开发本体。 那些对本体有兴趣的人可能会将其视为自己的权利。 但是，它还指出，该问题具有超越本体的混响，并承担了如何理解模型的语义和认识论。

2.1物理对象

某些型号是物理对象。 这些模型通常被称为“材料模型”。 这种模型的标准示例是桥梁和船舶（参见第1节），Watson and Crick的DNA金属模型（Schaffner 1969），菲利普斯和新界的经济水力模型（摩根和Boumans 2004），美国陆军工程师的旧金山湾（Weisberg 2013），Kendrew的Myoglobin橡皮泥模型（Frigg和Nguyen 2016），以及生命科学的模型生物体（Leonelli和Ankeny 2012; Leonelli 2010; Levy和Currie 2015）。 所有这些都是用作模型的材料对象。 物料模型不会引起与中学人员应对的物体相关的众所周知的问题，例如关于属性的性质，物体，零件和钥匙的身份，等等的众所周知的问题。

但是，许多型号不是材料模型。 例如，原子的Bohr模型，无毛线形，或分离的人群在科学家的思想中，而不是在实验室中，他们不必物理地实现和实验就可以作为模型。 这些“非物理”模型提高了严重的本体论问题，以及它们最能分析的争论是争议的。 在本节的剩余部分中，我们审查了一些在最近的模型文学中引起了注意的建议。

2.2虚构物体和抽象对象

被称为模型的小说视图，看起来像形象的文学小说的想象的对象 - 也就是说，像夏洛克福尔摩斯或像中间地球等虚构的地方一样的虚构人物（Godfrey-Smith 2007）。 因此，当Bohr介绍他的原子模型时，他介绍了一个像柯南多伊尔的对象当他发明了Sherlock Holmes时一样的虚构物体。 这种观点与科学惯例相得益彰，科学家们经常谈论模型，好像它们是物体，并且经常以其描述想象的原子，人口或经济。 它还与哲学视图相比，看到模型的建设和操纵作为科学调查的重要方面（摩根1999），即使模型不是物质的物体，因为这些实践似乎是针对某种物体的指导。

这一举动解决了什么哲学问题？ 虚构话语和虚构实体面临着众所周知的哲学问题，有人可能会争论简单地将模型与小说相当于解释淫秽（有关这些问题的讨论，请参阅虚构实体的条目）。 反击这种反对并激励模型的小说视图的一种方法是指出观点的启发式力量。 在这个静脉弗里格（2010B）中识别五个具体问题，其中模型的本体可能要解决，然后指出这些问题在关于虚构的讨论中以非常相似的方式出现（这些问题是身份情况，财产归因，比较陈述的语义，真理条件，真实条件，真实条件，和想象的对象的认识论。 将模型的模型与虚构进行启发式价值，因为对小说有丰富的文献，为这些问题提供了许多解决方案。

在科学模型的背景下，只探讨了对小说的广泛文献中提供的一小部分选择。 Contressa（2010）根据该模型是一种代表可能的混凝土对象的抽象对象，制定他所谓的“双重账户”。 例如，原子的Rutherford模型是一种抽象对象，其作为待机的待机，其在明确定义的轨道中围绕核围绕核缠绕。 Barberousse和Ludwig（2009）和Frigg（2010B）采取不同的路线，并根据Walton（1990）借客小说理论的小说制定模型。 据此看来，介绍模型的文本通道的句子应该被视为在掌握的比赛中作为道具，而该模型是伪造行为的产物。 这是一个反对派者的位置，因为它需要谈论模型“物体”是语音的数字，因为最终没有模型对象模型只生活在科学家的想象中。 萨利斯（即将举行）重新重新改革这种观点，以成为她所谓的“模型的新小说”。 核心差异在于，作为模型所考虑的是模型描述及其内容，而不是他们规定的想象。 这是模型的现实主义视图，因为存在描述。

小说视图并非没有批评者。 Giere（2009），Magnani（2012），Pincock（2012），Portides（2014）和Teller（2009）拒绝了小说方法，并以不同的方式争论该模型不应被视为小说。 Weisberg（2013）争论一个中间职位，将小说视为发动启发式角色，但否认他们应该被视为形成科学模型的一部分。 这些批评的共同核心是小说视图误解了模型的认知站。 要调用一些小说，所以充电了，这是不是说这是假的，并且呼叫整个模型一个小说是不合理的，从而声称它不能捕获世界的是 - 仅仅因为模型涉及某些虚假假设或虚构的元素。 换句话说，代表性不会自动被视为虚构只是因为它有一些不准确性。 小说观的支持者同意这一点，但否认对虚构的概念应该在虚假方面进行分析。 是什么使得虚构的虚构不是它的虚假（或者某种比例为真正的索赔）：在一个小说中所说的一切都不是关于托尔斯泰的战争和和平，有关拿破仑的佛朗哥俄罗斯战争的许多真实陈述，也没有含有假的每个文本声称有资格作为小说（虚假新闻报道只是那样，他们不是虚构）。 虚构的定义特征是读者应该想象描述的事件和字符，而不是它们是假的（Frigg 2010A;萨利即将到来）。

Giere（1988）主张“非物理”模型是抽象实体的观点。 但是，关于抽象对象的性质，HALE（1988：86-87）没有达成一致性，并且没有不到12种不同的特征（有关可用选项的审查，请参阅抽象对象的条目）。 在最近的出版物中，昂斯森（2020）和汤姆森 - 琼斯（2020）开发他们所谓的模型的“艺术家观”，这是基于昂斯森（1999）抽象工件理论的模型。 这一观点同意借口理论，即引入虚构字符或模型的文本内容应该被理解为借口，但同时坚持认为，在制作这些描述作者时，创建抽象的文化工件，然后独立于作者或读者。 人工主义与柏拉图主义同意，摘要对象存在，但坚持反对柏拉图，通过创造性的行为陷入了摘要对象，并不是永恒的。 这允许艺术家们保持假装理论的优势，同时持有虚构人物和模型实际存在的实际观点。

2.3设定理论结构

有影响力的观点采用模型来设置理论结构。 这个位置可以追溯到Supptes（1960），现在，具有轻微的变体，由大多数所谓的理论的语义视图的大多数支持者持有（有关这个观点的讨论，请参阅科学理论的结构进入）。 语义视图的版本之间存在差异，但除了Giere（1988）之外，所有版本都同意模型是一种类型或另一个（Da Costa和法语2000）的结构。

这种模型的观点在各种场地受到批评。 一种普遍的批评是，许多类型的模型在科学中发挥着重要作用，不能在模型的结构主义者视图中讨论，这既不是如何构建这些模型，也没有于如何在调查范围内工作（Cartwright 1999;拖船1992年;莫里森1999）。 此类模型的示例是解释模型和调解模型，稍后在第4.2节中讨论。 对设定定理方法保持的另一个充电是自身的设定理论结构不能是代表性模型 - 至少如果这需要它们与目标共享一些结构 - 因为构成物理世界的一部分的目标系统的结构归属依赖于实质性（非结构）目标描述，这超出了结构主义方法可以承受的（Nguyen和Frigg即将到来）。

2.4描述和方程

历史悠久的位置具有模型是目标系统的程式化描述。 有人认为，这是科学家在展示模型时显示论文和教科书（Achinstein 1968; Black 1962）。 这一观点并未明确批评。 然而，一些被称为理论的所谓奇迹观念的一些批评同样威胁着对模型的语言理解（有关这一观点的讨论，请参阅科学理论的结构的进入）。 首先，对句法观的标准批评是，通过将理论与特定制定的理论相关联，视角误解理论标识，因为制剂的任何变化导致了新的理论（Suppe 2000）。 将模型与描述相关联的视图似乎对同样的批评开放。 其次，模型具有不同的属性，而不是描述：太阳系的牛顿模型包括轨道球体，但它没有意义于它的描述。 相反，描述具有模型没有的属性：描述可以用英文编写并包含517个单词，但不能说模型也是如此。 围绕这些困难的一种方式是将模型与描述而非描述本身相关联。 讨论对构建描述内容的模型的讨论，请参阅Salis（即将到来）。

当代版本的描述是levy的（2012,2015）和香椿（2012）所谓的直接代表性视图。 这个视图与模型的小说视图（第2.2节）依赖Walton的借口理论，但以不同的方式使用它。 主要区别在于，早些时候讨论的视图认为建模为引入表示的车辆，模型与目标不同，他们看到了阐明模型是什么样的事情的问题。 在直接表示视图上，没有与目标不同的型号; 只有模型描述和目标，它们之间没有模型。 在这种观点上，建模包括提供真实事物的想象力描述。 模型描述规定了关于真实系统的想象力; 例如，理想的摆锤规定了模型用户，以认为真正的弹簧是完美的弹性和鲍勃作为点质量。 这种方法避免了上述问题，因为模型的身份条件是由制作游戏的条件给出的，因为制作 - 相信的游戏（而不是通过描述的语法）和财产归类以假装为例。 但是，有关该帐户如何处理没有目标的模型的问题（如乙醚或四种性群体的模型），以及如何理解如何理解理想化。 有关这些要点的讨论，请参阅Frigg和Nguyen（2016年），Poznic（2016）和Salis（即将到来）。

密切相关的方法将模型视为等式。 这是模型是描述的视图的版本，因为方程式是描述数学结构的语法项。 此视图面的问题类似于我们已经遇到的问题：首先，可以使用不同类型的坐标描述相同的情况，并且结果获得不同的方程，但也没有得到不同的模型。 其次，模型和等式具有不同的特性。 摆锤含有一个麻布弦，但描述其动作的等式没有; 并且等式可能不均匀，但它描述的系统不是。 这是一个开放的问题，无论是否可以通过上诉到借口帐户可以避免这些问题。

3.认识论：模型的认知功能

模特在科学中发挥如此重要作用的主要原因之一是他们执行许多认知功能。 例如，模型是用于学习世界的车辆。 科学调查的重要部分是在模型上而不是现实本身进行的，因为通过研究模型，我们可以发现和确定事实的特征，该模型代表：模型允许“授权推理”（养老师1991）。 例如，我们研究氢原子的性质，群体的动力学或通过研究各自的模型来研究聚合物的行为。 模型的这种认知功能在文献中得到了广泛的承认，一些甚至建议模型引起了一种新的推理方式，“基于模型的推理”，根据该推理，“通过创建模型和操纵，适应和评估来制定”推论。他们“（Nersessian 2010：12;参见Magnani，Nersessian和Thagard 1999; Magnani和Nersessian 2002;和Magnani和Casadio 2016）。

3.1学习模型

学习模型发生在两个地方：在建造模型和操纵中（Morgan 1999）。 模型建筑没有固定规则或食谱，因此弄清楚哪种契约的活动，以及如何有机会了解该模型。 建造模型后，我们不通过查看它来了解其属性; 我们必须使用和操纵模型以引出其秘密。

根据我们正在处理的型号，建立和操纵模型的型号，以确定不同方法的不同活动。 材料模型似乎很简单，因为它们被用于共同的实验背景（例如，我们将汽车模型放入风洞中并测量其空气阻力）。 因此，就像模型的学习而言，材料模型不会引起更超越关于实验的问题的问题。

没有虚构和抽象模型。 虚构和抽象模型的建设有哪些限制，以及我们如何操纵它们？ 自然反应似乎是我们通过执行思想实验来实现这一目标。 不同的作者（例如，Browner 1991;士班2000; Norton 1991; Reiss 2003; Sorensen 1992）探讨了这一论点，但他们已经达到了非常不同，并且经常有关如何进行思考实验的结论，以及他们的状态结果是（有关详细信息，请参阅思想实验的条目）。

一类重要的模型是自然的计算。 对于某些型号，可以在分析上派生结果或解决数学模型的方程。 但是，这不是这种情况。 目前，计算机有很大影响，因为他们允许我们解决否则难以解决的问题。 因此，计算方法为我们提供了关于分析方法保持静默的模型的知识（后果）。 自然和社会科学的许多部分研究依赖于计算机模拟，这有助于科学家探讨否则无法调查的模型的后果。 恒星和星系的形成和发展，高能重离子反应的动态，生命的演变，战争爆发，经济的进展，道德行为的进展，以及组织中决定程序的后果都与计算机模拟，提及只有几个例子。

电脑模拟也是启发式重要的。 他们可以建议新的理论，模型和假设，例如，基于模型参数空间的系统探索（Hartmann 1996）。 但电脑模拟也承担了方法危险。 例如，它们可以提供误导性结果，因为由于在数字计算机上执行的计算的离散性，它们仅允许探索完整参数空间的一部分，并且该子空间不需要反映模型的每个重要特征。 这种问题的严重程度因现代计算机的增加而有所减轻。 但是计算能力的可用性也可能具有不利影响：它可能会鼓励科学家迅速上升，越来越复杂但概念上过早的模型，涉及不太理解的假设或机制以及太多额外的可调参数（用于讨论社交中的相关问题科学，见布劳恩和萨姆2015：Ch。3）。 这可能导致经验充足性的增加 - 这可能会受到某些预测任务 - 但不一定能够更好地理解潜在机制。 结果，使用计算机模拟可以改变我们分配给各种科学目标的权重。 最后，计算机权力的可用性可能会勾引科学家，以制定没有值得信赖性的计算的计算。 例如，当计算机用于在前向前传播概率分布时，这会发生这种情况，这可能会出现误导（请参阅Frigg等，2014）。 因此，重要的是通过新的强大电脑提供和忽视研究的实际目标的手段是重要的。 有关与计算机模拟有关的进一步问题的讨论，我们将读者引用到科学中计算机模拟的条目。

3.2了解目标系统

一旦我们有关于该模型的了解，就必须将这些知识“翻译成”对目标系统的知识。 目前，模型的代表功能再次变得重要：如果模型代表，那么它可以指导我们关于现实，因为模型的部分或方面的至少一些）具有世界上的相应部分或方面。 但是，如果学习连接到表示，如果有不同种类的表示（类比，理想化等），则还有不同类型的学习。 例如，如果我们有一个模型，我们将成为一个现实描述，从模型到目标的知识转移是以不同的方式完成，而不是我们处理模拟的方式，或涉及理想化假设的模型。 为了讨论模型可以利用模型的代表功能来了解目标的不同方式，我们将读者提交到条目科学代表。

3.3用模型解释

有些模特解释说。 但是，鉴于它们通常涉及理想，它们怎样才能满足这一功能？ 这些模型尽管或由于它们涉及的理想化，请解释？ 模型是否有模特预设它们所代表的模型，或者可以是非代表性的模型也解释一下？ 模型提供什么样的解释？

还有一个漫长的传统，要求科学解释的解释人们必须是正确的。 我们在演绎 - 批判模型（HEMPEL 1965）以及最近的文献中找到了这一要求。 例如，STREvens（2008：297）声称“没有因果解释解释......允许非幻算模型解释”。 进一步讨论，另见Coloombo等。 （2015）。

在这个传统中工作的作者否认了理想化对解释并探索模型如何解释的积极贡献，尽管是理想化的。 McMullin（1968,1985）认为，基于理想化模型的因果解释只留下了对各个解释性任务无关的功能（另见三文1984和Piccinini和Craver 2011讨论机制草图）。 弗里德曼（1974）辩称，更现实（并且因此较少的理想化）模型在统一账户中解释了更好。 这个想法是，理想化可以（至少原则上）是脱模的理想化（对于在关于科学解释的辩论的上下文中对这一索赔的关键讨论，参见Bakeman 2002; Bokulich 2011; Morrison 2005,2009; Jebeile和Kennedy 2015年;和大米2015）。 strevens（2008）认为，解释性因果模型必须提供与目标系统模型共享的相关因果关系或进程的准确表示。 模型的理想假设不会对所考虑的现象产生差异，因此解释就是无关紧要的。 相比之下，Potochnik（2017年）和米饭（2015）争辩说，解释的模型可以直接扭曲许多差异导致的原因。