Empirical modelling
अनुभवजन्य प्रतिरूपण किसी भी प्रकार के (कंप्यूटर) प्रतिरूपण को संदर्भित करता है जो गणितीय रूप से वर्णित प्रणाली के संबंधों के बजाय अनुभवजन्य टिप्पणियों पर आधारित होता है। विभिन्न प्रकार के अनुभवजन्य प्रतिरूपण के रूप में अनुभवजन्य प्रतिरूपण उन गतिविधियों के लिए एक सामान्य शब्द है जो अवलोकन और प्रयोग द्वारा प्रतिरूप बनाते हैं। अनुभवजन्य प्रतिरूपण (प्रारंभिक अक्षरों के बड़े अक्षरों के साथ, और अक्सर संक्षिप्त में ई. एम.) अनुभवजन्य प्रतिरूपण की एक विशिष्ट विविधता को संदर्भित करता है जिसमें मॉडल का निर्माण विशेष सिद्धांतों का पालन करते हुए किया जाता है। हालाँकि इन सिद्धांतों को कंप्यूटर के बिना मॉडल-निर्माण पर किस हद तक लागू किया जा सकता है, यह एक दिलचस्प मुद्दा है (नीचे फिर से देखा जाना चाहिए), लेकिन पहली बार में अनुभवजन्य मॉडलिंग को कंप्यूटर-आधारित मानने के कम से कम दो अच्छे कारण हैं। निस्संदेह, जहां अनुभवजन्य प्रतिरूपण सिद्धांतों के पूर्ण दोहन का संबंध है, कंप्यूटर प्रौद्योगिकियों का एक परिवर्तनकारी प्रभाव पड़ा है। इसके अलावा, अनुभवजन्य मॉडलिंग की अवधारणा मॉडल-निर्माण में कंप्यूटर की भूमिका के बारे में सोचने के साथ निकटता से जुड़ी हुई है। एक अनुभवजन्य मॉडल एक सरल शब्दार्थ सिद्धांत पर काम करता हैः निर्माता मॉडल के व्यवहार और उसके संदर्भ के बीच एक करीबी पत्राचार का निरीक्षण करता है। इस पत्राचार का निर्माण विभिन्न प्रकार की इंद्रियों में 'अनुभवजन्य' हो सकता हैः इसमें एक परीक्षण और त्रुटि प्रक्रिया शामिल हो सकती है, जो विश्लेषणात्मक सूत्रों के कम्प्यूटेशनल सन्निकटन पर आधारित हो सकती है, इसे एक ब्लैक-बॉक्स संबंध के रूप में प्राप्त किया जा सकता है जो 'यह क्यों काम करता है' में कोई अंतर्दृष्टि प्रदान नहीं करता है। अनुभवजन्य मॉडलिंग विलियम जेम्स के कट्टरपंथी अनुभववाद के प्रमुख सिद्धांत पर आधारित है, जो यह मानता है कि सभी ज्ञान उन संबंधों में निहित हैं जो अनुभव में दिए गए हैं। अनुभवजन्य प्रतिरूपण मॉडल और उसके संदर्भ के बीच पत्राचार को इस तरह से तैयार करने की इच्छा रखता है कि इसकी व्युत्पत्ति का पता अनुभव में दिए गए संबंधों से लगाया जा सके। अनुभव में संबंध बनाना अनिवार्य रूप से एक व्यक्तिगत मानव गतिविधि है जिसके लिए कौशल की आवश्यकता होती है और यह अत्यधिक संदर्भ-निर्भर है। इस तरह के संबंधों के उदाहरणों में शामिल हैंः विचार की धारा में परिचित वस्तुओं की पहचान करना, प्राकृतिक भाषाओं के शब्दों को उन वस्तुओं के साथ जोड़ना जिन्हें वे संदर्भित करते हैं, और विशेष विषयों में विशेष छात्रों के परीक्षा परिणामों के रूप में स्प्रेडशीट की पंक्तियों और स्तंभों की सूक्ष्म व्याख्या करना। अनुभवजन्य प्रतिरूपण में सिद्धांत, निर्माण की प्रक्रिया एक वृद्धिशील प्रक्रिया है जिसमें मध्यवर्ती उत्पाद ऐसी कलाकृतियाँ हैं जो प्रत्यक्ष बातचीत और अवलोकन के माध्यम से इच्छित (और कभी-कभी उभरते हुए) संदर्भ के पहलुओं को उजागर करती हैं। इस तरह से उत्पन्न होने वाले संबंधों में विशिष्ट गुण होते हैंः वे अपने सार के व्यक्तिगत और चरित्र में अनुभवात्मक होते हैं और जहां तक उन्हें कम किया जा सकता है, परिष्कृत और प्रबलित किया जा सकता है, जैसे-जैसे मॉडल निर्माता का अनुभव और संदर्भकर्ता की समझ विकसित होती है, वे अस्थायी होते हैं। माइकल फैराडे की विद्युत चुंबकत्व की प्रयोगात्मक जांच में कलाकृतियों की भूमिका के बारे में डेविड गुडिंग द्वारा स्थापित एक उदाहरण के बाद, अनुभवजन्य मॉडलिंग प्रक्रिया के मध्यवर्ती उत्पादों को 'निर्माण' के रूप में वर्णित किया गया है। गुडिंग का विवरण इस बात का एक शक्तिशाली उदाहरण है कि कैसे निर्माण करना बोध-निर्माण गतिविधियों का समर्थन कर सकता है जो वैचारिक अंतर्दृष्टि (सी. एफ. फैराडे के काम ने विद्युत चुम्बकीय सिद्धांत) और व्यावहारिक उत्पादों (सी. एफ. फैराडे का विद्युत मोटर का आविष्कार)। अनुभवजन्य प्रतिरूपण ढांचे में एक संरचना बनाने से जुड़ी गतिविधियों को चित्र 1 में दर्शाया गया है। केंद्र में आई आइकन आकृति निर्माता के निर्माण और उसके संदर्भ के विकास की वर्तमान स्थिति के अवलोकन का प्रतिनिधित्व करती है। आँख से निकलने वाले दो तीर निर्माण और उसके संदर्भ के बीच अनुभव में दिए गए संबंध का प्रतिनिधित्व करते हैं जो निर्माता के दिमाग में स्थापित होता है। यह संबंध निर्माणाधीन निर्माण और इसके उभरते संदर्भ के साथ प्रयोगात्मक बातचीत के माध्यम से तैयार किया गया है। जैसा कि वास्तविक प्रयोग में, निर्माता द्वारा मनोरंजन की जा सकने वाली बातचीत का दायरा अकल्पनीय रूप से व्यापक है। निर्माता के विवेक पर, जो बातचीत निर्माण की विशेषता है, वे हैं जो निर्माता के अनुभव में दिए गए संबंध का सम्मान करते हैं। जैसे-जैसे अनुभवजन्य प्रतिरूपण प्रक्रिया सामने आती है, निर्माण, संदर्भ, निर्माता की समझ और निर्माता के जुड़ाव के लिए संदर्भ इस तरह से सह-विकसित होते हैं किः संवादात्मक अनुभव जो निर्माण प्रदान करता है उसे बढ़ाया जाता है; संवादात्मक अनुभव जो संदर्भ की विशेषता है उसे परिष्कृत किया जाता है; निर्माण और उसके संदर्भ के साथ विशेषताओं की बातचीत का भंडार बढ़ाया जाता है; निर्माण और उसके संदर्भ के साथ विशेषताओं की बातचीत पर प्रासंगिक बाधाओं की पहचान की जाती है। अनुभवजन्य मॉडलिंग में अनुभवजन्य मॉडलिंग अवधारणाएँ। निर्माण और संदर्भ के बीच अनुभव में दिए गए संबंध को बनाना और बनाए रखना तीन प्राथमिक अवधारणाओं पर आधारित हैः अवलोकन, निर्भरता और एजेंसी। निर्माण और उसके संदर्भ दोनों के भीतर, निर्माता अवलोकनीय वस्तुओं की पहचान उन संस्थाओं के रूप में करता है जो विभिन्न मूल्यों की एक श्रृंखला को ले सकते हैं, और जिनके वर्तमान मूल्य इसकी वर्तमान स्थिति को निर्धारित करते हैं। निर्माण और संदर्भ के साथ सभी अवस्था-परिवर्तनकारी अंतःक्रियाओं को अवलोकन के मूल्यों में परिवर्तन के रूप में माना जाता है। एक अवलोकन योग्य के मूल्य में परिवर्तन सीधे दूसरे अवलोकन योग्य के मूल्य में परिवर्तन के लिए जिम्मेदार हो सकता है, जिस स्थिति में ये मूल्य एक निर्भरता से जुड़े होते हैं। अवलोकन योग्य मूल्यों में परिवर्तन का श्रेय एजेंटों को दिया जाता है, जिनमें से सबसे महत्वपूर्ण निर्माण का निर्माता है। जब अवलोकन योग्य मूल्यों में परिवर्तन एक साथ होते हुए देखे जाते हैं, तो इसे विभिन्न एजेंटों की ओर से समवर्ती कार्रवाई के रूप में माना जा सकता है, या निर्भरताओं के माध्यम से एकल एजेंट कार्रवाई से प्राप्त अवलोकन योग्य परिवर्तनों के रूप में माना जा सकता है। निर्माण और संदर्भ के बीच अनुभव में दिए गए संबंध को तैयार करने के लिए, निर्माता निर्माण का निर्माण इस तरह से करता है कि इसके अवलोकन, निर्भरता और एजेंसी संदर्भ में देखे गए लोगों के करीब से मेल खाते हैं। इसके लिए, निर्माता को उचित तरीकों की कल्पना करनी चाहिए जिसमें संदर्भ में अवलोकन और एजेंट कार्यों को निर्माण में उपयुक्त अनुभवात्मक समकक्ष दिए जा सकते हैं। चित्र 1 में दिखाया गया शब्दार्थिक ढांचा स्प्रेडशीट के साथ काम करने में अपनाए गए समान है, जहां वर्तमान में ग्रिड में प्रदर्शित स्थिति केवल तभी सार्थक होती है जब बाहरी संदर्भ के साथ संयोजन में अनुभव किया जाता है। इस सेटिंग में, कोशिकाएं अवलोकन योग्य के रूप में काम करती हैं, उनकी परिभाषाएं निर्भरताओं को निर्दिष्ट करती हैं, और एजेंसी को कोशिकाओं के मूल्यों या परिभाषाओं को बदलकर लागू किया जाता है। एक रचना बनाने में, निर्माता प्रत्येक प्रासंगिक एजेंट की भूमिकाओं की खोज करता है और उस पर एजेंसी को पेश करता है जैसे कि वह एक मानव एजेंट हो और उस दृष्टिकोण से अवलोकन और निर्भरताओं की पहचान करता है। एजेंसी को स्वचालित करके, रचनाओं का उपयोग व्यवहार को उसी तरह निर्दिष्ट करने के लिए किया जा सकता है जैसे स्प्रेडशीट के संयोजन में मैक्रो का उपयोग करके व्यवहार को व्यक्त किया जा सकता है। इस तरह, एनिमेटेड निर्माण कार्यक्रम जैसे व्यवहारों का अनुकरण कर सकते हैं जिसमें मध्यवर्ती अवस्थाएं सार्थक होती हैं और निर्माता द्वारा लेखा परीक्षा के लिए जीवित होती हैं। अनुभवजन्य प्रतिरूपण का समर्थन करने के लिए वातावरण निर्माण करने के लिए कंप्यूटर वातावरण का विकास पिछले तीस वर्षों से अनुसंधान का एक निरंतर विषय रहा है। लागू किए गए ऐसे वातावरण के कई रूप सामान्य सिद्धांतों पर आधारित हैं। वर्तमान में अवलोकन को जोड़ने वाली निर्भरताओं के नेटवर्क को परिभाषाओं के एक परिवार के रूप में दर्ज किया जाता है। अर्थपूर्ण रूप से ऐसी परिभाषाएँ स्प्रेडशीट कोशिकाओं की परिभाषाओं से मिलती-जुलती हैं, जिससे दाहिने हाथ की ओर अवलोकन योग्य के मूल्यों में परिवर्तन फैलता है ताकि एलएचएस पर अवलोकन योग्य के मूल्य को अवधारणात्मक रूप से अविभाज्य तरीके से बदला जा सके। इन नेटवर्कों में निर्भरताएँ चक्रीय हैं लेकिन पुनर्संयोजन योग्य भी हैंः एक अवलोकन योग्य को फिर से परिभाषित करने से एक नई परिभाषा पेश की जा सकती है जो निर्भरता संरचना को बदल देती है। पर्यावरण में निर्मित अवलोकन में स्केलर, ज्यामितीय और स्क्रीन प्रदर्शन तत्व शामिल हैंः इन्हें बहु-स्तरीय सूची संरचनाओं का उपयोग करके विस्तृत किया जा सकता है। एक निर्भरता को आम तौर पर एक परिभाषा द्वारा दर्शाया जाता है जो एक अवलोकन योग्य के मूल्य को अन्य अवलोकन योग्य के मूल्यों से संबंधित करने के लिए एक अपेक्षाकृत सरल कार्यात्मक अभिव्यक्ति का उपयोग करती है। इस तरह के कार्यों को आम तौर पर सरल प्रक्रियात्मक संहिता के टुकड़ों में व्यक्त किया गया है, लेकिन संरचना बनाने के वातावरण के सबसे हाल के रूप भी निर्भरता संबंधों को परिभाषाओं के उपयुक्त रूप से प्रासंगिक परिवारों द्वारा व्यक्त करने में सक्षम बनाते हैं। निर्माता मौजूदा अवलोकन को फिर से परिभाषित करके या नए अवलोकन को खुले अंत में अनियंत्रित तरीके से पेश करके एक निर्माण के साथ बातचीत कर सकता है। प्रयोगात्मक गतिविधि में इस तरह की अंतःक्रिया की एक महत्वपूर्ण भूमिका होती है जो संरचना के वृद्धिशील विकास को सूचित करती है। अवस्था-परिवर्तन को स्वचालित करने के लिए ट्रिगर किए गए कार्यों को पेश किया जा सकता हैः ये अवलोकन के मूल्यों में निर्दिष्ट परिवर्तनों के जवाब में पुनर्परिभाषित करते हैं। चित्र 1 में कम्प्यूटिंग के व्यापक दृष्टिकोण के रूप में अनुभवजन्य मॉडलिंग, 'कंप्यूटर' को उस माध्यम के रूप में पहचानना जिसमें निर्माण किया गया है, संभावित रूप से भ्रामक है। कंप्यूटर शब्द केवल एक शक्तिशाली कम्प्यूटेशनल उपकरण का संदर्भ नहीं है। निर्माण करने में, प्राथमिक जोर बातचीत और अवधारणात्मकता के लिए समृद्ध संभावित गुंजाइश पर है जिसे कंप्यूटर अन्य प्रौद्योगिकियों और उपकरणों के साथ संयोजन में उपयोग करने में सक्षम बनाता है। अनुभवजन्य प्रतिरूपण के विकास के लिए प्राथमिक प्रेरणा कंप्यूटिंग का एक संतोषजनक विवरण देना है जो कंप्यूटर की इन दो पूरक भूमिकाओं को एकीकृत करता है। जिन सिद्धांतों के द्वारा जेम्स और डेवी ने तर्क और अनुभव द्वारा सूचित एजेंसी पर दृष्टिकोण को मिलाने की कोशिश की, वे इस एकीकरण को प्राप्त करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। चित्र 1 में निहित कंप्यूटर के लिए दोहरी भूमिका समकालीन कंप्यूटिंग अनुप्रयोगों के लिए व्यापक रूप से प्रासंगिक है। इस आधार पर, अनुभवजन्य मॉडलिंग को कंप्यूटिंग के व्यापक दृष्टिकोण के लिए एक आधार प्रदान करने के रूप में देखा जा सकता है। यह परिप्रेक्ष्य शैक्षिक प्रौद्योगिकी, कंप्यूटर-एडेड डिजाइन और सॉफ्टवेयर विकास जैसे विषयों पर कई अनुभवजन्य मॉडलिंग प्रकाशनों में परिलक्षित होता है। निर्माणवाद का समर्थन करने के लिए एक उपयुक्त तकनीक के रूप में निर्माण बनाने का भी प्रस्ताव किया गया है, जैसा कि सीमोर पेपर द्वारा कल्पना की गई थी, और ब्रूनो लाटौर द्वारा पहचाने गए 'निर्माण' की गारंटी को पूरा करने के लिए। सामान्य ज्ञान-निर्माण के रूप में अनुभवजन्य प्रतिरूपण? ट्यूरिंग मशीन एक कम्प्यूटेशनल उपकरण के रूप में कंप्यूटर की भूमिका के लिए सैद्धांतिक आधार प्रदान करती हैः इसे 'नियमों का पालन करने वाले दिमाग' के रूप में माना जा सकता है। आज तक के अनुभवजन्य मॉडलिंग के व्यावहारिक अनुप्रयोगों से पता चलता है कि निर्माण करना उस पूरक भूमिका का समर्थन करने के लिए अच्छी तरह से उपयुक्त है जो कंप्यूटर समृद्ध अनुभव को व्यवस्थित करने में निभा सकता है। विशेष रूप से, जेम्स और डेवी के व्यावहारिक दार्शनिक रुख को ध्यान में रखते हुए, निर्माण करना उन संदर्भों में मानव अनुभव के लिए आकस्मिक स्पष्टीकरण प्रदान करके एक व्याख्यात्मक भूमिका को पूरा कर सकता है जहां कम्प्यूटेशनल नियमों को लागू नहीं किया जा सकता है। इस संबंध में, निर्माण करने को 'एक स्थिति की समझ बनाने वाला दिमाग' के रूप में माना जा सकता है। जिस तरह ट्यूरिंग मशीन एल्गोरिदम की प्रकृति को समझने के लिए एक वैचारिक उपकरण है जिसका मूल्य कंप्यूटर के अस्तित्व से स्वतंत्र है, उसी तरह अनुभवजन्य मॉडलिंग सिद्धांतों और अवधारणाओं में कंप्यूटर के उपयोग के विशिष्ट संदर्भ के बिना इन्द्रिय-निर्माण के बारे में सोचने के लिए एक रूपरेखा के रूप में सामान्य प्रासंगिकता हो सकती है। विलियम जेम्स के मानव अनुभव के विश्लेषण ने अनुभवजन्य प्रतिरूपण की अवधारणा में जो योगदान दिया है, उसे इसके प्रमाण के रूप में देखा जा सकता है। इस टोकन द्वारा, अनुभवजन्य मॉडलिंग सिद्धांत अनुभवजन्य मॉडलिंग की किस्मों का विश्लेषण करने का एक उपयुक्त तरीका हो सकता है जो कंप्यूटर-आधारित नहीं हैं। उदाहरण के लिए, यह प्रशंसनीय है कि इलेक्ट्रॉनिक स्प्रेडशीट के साथ बातचीत पर लागू होने वाले अवलोकन, निर्भरता और एजेंसी के संदर्भ में विश्लेषण भी उनसे पहले के मैनुअल स्प्रेडशीट के लिए उपयुक्त होगा। 1980 के दशक की शुरुआत से मैरिग बेयनन और वारविक विश्वविद्यालय में कंप्यूटर विज्ञान में अनुभवजन्य मॉडलिंग अनुसंधान समूह द्वारा अनुभवजन्य मॉडलिंग का बीड़ा उठाया गया है। अवलोकन और प्रयोग में प्रतिरूपण प्रक्रिया के अनुभवात्मक आधार को दर्शाने के लिए लगभग 1995 से इस काम के लिए 'अनुभवजन्य प्रतिरूपण' (ई. एम.) शब्द अपनाया गया है। अवलोकन योग्य, निर्भरता और एजेंसी की केंद्रीय अवधारणाओं का समर्थन करने वाला विशेष प्रयोजन सॉफ्टवेयर 1980 के दशक के अंत से निरंतर विकास (मुख्य रूप से शोध छात्रों के नेतृत्व में) के अधीन है। ई. एम. के सिद्धांतों और उपकरणों का उपयोग और विकास सैकड़ों छात्रों द्वारा पाठ्यक्रम, परियोजना कार्य और शोध प्रबंधों के भीतर किया गया है। स्नातक और एम. एस. सी. मॉड्यूल 'इम्पिरिकल मॉडलिंग का परिचय' कई वर्षों तक 2013-14 तक पढ़ाया जाता था जब तक कि मेरिग बेयनन और स्टीव रस (इस लेख के लेखक) की सेवानिवृत्ति नहीं हो गई। एक बड़ी वेबसाइट [1] है जिसमें संदर्भित प्रकाशनों और सम्मेलन की कार्यवाही के व्यापक संग्रह के साथ अनुसंधान और शिक्षण सामग्री है। 'निर्माण' शब्द का उपयोग 2000 के दशक की शुरुआत से ई. एम. उपकरणों से बनी कलाकृतियों या मॉडलों के लिए किया जाता रहा है। इस शब्द को डेविड गुडिंग द्वारा पुस्तक 'एक्सपेरिमेंट एंड द मेकिंग ऑफ मीनिंग' (1990) में फैराडे के दिमाग में बनने वाले उभरते, अस्थायी विचारों का वर्णन करने के लिए इसके उपयोग से अनुकूलित किया गया है, और उनकी नोटबुक में दर्ज किया गया था, क्योंकि उन्होंने विद्युत चुंबकत्व की जांच की थी, और 1800 के दशक में पहली विद्युत मोटर बनाई थी। ई. एम. से जुड़ी मुख्य व्यावहारिक गतिविधि-'निर्माण करना'-एक इरास्मस + परियोजना निर्माण का विषय था! (2014-2017) [2]। बाहरी लिंक http://www.dcs.warwick.ac.uk/modelling अनुभवजन्य मॉडलिंग अनुसंधान समूह https://warwick.ac.uk/fac/sci/dcs/research/em/welcome निर्माण! परियोजना वेब पृष्ठ टिप्पणियाँ, संदर्भ गणितीय प्रतिरूपण