En modell är en beskrivning av naturfenomen som forskare kan använda för att göra förutsägelser. En bra modell är både så exakt som möjligt och så enkelt som möjligt, vilket gör det inte bara kraftfullt utan också lätt att förstå. Oavsett hur bra de är, kommer modellerna nästan alltid att ha begränsningar.

Saknade detaljer

De flesta modellerna kan inte innehålla alla detaljer om komplexa naturfenomen. När man exempelvis mäter avstånd runt jorden är det praktiskt att modellera jorden som en sfär, men det innehåller inte variationer i avstånd på grund av bergskedjor, dalar och andra topologiska egenskaper som resenären måste korsa. Införandet av dessa ytterligare detaljer skulle göra modellen för komplex för enkel användning. Eftersom modeller måste vara enkla att du kan använda dem för att göra förutsägelser, lämnar de ofta några detaljer.

De flesta är approximationer

De flesta modellerna innehåller några approximationer som ett bekvämt sätt att beskriva något som händer i naturen. Dessa approximationer är inte exakta, så förutsägelser baserade på dem tenderar att vara lite annorlunda än vad du faktiskt observerar - nära, men inte bang på. I kvantmekanik finns det exempelvis inga exakta lösningar för Schrodinger-ekvationen för atomer från helium framåt; Exakta lösningar existerar bara för väte. Följaktligen använder fysiker approximationer för högre element. Dessa approximationer är bra, men de är approximationer.

Enkelhet

Ibland kan en modell göras mer exakt men på bekostnad av enkelhet. I sådana fall kan den enklare modellen faktiskt vara överlägsen, eftersom den ger dig ett sätt att visualisera en process så att du kan förstå det och göra förutsägelser om det. I kemi är exempelvis strukturella formler och boll-och-stick-modeller orealistiska avbildningar av molekyler; De ignorerar helt vad kemister vet från kvantmekaniken om materiens natur på den subatomära nivån. Ändå är de enkla, lätta att dra och erbjuda en mängd insikter i molekylär struktur och egenskaper på ett sätt som är lätt att visualisera och förstå. Följaktligen fortsätter kemikerna att använda både strukturella formler och boll-och-stick-modeller.

Avvägningar

I slutändan är modeller föremål för några avvägningar. Du vill ha så mycket förutsägande kraft som möjligt. Samtidigt vill du också att modellen ska vara så enkel som möjligt. Naturen är likgiltig för det mänskliga behovet av enkelhet och enkel förståelse, men många naturfenomen är komplexa. Tänk dig till exempel om kedjan av biokemiska processer som bara sker för att förmedla information från fotoreceptorerna i ditt öga till hjärnans visuella cortex. Om du försöker införliva allt som faktiskt händer i en modell blir det obehagligt och svårt att använda. I slutet finner du att du i viss utsträckning litar på approximationer och konceptuella ramar som gör en process lätt att visualisera men inte nödvändigtvis speglar verklighetens sanna natur.