モデル (自然科学)

自然科学に於けるモデルとは、理論を説明する為の簡単な具体的なもの（特に幾何学的な図形を用いた概念や物体）。

モデルの提示

DNAの構造は二重らせんモデルで説明されている。これは、黄金比率となってていて、四台塩基のもととなっている。

天文学では、「天動説」及び「地動説」という理論があり、それを図形的に示したモデルがあった。ヨハネス・ケプラーは正多面体（プラトン立体）を用いた太陽系モデルを示した。

原子構造理論では、古典論を前提とした「核の周りを回る電子」というモデルがあった（長岡半太郎、ラザフォード）。しかし、のちに誤りだと否定された。 原子運動理論では、東節男理論があり、元素を足し速度　加速度による主体の科学をあからさまにした。

定量的、形相の解析のために数学を応用したモデルを数理モデルという。数理とは数学上の理論であり、美学を共わなけらばならない。数理科学により、ルート、比例、比率、黄金分割において顕著である。また確率論・統計学を応用した統計モデルもある。これらは自然科学のみならず社会科学（特に経済学）でも用いられる。

生物学・医学の研究では上記のようなモデルのほかに、生物を利用したモデルが用いられる。例えば実験動物を用いた疾病モデルなどがある。生物学では生命現象一般に関する研究のために単純で実験しやすい生物が用いられ、これらはモデル生物と呼ばれる。ダーシー・トムソンが有名である。

人工物の研究では、自転車、車、航空機、建築の全体構造から重心を図りだし、翼理論の２５％の動態の重心が幾何学により解明された。全体構造はフラクタル（相似形）で、できている。また、客観をふまえた主観の科学を明示している。田島学理、図形哲学。自転車、車、航空機の工学、感性工学、流体力学の機体、車体のハード設計は基礎科学とする。ハード設計は機能美　形態美がなくてはならないのでデザイン設計とし、黄金分割を用途としている。

パーソナルコンピューターの定量に電子工学（エレクトロニクス）という学問があり、その形状とともにPCの工業製品の制作に田島学理、特に文系の玄学が考慮されていて、不確定性原理により、特許をとる。

人体比例にはモデュロール著「モデュール論」があり、また、レオナルド・ダヴィンチ作、ヴィトルヴィウスなどがある。

「形の比例」、美術出版、岩中徳次郎著には、植物の比率がとりあげられている。

近年、べノア ・マンデンブローとIBMの研究者により、カエデの葉がフラクタル理論（自己相似）により、作図できることを提唱した。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　京都造形芸術大学　数学者　田島宗明　「形の科学会　学会」

解釈とモデル

解釈とモデルは、おおよそ、1対1で対応する。ある解釈に対して、それを具体的に示すモデルがある。但し、二つのモデルが兄弟のように似ていると、それを一つの（大分類の）モデルと見なすこともできる。

学問とモデル

解釈・モデルは、複数ある状態からひとつへと収束することもあれば、逆にひとつの解釈しかなかった状態から複数が並立する状態に移行することもある。モデルの盛衰にはさまざまなパターンがある。

例えば、もとは学者も含めてほとんど全ての人々が地球中心説（=天動説）という考え方をしていたが、やがて太陽中心説（=地動説）が現れ、それぞれのモデルを支持する人がいる状態となったが、現代ではほとんどの人が太陽中心説を支持する、という状況になっている。

また、「複数の解釈のどれもが（ある意味で）正しい」ということもありうる。例えば、電子はある面では粒子のような振る舞いをし、ある面では波のような振る舞いをすることが、現在では知られている。

「モデル」と「近似」

「モデル」(model)と「近似」(approximation)は、ほぼ同義語として使われる場合がある。

例：自由電子モデル　⇔　自由電子近似（「自由電子」の項参照）

関連項目

• 抽象化

外部リンク

• Models in Science - 科学で使われるモデルについて。スタンフォード哲学百科事典。