Исходя из сказанного выше, мы принимаем для дальнейшего следующее исходное определение модели. Под моделью понимается такая мысленно представляемая или материально реализованная система, которая, отображая или воспроизводя объект исследования, способна замещать его так, что ее изучение дает нам новую информацию об этом объекте (1, с. 19). <...>

В модельном объяснении дедукция играет подчиненную роль, а главную роль играют аналогия и построение модели. В теоретическом же объяснении с его дедуктивной схемой модель отсутствует и единственным логическим орудием объяснения является дедукция. <...>

В результате такого сопоставления становится ясным, что, в то время как теоретическое объяснение, использующее дедуктивную схему, представляет собой строгое, достоверное и прямое объяснение, модельное объяснение основано на применении метода аналогии и является объяснением неоднозначным (возможным), гипотетическим и косвенным. Оно является неоднозначным, так как не исключает других возможных объяснений, основанных на других аналогиях. Оно представляет собой гипотетическое объяснение, так как в модели 1, на которую оно опирается, воплощена используемая при этом основная гипотеза. Оно является косвенным в том смысле, что модель 2 является посредником, с помощью которого законы, причины, условия, структуры и прочие содержания объясняющих посылок переносятся с соответствующими модификациями на изоморфную модели область, к которой принадлежит объясняемое явление. Благодаря этому создается возможность для объяснения эксплананда использовать теорию (вернее, ее определенную часть), характеризующую (отражающую) закономерности, причинные связи, структуры, функции, ситуации или объекты, служащие в качестве модели-аналога. Таково, например, объяснение дифракции электронов при помощи волновой модели, взятой из области световых явлений, и некоторых положений волновой теории света.

Благодаря этому в модельном объяснении может быть, в отличие от дедуктивной схемы, выражен любой из вышеперечисленных типов объяснения, так как создаваемая или выбираемая модель может выражать причинные связи, законы, структуры и структурно-функциональные зависимости, функции и динамику (историю), сходные с соответствующими характеристиками объясняемого явления.

Таким образом, принцип модельного объяснения основан на том, что теория, содержащая причинное, закономерное, структурное и другие объяснения одной области фактов посредством модели, применяется к другой области фактов, которые требуется объяснить. Это становится возможным благодаря тому, что модель выступает как член отношения, которое является либо физическим подобием, либо аналогией и во втором случае — гомоморфизмом или изоморфизмом. Данное отношение устанавливается между структурой хорошо известной области явлений (эта структура может быть изображена в виде модели как ее упрощенного образа), для которой существует теория, благодаря чему процессы в этой области нам понятны, и моделью области, нуждающейся в объяснении. Как правило, такое отношение есть отношение аналогии, так как целью моделирования на основе физического подобия является не столько объяснение, сколько исследование параметров натурного объекта. В силу особенностей физического подобия модель и объект считаются одинаково понятными с точки зрения их внутренней сущности, их механизмов. Модель-аналог может быть реализована и подвергнута экспериментальному исследованию, хотя это не является необходимым элементом объяснительной функции модели. Но безусловно необходимы теоретическое обоснование права на такую аналогию и строгое выполнение правил соотнесения модели как к структуре исходного явления или предметной области, так и к явлениям, фактам той области, которую необходимо изучить. В этом случае та область, с которой мы хорошо знакомы, т.е. для которой существует хорошо разработанная и подтвержденная на практике теория, может быть использована для построения мысленной модели нового, непонятного в каком-то отношении процесса. В силу же того, что отношения соответствия между моделью 2 и предметом объяснения сформулированы явным образом, теория той области, из которой взята модель 2, переносится на изучаемую область и последняя объясняется с помощью законов, действующих в первой области. Следует еще раз подчеркнуть, что такое расширение теории может быть осуществлено только в границах, допускаемых данным модельным отношением, и необходима постоянная бдительность, предохраняющая исследование от отождествления модели с объектом изучения по всем элементам, функциям, структуре, связям.

Объяснительная функция выполняется, разумеется, не только моделями-аналогами, но и теми образными или знаковыми моделями, которые отображают объект более непосредственно. Такие модели 1 создаются для того, чтобы более адекватно отобразить подлежащие объяснению особенности и свойства объекта. Поэтому в этих моделях на первый план выступают и фиксируются черты сходства («позитивная аналогия») модели с объектом, а черты различия («негативная аналогия») элиминируются посредством абстракции различной степени.

Поэтому, например, атомная модель Бора — это уже не планетная система (аналог), а система электрически заряженных индивидуумов, в которой вокруг положительно заряженного ядра вращаются отрицательно заряженные электроны, к тому же «прыгающие» с орбиты на орбиту при энергетических изменениях атома. Знаковая модель молекулы или кристалла — это не упорядоченная совокупность конкретных физических шаров (аналог), а система знаков, предназначенная отобразить порядок химической связи и расположение атомов в пространстве. Но в этой форме моделирования также осуществляется объяснение. Так, например, структурные формулы, введенные А.М. Бутлеровым и А. Кекуле в химию, дали возможность (в сочетании с теорией химического строения) объяснить такие явления, как наличие изомерии у одних углеродных соединений и отсутствие ее у других; стереохимические модели позволили объяснить отсутствие изомерии, например, у производных метана и существование транс- и цис-изомерии у непредельных, и циклических органических соединений, которая обусловлена различным расположением заместителей у углеродных атомов относительно двойной связи или плоскости кольца (1, с. 196-199).

Модели и модельный эксперимент

<...> Модель — это специфическая, качественно своеобразная форма и одновременно средство научного познания. Она выполняет специальные функции в процессе научного познания.

Имея в виду сказанное выше, мы будем называть моделью любую систему, мысленно представляемую или реально существующую, которая находится в определенных отношениях к другой системе (называемой обычно оригиналом, объектом или натурой) так, что при этом выполняются следующие условия:

1. Между моделью и оригиналом имеется отношение сходства, форма которого явно выражена и точно зафиксирована (условие отражения или уточненной аналогии).

2. Модель в процессах научного познания является заместителем изучаемого объекта (условие репрезентации).

3. Изучение модели позволяет получать информацию (сведения) об оригинале (условие экстраполяции).

Эти три взаимно связанные и обусловливающие друг друга условия являются необходимыми и достаточными признаками модели. Необходимыми потому, что отсутствие одного из них лишает систему ее модельного характера. Достаточными потому, что они объясняют все специфические особенности модели как своеобразной формы и специального средства научного познания (2, с. 113-114). <...>

Для построения научной классификации очень важно выбрать в качестве основы такой признак или такие признаки, которые отражали бы существенные свойства, связи и отношения классифицируемых объектов. В нашем случае в качестве таких признаков, позволяющих различить и сгруппировать, систематизировать различные типы моделей, мы выберем: а) характер их отношения к объекту или, точнее, способ, форму репрезентации оригинала и б) степень, характер или уровень сходство модели и замещаемого объекта. Как видно из предыдущего, эти признаки вполне отвечают определению модели.