模型是什么?

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舒适还明净的海鸥i
2022-06-24
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地上有三块石头,这是一个模型吗?我说:不知道。但它们的确可以“用作”模型,例如将这三块石头分别对应于地球、月亮和太阳。这个模型好不好?也许有人认为很简陋。我的回答仍然是:不知道。

有一天,我用这三块石头作为模型,成功地解释了什么是日食。在这个例子里,这三块石头成为了一个足够好的模型。

以上例子涉及到关于模型是什么的几乎全部秘密——答案就在眼前。借用维特根斯坦对意义即用法的阐述[1],可以这样表述:

对大部分情形——即使不是全部——模型概念可以这样界定:一个事物被称为“模型”是指它在特定情形中的角色或用途——在该情形中它直接或间接携带另一事物的某些属性,并基于这些属性而起到 该事物 替身或表征的作用; 从而可以靠使用从模型获得的属性 达成操作与该事物对应属性的相关性 。

其中,

维特根斯坦关于意义的阐述被简明地概括为意义的用法论或“意义即用法” (Meaning Is Use),相应地,以上的模型定义方式可称为模型的用法论或“模型即用途” (Model Is a Role) [3]。模型定义与词语意义定义的对比不仅仅是形式上的,还有更深层的意义,可留待一般模型化关系定义后再予以讨论。

“属性” (properties)在这里泛指一个事物可能具有的各种可以被观察、度量、刻画、描述的方面,或各种特征或性质,可能是抽象的、具体的、静态的、动态的、整体的、局部的、结构的、现象的、行为的、关联的等等,还包括与其它事物的关系。在模型的特征取决于其所携带的工作属性和携带方式,它是一个属性集合,由模型实体携带,但在起作用时,它们被作为模型的目标对象的属性或被关联到目标对象的对应属性。这是模型之所以是模型的根本。一个模型通常还会具有其它不属于其目标对象的属性,这种属性有时也很重要,例如我们常常说的,一个模型的逼真程度,就不属于模型的工作属性。因此,区分哪些是模型的工作属性是重要的。

结合前面的界定不难理解,一个模型的对象是一个或一类特定事物,一个事物可以有无限多个模型。有一种基本的认识,任何事物之间都可能找到某种共性,因此,马克斯·瓦托夫斯基(1966)曾写道[4]:

然而,如果我们将“任何事物”理解为最广义的词语——例如,还包括维特根斯坦所说要“保持沉默的”东西,在模型的理解上,有必要再强调一点,即:

一个起作用的模型是 实体 * (entity)。*

陈品山 (P. Chen, 1977) 的经典论文中的对实体定义[5]看来就很适合

从构建性的立场看,引入“实体”概念”是有益的。试想,如果某个“东西”甚至无法被区别于其它事物,又如何谈论其运用。作为实体的“东西”并不一定限于物理的对象,也可以是数字化的、概念的、虚构的。“山”是物理的实体。在电脑输入的“字符串”,是计算空间实体,“爱”是一个概念实体。“猪八戒”是虚构的概念实体。模型也可能是这些类型完全不同的实体[6]。对于模型,“明确辨识”的标准和方法,不仅与其类型有关,最终是模型起作用的特定情形决定的,在某些情况下,甚至可能是物理地分散的。无论如何,作为一个可用的模型,必须有可操作的方法辨别其实体性的存在:至少能充分确定和获取其工作属性。

再看模型的目标事物。如果一个东西甚至无法确定地谈论,又如何为它建立一个模型,或者说存在一个关于它的(有效的)模型?如果模型是确定和有效的,说明这个目标事物已经被有效地辨识了——可以被指称,并确定了某些属性。由此,我们还可以得到一个有意义的结论,即

一个可以建模的事物,至少在建模涉及的属性范围上,是一个实体。

至此,我们可以对维特根斯坦逻辑哲学论的著名结语给出一种解读:所谓需要保持沉默的东西,就是无法建模的东西。再进一步,如何“明确辨别”一个实体?至少要获得足够多和足够清楚的属性,并且能够以某种方式记载、保持、传递和重现这些辨识的结果——模型正是这样的“容器”。由此,我们可以提出一个更强烈的命题:

实体就是一个可以被建模的事物 。

尽管现实中大部分的模型实体都是专门创建的,但其本质是相应实体的一种用途或角色。例如,在适当的情形中,一块石头可以用来代表任何一个离散的实体,水波可以表示任何一种波,任何人都可能在适当的情形中扮演模特,而一段文字如果无法正确地解读,就只是一堆无意义的符号。“模型即用途”的定义,可以澄清许多关于模型概念的困惑[7],是对“模型是什么”这一基本问题[8]的一个基本回答。

这个定义从2012年初次发出[3]以来,经过了反复斟酌和修改。这个版本仍然使用了“替身”和“表征”这两个传统的模型定义中常用的概念,可能有助于为一般人理解和接受。它们缩小了模型所起作用的类型,但对深入研究者而言,又隐含着许多问题(尤其是表征)。消除这些问题,需要对模型的如何起作用,特别是如何关联到目标事物、工作属性与原属性的关联等,做出一般性的、更明确的阐释。这需要大量进一步的讨论。

[1] 维特根斯坦关于的阐述是这样的:

引自:Biletzki, Anat and Matar, Anat, “Ludwig Wittgenstein”, The Stanford Encyclopedia of Philosophy (Summer 2011 Edition), Edward N. Zalta (ed.), http://plato.stanford.edu/archives/sum2011/entries/wittgenstein/ .

[2] 对于被建模的事物,在不同的语境有诸多不同的提法,例如对象(object)、原物(original)、原型(prototype)、主题(subject)、指涉(referent)、SUS (system under study) 等。从一般用语看“对象”是比较自然的,但由于在软件领域对象(Object)的特殊含义,有时需要回避,故笔者常选用“目标”(target) ,如“目标事物”或“目标系统”(the target thing/system)。类似用法在文献中经常出现。

[3] “模型用法论”(Model as Use)的模型定义2012年初次发表于 Think in Models 和 企业工程论坛 (见 http://www.ee-forum.org/pub/ty/2012-02-p3177.html )。

[4] Wartofsky, Marx W. “The model muddle: Proposals for an immodest realism (1966)”. In Models: Representation and the scientific understanding . Cohen, R.S. and Wartofsky, M.W. (eds.), D. Reidel, Dordrecht, 1979. http://books.google.com.hk/books?id=u7Tfb2eDxOcC

[5] An entity is a “thing” which can be distinctly identified. 引自:Chen, Peter Pin-Shan. "The entity-relationship model: a basis for the enterprise view of data." Proceedings of the June 13-16, 1977, national computer conference . ACM, 1977.

[6] 进一步展开这个话题,涉及到不同的实体空间界定,参见 Three Spaces for Entities and Models of Applications , http://www.ee-forum.org/wp/pub/ty/2011-10-p3011.html

[7] 从涉及一般模型概念的文献中常可见到一些“模型之惑”的归纳和讨论,如 Wartofsky (1979), Frigg (2006), Mueller (2009), Rapaprt (2010)等,最终可归结到两大基本问题上(见[8])。

[8] Roman Frigg (2012) 结论指出,人们“对于模型是什么及其如何起作用的理解仍有严重不足”, 见 http://plato.stanford.edu/entries/models-science/

本文前半部分基本内容最初以“模型用法论” (Model as Use)为题发布于企业工程论坛及笔者的英文博客 (2012-02-13 - 08-12, http://www.ee-forum.org/pub/ty/2012-02-p3177.html),此版本目前可见于企业工程论坛文集或https://www.jianshu.com/p/0c950108a101。本文最初于2016年在微信公众号“思想的旅行”披露,后取消发布;此次是重新发出。

作者印:dcb442

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