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Ein Modell beschreibt ein natürliches Phänomen, mit dessen Hilfe Wissenschaftler Vorhersagen treffen können. Ein gutes Modell ist so genau wie möglich und so einfach wie möglich, was es nicht nur leistungsstark, sondern auch leicht verständlich macht. Unabhängig davon, wie gut sie sind, haben Modelle fast immer Einschränkungen.
Fehlende Details
Die meisten Modelle können nicht alle Details komplexer natürlicher Phänomene berücksichtigen. Wenn zum Beispiel Entfernungen um die Erde gemessen werden, ist es praktisch, die Erde als Kugel zu modellieren, dies beinhaltet jedoch keine Abweichungen in der Entfernung aufgrund von Gebirgszügen, Tälern und anderen topologischen Merkmalen, die der Reisende durchqueren muss. Das Einbeziehen dieser zusätzlichen Details würde das Modell für eine einfache Verwendung zu komplex machen. Da Modelle so einfach sein müssen, dass Sie mit ihnen Vorhersagen treffen können, lassen sie häufig einige Details aus.
Die meisten sind Annäherungen
Die meisten Modelle enthalten einige Näherungswerte, um etwas zu beschreiben, das in der Natur vorkommt. Diese Annäherungen sind nicht genau, daher unterscheiden sich die auf ihnen basierenden Vorhersagen in der Regel ein wenig von den tatsächlichen Beobachtungen. In der Quantenmechanik gibt es beispielsweise keine exakten Lösungen für die Schrödinger-Gleichung für Atome ab Helium; genaue lösungen gibt es nur für wasserstoff. Folglich verwenden Physiker Näherungen für höhere Elemente. Diese Annäherungen sind gut, aber sie sind trotzdem Annäherungen.
Einfachheit
Manchmal kann ein Modell auf Kosten der Einfachheit genauer gemacht werden. In solchen Fällen ist das einfachere Modell möglicherweise sogar überlegen, da Sie auf diese Weise einen Prozess visualisieren können, um ihn zu verstehen und Vorhersagen zu treffen. In der Chemie beispielsweise sind Strukturformeln und Ball-and-Stick-Modelle unrealistische Darstellungen von Molekülen. Sie ignorieren völlig, was Chemiker aus der Quantenmechanik über die Natur der Materie auf der subatomaren Ebene wissen. Trotzdem sind sie einfach, leicht zu zeichnen und bieten eine Fülle von Einblicken in die molekulare Struktur und Eigenschaften auf eine Weise, die leicht zu visualisieren und zu verstehen ist. Folglich verwenden Chemiker weiterhin sowohl Strukturformeln als auch Kugel-Stab-Modelle.
Kompromisse
Letztendlich unterliegen Modelle einigen Kompromissen. Sie möchten so viel Vorhersagekraft wie möglich. Gleichzeitig soll das Modell so einfach wie möglich sein. Die Natur ist dem menschlichen Bedürfnis nach Einfachheit und Verständlichkeit gleichgültig, und viele Naturphänomene sind komplex. Denken Sie zum Beispiel an die Kette biochemischer Prozesse, die nur stattfinden, um Informationen von den Photorezeptoren in Ihrem Auge an den visuellen Kortex Ihres Gehirns weiterzuleiten. Wenn Sie versuchen, alles, was tatsächlich passiert, in ein Modell zu integrieren, wird es unhandlich und schwierig zu verwenden. Letztendlich stützen Sie sich in gewissem Maße auf Annäherungen und konzeptionelle Rahmenbedingungen, die die Visualisierung eines Prozesses vereinfachen, aber nicht unbedingt die wahre Natur der Realität widerspiegeln.