Modellen

Extra links bij Modellen

De tekst van de animatievideo

400px-Double-alaskan-rainbowKernidee 1: Een model is een vereenvoudigde voorstelling die inzicht geeft in een fenomeen.

Patronen maken nieuwsgierig. Zoals deze regenboog. Direct zijn er vragen. Hoe ontstaat dit patroon? Waarom treedt het net nu op?

rainbow1-wikipediaOm dergelijke vragen te beantwoorden gebruiken we modellen. Modellen vereenvoudigen een fenomeen tot zijn essentie, alle onbelangrijke details worden weggelaten. Ze bevatten ook hoe de verschillende elementen met elkaar interageren. Als we een goed model hebben dan begrijpen we het fenomeen.

Kernidee 2: Modellen bevatten altijd de essentiële modelelementen en dikwijls ook de relaties tussen deze elementen.

Sommige modellen focussen op de elementen van het systeem, zoals een model van een huis of een biologiemodel over de doorbloeding van het menselijke lichaam. Een model van een voedselketen gaat een stap verder omdat dit ook de relaties tussen de modelelementen beschrijft. Bemerk dat ze hierdoor ook abstracter worden. Soms kunnen we deze relaties in wiskunde gieten en ze heel nauwkeurig simuleren.

De kwaliteit van een model wordt beoordeeld in de mate waarin het bestaande of nieuwe patronen kan voorspellen. Als een model een verkeerde voorspelling maakt dan wordt het ofwel verlaten ofwel als dat mogelijk is aangepast of verbeterd.

Kernidee 3: Modellen bevatten altijd veronderstellingen die de bruikbaarheid van het model beperken.

Picture1

Je daarvan bewust zijn is belangrijk. Als je voor jezelf een idee vormt van hoe iets werkt of in elkaar zit dan maak je daarvan een model, deze modellen zijn niet altijd een correcte weergave, ze kunnen onvolledig zijn of er kunnen fouten in zitten. Uit onderzoek bleek dat slechts 25% slaagde om een fiets te tekenen die effectief zou kunnen rijden.

albert einsteinEen ander voorbeeld zijn de wetten van Newton, deze voorspellen de meeste bewegingen die we rondom ons zien, maar voor snelheden in de grootteorde van de snelheid van het licht,  hebben we de relativiteitstheorie van Einstein nodig.

Kernidee 4: Modellen en patronen zijn sterk met elkaar verbonden.

CMS_Higgs-event

Modellen worden gemaakt om de samenhang tussen patronen te verklaren. Maar het kan ook omgekeerd. Soms vinden we dankzij onze modellen nieuwe patronen, die we anders nooit hadden opgemerkt. De Cern wetenschappers vonden in 2012 het Higgs deeltje omdat het standaardmodel voorspelde dat het er was. Soms ontdekken we net patronen doordat toevallige fenomenen zich anders gedragen dan we via onze modellen verwachten. Aan dergelijk ontdekkingen danken we het bestaan van penicelline, de microgolfoven en velcro.

Waarom jij je moet verdiepen in modellen?

Het is allemaal heel actueel en er is nog veel werk. Computers worden essentieel voor onze modellen. Het complexe gedrag van zwermen spreeuwen lijkt heel mysterieus. Maar als we met enkele wiskundige regels beschrijven hoe de vogels reageren op hun dichtste buren, dan kunnen we met computers vergelijkbaar gedrag simuleren. Volgens sommigen zal dit zwermgedrag in de toekomst onze robots nog intelligenter maken.

Dit neemt niet weg dat deze modellen nog heel ruw zijn. Er valt nog veel te verfijnen. Ook hier staan we nog maar aan het begin.