Общее представление о модели
Глава 14. Моделирование в психологии
Универсальность моделирования как познавательного метода позволяет относить его к разряду методов общенаучного (а возможно, и всеобщего) характера. Но в каждой области знаний, где применяется моделирование, этот метод имеет свою специфику. Следовательно, для любой науки важно представлять и общие принципы моделирования, и частнонаучные особенности его использования.
Однако, несмотря на широкое применение моделирования в психологии, серьезного интереса к нему как исследовательскому методу не наблюдается. Моделирование применяется, но нет теории моделирования (подобной теории эксперимента, который, кстати, является частной реализацией моделирования). Проявляемая психологами активность в использовании моделирования не завершается построением целостной картины этого метода.
Наблюдаемый в настоящее время очередной всплеск психологических работ по математическому и компьютерному моделированию актуализирует эту проблему.
Определение
В контексте нашего изложения под моделированием будем по- Г нимать исследование объектов на их моделях. Моделями(лат. modulus – 'мера', 'образец') будем считать специальные искусст- венно созданные объекты, по своим определенным характеристикам сходные с реальными объектами, подлежащими изучению.
Потребность в моделировании возникает тогда, когда исследование непосредственно самого реального объекта невозможно или затруднено в силу его недоступности, этических ограничений или чрезмерных затрат (временных, трудовых, финансовых и проч.).
Однако надо заметить, что понятие «моделирование» имеет как минимум три значения: 1) метод познания объектов через их модели; 2) процесс построения этих моделей; 3) форма познавательной деятельности (в первую очередь, мышление и воображение). Нас, естественно, главным образом интересует первый вариант. Тем не менее раскрытие моделирования как исследовательского метода неизбежно сопровождается и ссылками на его иные аспекты, поскольку процедура метода немыслима без создания соответствующих моделей, а исследовательский процесс с помощью этого метода основан на способностях человека к абстрагированию. Поэтому совершенно справедливо утверждение, что «моделирование в определенной степени является разновидностью абстрактно-логического познания» [47, с. 244].
Учитывая сказанное, можно понять, что однозначное определение моделированию дать непросто. Недаром сам термин «моделирование» в науку вводился весьма осторожно. Даже во времена ажиотажного интереса к моделированию в 60-е годы XX века «многие всемирно известные справочные издания уклонялись от его приведения или давали как производное слово без всяких пояснений» [47, с. 13]. Диапазон толкования моделирования чрезвычайно широк: от его частных вариантов (например, как физическое моделирование) до отождествления с познанием. Для раскрытия этого понятия употребляются различные категории: «подражание», «уподобление», «воспроизведение», «аналогия», «символизация», «соответствие», «отражение», «сходство» и т. п. Так, признанный специалист в теории познания В. А. Штофф представляет моделирование как воспроизведение определенных сторон прототипа [415, 416, 417, 418]. Однако, как справедливо замечают другие исследователи [47], воспроизведение сохраняет качественную специфику исходного объекта, а моделирование – не обязательно, воспроизведение – это тождество по всем параметрам, а моделирование – лишь по некоторым. Основоположники кибернетии Н. Винер и А. Розенблютт определяли моделирование как «изображение, представление в определенном свете» [476, с. 317].
Из всего многообразия определений моделирования наиболее приемлемой, с нашей точки зрения, является формулировка, данная И. Б. Новиком и А. И. Уемовым: моделирование – это «опосредованное практическое или теоретическое исследование объекта, при котором непосредственно изучается не сам интересующий нас объект, а некоторая вспомогательная искусственная или естественная система (модель): а) находящаяся в некотором объективном соответствии с познаваемым объектом; б) способная замещать его на определенных этапах познания и в) дающая при исследовании в конечном счете информацию о самом моделируемом объекте» [259, с. 257-258].
Немного истории
В практической жизни человек использует моделирование в виде интуитивного аналогизирования уже многие тысячелетия. Но как строгий научный метод этот познавательный прием на-считывает всего несколько десятилетий. Исходные импульсы научному моделированию, пожалуй, дали «метод аналогий» Максвелла и «теория подобия» Бертрана, идею которой угадал еще Ньютон [88]. Д. К. Максвелл(1831–1879)былпервым, кто сознательно наделил модели искусственно изобретенными признаками и получил этим путем фундаментальные знания [206]. Он же первый указал на незаменимость и всеобщность в науке этого метода.
Позднее моделирование получает развитие в логике и математике и постепенно овладевает умами биологов, лингвистов, экономистов, психологов. Наконец, как всеобщий познавательный прием его признает философия и вносит существенный вклад в его теорию. С середины XX столетия моделирование получает мощный импульс в своем развитии в связи с появлением науки об управлении – кибернетики и широким внедрением в научную деятельность вычислительной техники. Это время формирования «информационного подхода» в науке. На этом этапе развития моделирования особенно отчетливо проявилось его понимание как формы мышления. «Отец» кибернетики Н. Винер (1884-1964) указывач, что «необходимость привлечения к работе психологов . была очевидна с самого начала» [65, с. 32]. Такой раздел кибернетики, как бионика, нуждался в сведениях из психологии и нейрофизиологии. В свою очередь, психология нуждалась в искусственных аналогах психического отражения, которые могло поставить ей компьютерное моделирование. В это время в психологии во весь голос заявляет о себе мощное научное направление, именуемое «когнитивной психологией», где самым широким образом используются информационно-компьютерные модели. Моделирование становится неотъемлемым атрибутом научных исследований, а 60-е годы характеризуются даже настоящим «бумом» в его истории. Не только наука, но и миллионы людей задаются вопросом: «Может ли машина мыслить?» Пишутся многочисленные романы и выпускаются фильмы о «революции роботов», о смене человеческой цивилизации компьютерной, о власти технократии. Неудивительно, что этот период знаменуется наиболее интенсивной разработкой теории моделирования как за рубежом, так и в нашей стране, что отразилось и в значительном объеме специальной литературы, выпущенной в те годы. В настоящее время неуемный ажиотаж вокруг компьютерного моделирования уступил место взвешенному осмыслению его возможностей и пониманию моделирования как общенаучного метода, не «зацикливающегося» на ЭВМ и не сводимого к применению лишь информационно-компьютерных моделей. Теперь уже с полным основанием можно говорить, что «моделирование из специального приема научного исследования, применяемого при решении отдельных частных задач, превратилось в важный познавательный метод, ставший составной частью теории познания наряду с ее старыми методами: индукцией, дедукцией, анализом, синтезом и т. д.» [47, с. 3]. При этом особенно подчеркивается, что в моделировании воплощается творческая природа человеческого сознания [225].
14.3. Понятие «МОДЕЛЬ»
Общее представление о модели
Ключевым понятием метода выступает категория модель. Подобно моделированию, это понятие имеет не одно значение. Специалисты считают, что число различных толкований модели достигло уже нескольких десятков, и наблюдается тенденция к его увеличению [403]. Поэтому в справочной литературе это понятие обычно раскрывается через перечисление отдельных конкретных видов моделей.
Наиболее существенные и распространенные варианты трактовки модели: 1) модель как тип конструкции (например, автомобиль такой-то модели, модельная обувь или одежда. Отсюда создатель такой одежды – модельер, а ее демонстратор – модель, в частности топ-модель); 2) модель как эталон для копий, образец для подражания (например, госстандарт для какой-либо продукции, оригинал скульптуры из глины, в дальнейшем воплощаемый в металле, камне или дереве. Отсюда натурщика, т. е. человека позирующего художнику, скульптору, фотографу, тоже часто называют моделью, в частности фотомоделью); 3) специальное представление какого-либо объекта, реконструирующее его существенные (в определенном контексте) черты.
В познавательном процессе вообще и в психологическом исследовании в частности модель рассматривается преимущественно в третьем значении. Моделируемыми объектами в психологии в самом общем плане выступают психика (с ее психофизиологическими механизмами), личность, деятельность, общение, поведение.
Приведенное выше определение моделирования включает в себя и определение модели в ее третьем значении. Из этого определения ясно, что модель замещает исследуемый объект, являясь посредником между ним и исследователем. Такое замещение возможно, если между моделью и представляемой ею реальностью существует определенное соответствие, т. е. модель является в той или иной мере аналогом изучаемого объекта.
Понятие аналогии многозначно. Обобщив все множество трактовок, можно выделить три вида аналогий: 1) как сходство отношений, 2) как изоморфизм, т. е. полное подобие, или взаимнооднозначное соответствие элементов и структур двух объектов, 3) как гомоморфизм, т. е. частичное подобие, при котором обратимости соответствия нет [51, 290, 425]. Моделирование как познавательный метод обычно предполагает наличие третьего вида аналогии, когда между моделью и ее прототипом есть и сходство, и отличия. Именно к моделированию следует отнести известный афоризм: «сущность аналогии – неполнота». Действительно, если бы между оригиналом и его моделью не было бы отличия, то не было бы смысла создавать модель, проще было бы изучать непосредственно сам объект. Основными отличительными особенностями модели, позволяющими предпочесть ее изучаемому объекту, выступают ее меньшая сложность по сравнению с объектом и наглядность. Частичное подобие может заключаться либо в сходстве объективных характеристик (пространственных, временных, энергетических, информационных), либо в сходстве функций (в пределе – связей со средой), либо в тождестве математического описания «поведения» объекта и его модели. Модель выполняет свою роль только тогда, когда степень ее соответствия объекту строго определена. Исследуя модель, аналогичную изучаемому объекту реальности, получают новое знание о самом этом объекте.
Функции моделей
В зависимости от характера получаемого знания модели (а значит, и моделирование) могут выполнять следующие функции.
На эмпирическом уровне
1. Реконструирующая (воссоздание качественной спецификиобъекта).
2. Измерительная (получение количественных характеристикобъекта).
3. Описательная (обеспечение наглядности и понятности).На теоретическом уровне
4. Интерпретационная (объяснение, обобщение и исчерпывающее описание).
Обычно акцент делается на объяснении, но не менее важно, что модель «позволяет в сжатой форме общего закона описать множество частных случаев, которые могут быть выведены из нее логически и не требуют специального описания. Функция обобщения большого числа данных с наибольшей убедительностью выступает на заключительных этапах исследования, когда жизнеспособность модели уже доказана многочисленными экспериментами» [106, с. 6].
5. Прогнозирующая (предсказание поведения объекта-прототипа).
6. Критериальная (проверка истинности, адекватности знанийоб объекте).
7. Эвристическая (способствование генерированию новыхидей и гипотез относительно изучаемого объекта и связанных с ним других объектов реальности. Кроме того, модель,способствуя формализации данных об объекте, облегчаетпостроение и проверку гипотез и теорий).
На практическом уровне:
8. Познавательно-иллюстрирующая.
9. Обучающая.
10. Развлекательно-игровая.
Классификация моделей
В науке предложено немало разновидностей моделей и способов их группировки. Приведем наиболее существенные, на наш взгляд, классификации.
I. По способу реализации
1. Вещественные.
2. Знаковые.
3. Образные.
4. Ситуационные.
II. По характеру воспроизводимых сторон оригинала
1.Субстанциальные.
2.Структурные.
3. Функциональные.
4.Смешанные.
III. По полноте представления объекта
1. Полные.
2.Неполные (частичные).
IV. По области знаний
1 .Технические.
2.Социальные.
З.Биологические.
4.Психологические и др.
Вещественные модели представляют собой определенное фи-, зическое воплощение оригинала. Они выполняются в виде осяп заемых предметов. Наиболее употребимы такие формы, как макеты, муляжи, живые организмы. Близкое по смыслу содержание вкладывается в понятие «физическая модель». Иногда физическую модель рассматривают как частный случай материальной, включающей в себя еще и геометрические, и компьютерно-математические модели, и противопоставляемой моделям идеальным [88].
Знаковые модели являются представлением объекта-оригинала посредством условных обозначений. Обычно эти модели исполнены в графической форме (рисунки, графики, чертежи, формулы, буквенно-словесные описания, специальные изображения и т. п.). Не исключается презентация знаковой модели и в вещественной форме, т. е. когда сами знаки и символы представлены какими-либо физическими предметами, вещами. Важно лишь, чтобы эти вещи олицетворяли некоторую условность. Таковы, например, амулеты. В литературе встречаются разные названия этого типа моделей: логико-математические, абстрактные, формальные. При знаковом моделировании полезно использовать сведения из науки о знаках – семиотики.
Образные модели – это идеальное представление изучаемых объектов в сознании человека. Фактически это любые образы: первичные (сенсорные и перцептивные) и вторичные (образы памяти и воображения, именуемые в психологии представлениями). Говоря об образном моделировании как исследовательском методе, обычно имеют в виду группу вторичных образов. В них совмещена информация, полученная с помощью непосредственного чувственного восприятия и с помощью абстрактно-логического мышления. Поскольку образы возможно трактовать как знаки, то некоторые ученые образные модели включают в разряд знаковых.
Ситуационные модели – это искусственное представление реальных обстоятельств существования естественного объекта, обусловливающих его появление (рождение), развитие, функционирование или исчезновение. Воссоздание подобных обстоятельств носит провоцирующий и целенаправленный характер. В отличие от других видов моделей эти модели имитируют не сам изучаемый объект (или предмет), а условия его существования. В психологии с помощью ситуационных моделей провоцируется и стимулируется функционирование объектов – носителей психики, т. е. тот или иной вид психической деятельности людей и животных. Ситуационные модели совмещают в себе признаки вещественных, знаковых, а иногда и образных моделей. С вещественными моделями их сближает материально-физический характер их обстановки. Со знаковыми – их сигнальное значение для «включения» и развития определенного поведения изучаемого объекта. В психологической практике нередки и случаи идеального представления психогенных ситуаций с помощью памяти или воображения наблюдаемых людей. В таких случаях можно говорить об образном характере ситуационных моделей.
Субстанциальные модели – это модели, чей материальный субстрат по своим некоторым (обычно основным) свойствам идентичен субстрату оригинала. Например, животное как биологическая модель человека, группа как модель человеческого общества, гидравлическая установка как модель реки и т. д. Создание подобных моделей возможно двумя принципиальными путями? 1) масштабная деформация оригинала или 2) включение в модель; . частей и элементов оригинала. В первом случае предполагаете* ;-качественная устойчивость объекта изучения, изменению подлежат пространственные, временные или энергетические характе--ристики. Образное выражение такого подхода – «буря в стака- s не». Во втором случае предполагается, что взятие у оригинала erd; части определяет по изучаемым свойствам необходимое с ним-сходство модели в целом. Характеристика субстанциальности;! конечно, в первую очередь относится к вещественным моделям, г, хотя не исключается и субстанциональные знаковые и образные модели. Скажем, при моделировании почерка или мысленном \ экспериментировании с физической субстанциальной моделью№|:
Структурные моделиимитируют внутреннюю организацию^ объекта-прототипа. Эта организация может рассматриваться как в «статическом», так и в «динамическом» плане. В первом случае речь идет главным образом о пространственном соотношении качественно своеобразных частей объекта. Такова планетарная модель атома, структурные формулы молекул, «кристаллические решетки», план местности, административная схема предприятия. В психологии это модели структуры личности и психики, классификации методов психологии, классификации психологических дисциплин и т. п. Предельно наглядный пример – локо-граммы в социометрии.
Структурные модели второго типа – это искусственное представление процессов. В них отражаются временные и энергетические стороны объектов. Примеры: формула ядерного распада, формулы химических реакций, антропологическая, археологическая и историческая периодизации социо-, антропо- и культуро-генеза. В психологии: возрастные структуры онтогенеза человека, социально-психологические эксперименты и тренинги как модели процесса общения. В моделировании обычно различают отражение стабильных и нестабильных процессов. В компьютерном моделировании в первом случае прибегают к линейному программированию, во втором – к динамическому.
Функциональные моделиимитируют способы взаимодействия объекта со средой, т. е. поведения. Роль такой модели играют знаменитые формулы бихевиоризма «стимул – реакция», «стимул – промежуточные переменные – реакция». Функциональными моделями являются схемы соотношения экспериментальных переменных и соотношения основных компонентов эксперимента [241]. Сам лабораторный эксперимент есть модель «жизненных» ситуаций, а действия испытуемого – модель его поведения в этих ситуациях.
Обычно функциональные модели демонстрируют и структуру объекта. Тогда говорят о смешанных моделях. Классическими примерами таких моделей в знаковой форме выступают: принципиальная схема работы функциональных систем по П. К. Анохину [14, 15]; схемы сенсорных систем (анализаторов), приводимые в некоторых психологических учебниках [264,265,331]; схемы рефлекторных актов – «дуга» по И. М. Сеченову [343], «кольцо» по Н. А. Бернштейну [30, 31], «воронка» по Ч. Шеррингтону [406] и А. С. Батуеву [24, 25, 340, 378]. Смешанными вещественными моделями являются различные компьютерные реализации психических функций типа «перцептрона» и «искусственного интеллекта».
Полные модели реализуют максимально возможное число (в пределе – всех) свойств и элементов объекта-прототипа, необходимых в контексте данного исследования. Если же удается добиться идентичности модели и оригинала по всем параметрам, то можно говорить не только о моделировании последнего, но и о его воспроизведении, что для экспериментально-научной практики явление вряд ли возможное и нецелесообразное.
Неполные модели обладают только частью свойств оригинала. Как правило, при моделировании приходится ограничиваться наиболее существенными по задачам исследования свойствами, а следовательно, и неполными моделями.
Модели, получаемые в определенных сферах бытия и деятельности человека ради изучения специфических для этих сфер объектов и предметов исследования, именуют по названиям соответствующих областей знания: технические, социальные, биологические и т. д. Психологические модели – это различной степени соответствия (приближения) аналоги психики и ее проявлений. Они могут быть реализованы в любой из перечисленных выше форм.
Необходимо, пожалуй, упомянуть еще об одной классификации моделей как наиболее развернутой и разработанной применительно к психологии. Однако эти преимущества не искупают, как нам кажется, нечеткости критерия и недостаточности аргументации выделения классов. В наиболее полном виде эта классификация представлена в работе А. А. Братко [46] и включает девять видов моделей:
1) образные;
2) концептуальные (вербальные в виде гипотез, теорий, знаков);
3) математические (знаковые в виде символов и формул);
4) жестко-алгоритмические (знаково-вещественные, простейшие модели программного типа);
5) эвристические (программные с учетом психологических принципов);
6) блок-схемные (высший тип программных моделей);7) гипотетические (вещественные модели вероятностного характера);
8) бионические (вещественные, основанные изданных измерения);
9) биологические (вещественные с использование биологического субстрата).