Scientific modelling
سائنسی ماڈلنگ ایک ایسی سرگرمی ہے جو تجرباتی اشیاء، مظاہر اور جسمانی عمل کی نمائندگی کرنے والے ماڈل تیار کرتی ہے، تاکہ دنیا کے کسی خاص حصے یا خصوصیت کو سمجھنے، وضاحت کرنے، مقدار، تصور کرنے یا نقل کرنے میں آسانی ہو۔ اس کے لیے حقیقی دنیا میں کسی صورتحال کے متعلقہ پہلوؤں کو منتخب کرنے اور ان کی نشاندہی کرنے اور پھر ان خصوصیات کے ساتھ کسی نظام کی نقل تیار کرنے کے لیے ایک ماڈل تیار کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ مختلف قسم کے ماڈلز کو مختلف مقاصد کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، جیسے کہ بہتر طور پر سمجھنے کے لیے تصوراتی ماڈلز، فعال کرنے کے لیے آپریشنل ماڈل، مقدار کے لیے ریاضیاتی ماڈل، نقل کرنے کے لیے کمپیوٹیشنل ماڈل، اور موضوع کو دیکھنے کے لیے گرافیکل ماڈل۔ ماڈلنگ بہت سے سائنسی مضامین کا ایک لازمی اور لازم و ملزوم حصہ ہے، جن میں سے ہر ایک کے ماڈلنگ کی مخصوص اقسام کے بارے میں اپنے خیالات ہیں۔ مندرجہ ذیل جان وان نیومن نے کہا تھا۔ سائنس کی تعلیم، سائنس کا فلسفہ، سسٹمز تھیوری، اور علم کے تصور جیسے شعبوں میں سائنسی ماڈلنگ پر بھی توجہ بڑھ رہی ہے۔ ہر قسم کے خصوصی سائنسی ماڈلنگ کے بارے میں طریقوں، تکنیکوں اور میٹا تھیوری کا ایک بڑھتا ہوا مجموعہ ہے۔ ایک سائنسی نمونہ تجرباتی اشیاء، مظاہر اور جسمانی عمل کو منطقی اور معروضی انداز میں پیش کرنے کی کوشش کرتا ہے۔ تمام ماڈلز سمیلاکرا میں ہیں، یعنی حقیقت کی آسان عکاسی جو کہ تخمینہ ہونے کے باوجود انتہائی مفید ثابت ہو سکتی ہے۔ ماڈل بنانا اور متنازعہ بنانا سائنسی انٹرپرائز کے لیے بنیادی ہے۔ مکمل اور حقیقی نمائندگی ناممکن ہو سکتی ہے، لیکن سائنسی بحث اکثر اس بات سے متعلق ہوتی ہے کہ کسی دیئے گئے کام کے لیے کون سا بہتر نمونہ ہے، مثال کے طور پر، جو موسمی پیش گوئی کے لیے زیادہ درست آب و ہوا کا نمونہ ہے۔ تجرباتی علوم کے اصولوں کو باقاعدہ بنانے کی کوششیں حقیقت کا نمونہ بنانے کے لیے تشریح کا استعمال کرتی ہیں، اسی طرح منطق دان منطق کے اصولوں کو خود ساختہ بناتے ہیں۔ ان کوششوں کا مقصد ایک ایسا رسمی نظام بنانا ہے جو نظریاتی نتائج پیدا نہ کرے جو حقیقت میں پائے جانے والے نتائج کے منافی ہوں۔ اس طرح کے رسمی نظام سے نکالی گئی پیش گوئیاں یا دیگر بیانات حقیقی دنیا کی عکاسی کرتے ہیں یا نقشہ صرف اس حد تک بناتے ہیں جب تک کہ یہ سائنسی نمونے سچ ہوں۔ "ماڈلز کا رسمی مطالعہ"۔ میں: ریاضی اور قدرتی اور سماجی میں ماڈل کا تصور اور کردار۔ ہنس فرائیڈنتھال کے ذریعہ ترمیم شدہ۔ سپرنگر۔ پی پی۔ 8-9 (ماخذ)]، سائنسدان کے لیے نمونہ بھی ایک ایسا طریقہ ہے جس میں انسانی فکر کے عمل کو بڑھایا جا سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، سافٹ ویئر میں پیش کیے جانے والے ماڈل سائنس دانوں کو کمپیوٹیشنل طاقت سے فائدہ اٹھانے، تصور کرنے، جوڑ توڑ کرنے اور وجود، رجحان، یا عمل کی نمائندگی کے بارے میں انترجشتھان حاصل کرنے کی اجازت دیتے ہیں۔ اس طرح کے کمپیوٹر ماڈل سلیکو میں ہوتے ہیں۔ دیگر قسم کے سائنسی ماڈل ویو (زندہ ماڈل، جیسے لیبارٹری چوہے) اور ان وٹرو (شیشے کے برتنوں میں، جیسے ٹشو کلچر) میں ہیں۔ براہ راست پیمائش اور تجرباتی ماڈلز کے متبادل کے طور پر ماڈلنگ عام طور پر اس وقت استعمال ہوتی ہے جب تجرباتی حالات پیدا کرنا ناممکن یا ناقابل عمل ہو جس میں سائنس دان براہ راست نتائج کی پیمائش کر سکیں۔ کنٹرول شدہ حالات میں نتائج کی براہ راست پیمائش (سائنسی طریقہ دیکھیں) ہمیشہ نتائج کے ماڈل شدہ تخمینوں سے زیادہ قابل اعتماد ہوگی۔ ماڈلنگ اور تخروپن کے اندر، ایک ماڈل ایک کام پر مبنی، بامقصد سادگی اور حقیقت کے ادراک کا خلاصہ ہے، جو جسمانی، قانونی اور علمی رکاوٹوں سے تشکیل پاتا ہے۔ یہ کام پر مبنی ہے کیونکہ ایک ماڈل کو ذہن میں کسی خاص سوال یا کام کے ساتھ پکڑا جاتا ہے۔ آسانیاں تمام معروف اور مشاہدہ شدہ اداروں اور ان کے تعلقات کو چھوڑ دیتی ہیں جو کام کے لیے اہم نہیں ہیں۔ خلاصہ ایسی معلومات کو جمع کرتا ہے جو اہم ہے لیکن دلچسپی کے مقصد کی طرح اسی تفصیل میں اس کی ضرورت نہیں ہے۔ دونوں سرگرمیاں، آسان بنانا، اور تجریدی، بامقصد طریقے سے کی جاتی ہیں۔ تاہم، وہ حقیقت کے ادراک کی بنیاد پر کیے جاتے ہیں۔ یہ ادراک پہلے سے ہی اپنے آپ میں ایک نمونہ ہے، کیونکہ یہ ایک جسمانی رکاوٹ کے ساتھ آتا ہے۔ اس بات پر بھی رکاوٹیں ہیں کہ ہم اپنے موجودہ ٹولز اور طریقوں کے ساتھ قانونی طور پر کیا مشاہدہ کر سکتے ہیں، اور علمی رکاوٹیں جو ہم اپنے موجودہ نظریات کے ساتھ جو وضاحت کر سکتے ہیں اسے محدود کرتی ہیں۔ یہ ماڈل تصورات، ان کے رویے، اور ان کے تعلقات کی غیر رسمی شکل پر مشتمل ہے اور اسے اکثر تصوراتی ماڈل کہا جاتا ہے۔ ماڈل کو انجام دینے کے لیے اسے کمپیوٹر کے تخروپن کے طور پر لاگو کرنے کی ضرورت ہے۔ اس کے لیے مزید انتخاب کی ضرورت ہوتی ہے، جیسے کہ عددی تخمینے یا تحقیق کا استعمال۔ ان تمام علمی اور کمپیوٹیشنل رکاوٹوں کے باوجود، تخروپن کو سائنسی طریقوں کے تیسرے ستون کے طور پر تسلیم کیا گیا ہے: نظریہ سازی، تخروپن، اور تجربہ۔ تخروپن ماڈل کو نافذ کرنے کا ایک طریقہ ہے، اکثر اس وقت استعمال کیا جاتا ہے جب ماڈل تجزیاتی حل کے لیے بہت پیچیدہ ہوتا ہے۔ ایک مستحکم حالت کا تخروپن وقت کے ایک مخصوص لمحے میں نظام کے بارے میں معلومات فراہم کرتا ہے (عام طور پر توازن میں، اگر ایسی حالت موجود ہو)۔ ایک متحرک تخروپن وقت کے ساتھ معلومات فراہم کرتا ہے۔ تخروپن سے پتہ چلتا ہے کہ کوئی خاص شے یا رجحان کس طرح برتاؤ کرے گا۔ اس طرح کا تخروپن ان صورتوں میں جانچ، تجزیہ یا تربیت کے لیے مفید ثابت ہو سکتا ہے جہاں حقیقی دنیا کے نظام یا تصورات کو نمونوں کے ذریعے پیش کیا جا سکتا ہے۔ ساخت ایک بنیادی اور بعض اوقات غیر محسوس تصور ہے جو شناخت، مشاہدہ، نوعیت، اور نمونوں اور اداروں کے تعلقات کے استحکام کا احاطہ کرتا ہے۔ بچے کی برف کے ٹکڑے کی زبانی وضاحت سے لے کر مقناطیسی شعبوں کی خصوصیات کے تفصیلی سائنسی تجزیے تک، ساخت کا تصور سائنس، فلسفہ اور فن میں تقریبا ہر طرح کی تحقیقات اور دریافت کی ایک لازمی بنیاد ہے۔ ایک نظام تعامل یا باہم منحصر ہستیوں کا ایک مجموعہ ہے، حقیقی یا تجریدی، جو ایک مربوط مجموعی تشکیل دیتا ہے۔ عام طور پر، ایک نظام مختلف عناصر کی تعمیر یا مجموعہ ہے جو مل کر ایسے نتائج پیدا کر سکتا ہے جو صرف عناصر کے ذریعے حاصل نہیں کیے جا سکتے۔ 'انٹیگریٹڈ ہول' کے تصور کو ایک ایسے نظام کے لحاظ سے بھی بیان کیا جا سکتا ہے جس میں رشتوں کا ایک مجموعہ شامل ہوتا ہے جو سیٹ کے تعلقات سے دوسرے عناصر سے مختلف ہوتے ہیں، اور سیٹ کے کسی عنصر اور عناصر کے درمیان تعلقات تشکیل دیتے ہیں جو رشتہ دار نظام کا حصہ نہیں ہیں۔ سسٹم ماڈل کی دو قسمیں ہیں: 1) مجرد جس میں متغیرات وقت کے لحاظ سے الگ الگ نکات پر فوری طور پر تبدیل ہوتے ہیں اور 2) مسلسل جہاں اسٹیٹ متغیرات وقت کے حوالے سے مسلسل تبدیل ہوتے ہیں۔ ماڈل ماڈلنگ کسی رجحان کی تصوراتی نمائندگی کے طور پر ماڈل تیار کرنے کا عمل ہے۔ عام طور پر ایک ماڈل زیر بحث رجحان کے صرف کچھ پہلوؤں سے نمٹے گا، اور ایک ہی رجحان کے دو ماڈل بنیادی طور پر مختلف ہو سکتے ہیں-یعنی، کہ ان کے درمیان فرق صرف اجزاء کے سادہ نام تبدیل کرنے سے زیادہ پر مشتمل ہے۔ اس طرح کے اختلافات ماڈل کے اختتامی صارفین کی مختلف ضروریات، یا ماڈلرز کے درمیان تصوراتی یا جمالیاتی اختلافات اور ماڈلنگ کے عمل کے دوران کیے گئے عارضی فیصلوں کی وجہ سے ہو سکتے ہیں۔ وہ غور جو کسی ماڈل کی ساخت کو متاثر کر سکتے ہیں وہ ماڈلر کی کم آنٹولوجی کے لیے ترجیح، شماریاتی ماڈل بمقابلہ تعیناتی ماڈل کے حوالے سے ترجیحات، مجرد بمقابلہ مسلسل وقت وغیرہ ہو سکتے ہیں۔ کسی بھی صورت میں، کسی ماڈل کے صارفین کو ان مفروضوں کو سمجھنے کی ضرورت ہے جو کسی دیئے گئے استعمال کے لیے اس کی صداقت سے مطابقت رکھتے ہیں۔ ماڈل بنانے کے لیے تجریدی عمل کی ضرورت ہوتی ہے۔ ماڈلنگ میں مفروضوں کا استعمال ماڈل کے اطلاق کے ڈومین کی وضاحت کے لیے کیا جاتا ہے۔ مثال کے طور پر، اضافیت کا خصوصی نظریہ حوالہ کے ایک جمود فریم کو فرض کرتا ہے۔ اس مفروضے کو سیاق و سباق سے تعبیر کیا گیا اور عمومی نظریہ اضافیت کے ذریعے مزید وضاحت کی گئی۔ ایک نمونہ درست پیش گوئیاں اس وقت کرتا ہے جب اس کے مفروضے درست ہوتے ہیں، اور ہو سکتا ہے کہ جب اس کے مفروضے درست نہ ہوں تو درست پیش گوئیاں نہ کرے۔ اس طرح کے مفروضے اکثر وہ نقطہ ہوتے ہیں جس کے ساتھ پرانے نظریات کے بعد نئے نظریات آتے ہیں (اضافیت کا عمومی نظریہ غیر جمود حوالہ فریموں میں بھی کام کرتا ہے)۔ ایک ماڈل کا اندازہ لگانا ایک ماڈل کا اندازہ سب سے پہلے اور سب سے اہم تجرباتی ڈیٹا کے ساتھ اس کی مستقل مزاجی سے کیا جاتا ہے۔ کسی بھی ماڈل کو جو دوبارہ پیش کیے جانے والے مشاہدات سے مطابقت نہیں رکھتا اس میں ترمیم یا مسترد ہونا ضروری ہے۔ ماڈل میں ترمیم کرنے کا ایک طریقہ یہ ہے کہ اس ڈومین کو محدود کیا جائے جس پر اسے اعلی توثیق کا سہرا دیا جاتا ہے۔ ایک مثال نیوٹنین فزکس ہے، جو کائنات کے بہت چھوٹے، بہت تیز اور بہت بڑے مظاہر کے علاوہ انتہائی مفید ہے۔ تاہم، کسی ماڈل کو درست کے طور پر قبول کرنے کے لیے صرف تجرباتی ڈیٹا کا فٹ ہونا کافی نہیں ہے۔ کسی ماڈل کی تشخیص میں اہم عوامل میں شامل ہیں: ماضی کے مشاہدات کی وضاحت کرنے کی صلاحیت مستقبل کے مشاہدات کی پیش گوئی کرنے کی صلاحیت استعمال کی لاگت، خاص طور پر دوسرے ماڈلز کے ساتھ مل کر تردید، ماڈل میں اعتماد کی ڈگری کا تخمینہ لگانے کے قابل بنانا سادگی، یا یہاں تک کہ جمالیاتی اپیل لوگ یوٹیلیٹی فنکشن کا استعمال کرتے ہوئے ماڈل کی تشخیص کی مقدار طے کرنے کی کوشش کر سکتے ہیں۔ ویژوئلائزیشن کسی پیغام کو پہنچانے کے لیے تصاویر، خاکے، یا حرکت پذیری بنانے کی کوئی بھی تکنیک ہے۔ بصری منظر کشی کے ذریعے تصور انسان کے آغاز سے ہی تجریدی اور ٹھوس دونوں خیالات کو بات چیت کرنے کا ایک موثر طریقہ رہا ہے۔ تاریخ کی مثالوں میں غار کی پینٹنگز، مصری ہائروگلیفس، یونانی جیومیٹری، اور انجینئرنگ اور سائنسی مقاصد کے لیے لیونارڈو ڈا ونچی کے تکنیکی ڈرائنگ کے انقلابی طریقے شامل ہیں۔ خلائی نقشہ سازی سے مراد ایک ایسا طریقہ کار ہے جو ساتھی "موٹے" (مثالی یا کم وفاداری) کو مختلف پیچیدگیوں کے "ٹھیک" (عملی یا اعلی وفاداری) ماڈلز سے جوڑنے کے لیے "نیم عالمی" ماڈلنگ کی تشکیل کو استعمال کرتا ہے۔ انجینئرنگ آپٹیمائزیشن میں، خلائی نقشہ سازی ایک بہت تیز موٹے ماڈل کو اس سے متعلق مہنگے سے کمپیوٹ ٹھیک ماڈل کے ساتھ صف بندی (نقشے) کرتی ہے تاکہ ٹھیک ماڈل کی براہ راست مہنگی اصلاح سے بچا جا سکے۔ صف بندی کا عمل بار بار ایک "نقشہ شدہ" موٹے ماڈل (سروگیٹ ماڈل) کو بہتر بناتا ہے۔ اقسام اینالاگکل ماڈلنگ اسمبلی ماڈلنگ پیشن گوئی ماڈلنگ چوائس آب و ہوا ماڈلنگ مسلسل کمپیوٹیشنل ماڈلنگ ڈیٹا ماڈلنگ ڈسکریٹ ماڈلنگ دستاویز ماڈلنگ اکانومیٹرک ماڈل اقتصادی ماڈل ماحولیاتی نظام ماڈل تجرباتی ماڈلنگ انٹرپرائز ماڈلنگ فیوچر اسٹڈیز جیولوجیکل ماڈلنگ گول ماڈلنگ ہومیولوجی ماڈلنگ ہائیڈروجیالوجی ہائیڈروگرافک ماڈلنگ معلوماتی ماڈلنگ میکروسکل ماڈلنگ ریاضیاتی ماڈلنگ میٹابولک نیٹ ورک ماڈلنگ مائکرو اسکیل ماڈلنگ حیاتیاتی نظام وبائی امراض میں ماڈلنگ مالیکیولر ماڈلنگ ملٹیکمپیوٹیشنل ماڈلنگ ملٹی اسکیل ماڈلنگ این ایل پی ماڈلنگ فینومینولوجیکل ماڈلنگ پیشن گوئی انٹیک ماڈلنگ اسکیل ماڈلنگ تخروپن ماڈلنگ سافٹ ویئر ٹھوس ماڈلنگ خلائی نقشہ سازی ماڈل اسٹاکسٹک ماڈلنگ (انشورنس) سروگیٹ ماڈل سسٹم فن تعمیر ایم اینڈ ایس کے پاس ایپلی کیشنز کا ایک دائرہ ہے جو تصور کی ترقی اور تجزیہ سے لے کر، تجربے، پیمائش اور تصدیق کے ذریعے، ضائع کرنے کے تجزیے تک ہے۔ پروجیکٹس اور پروگرام سینکڑوں مختلف تخروپن، تخروپن اور ماڈل تجزیہ کے اوزار استعمال کر سکتے ہیں۔ اعداد و شمار سے پتہ چلتا ہے کہ کس طرح ماڈلنگ اور تخروپن کو دفاعی صلاحیت کی ترقی کے عمل میں ایک مربوط پروگرام کے مرکزی حصے کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ مضحکہ خیز استدلال بھی دیکھیں تمام ماڈل غلط ڈیٹا اور انفارمیشن ویژوئلائزیشن ہیورسٹک انورس مسئلہ سائنسی ویژوئلائزیشن شماریاتی ماڈل حوالہ جات مزید پڑھنا آج کل سائنسی ماڈلنگ کے بارے میں تقریبا 40 رسالے موجود ہیں جو ہر قسم کے بین الاقوامی فورمز پیش کرتے ہیں۔ 1960 کی دہائی سے سائنسی ماڈلنگ کی مخصوص شکلوں کے بارے میں کتابوں اور رسالوں کی تعداد میں زبردست اضافہ ہو رہا ہے۔ سائنس کے فلسفے کے ادب میں سائنسی ماڈلنگ کے بارے میں بھی بہت بحث ہوتی ہے۔ ایک انتخاب: رینر ہیگسلمین، الریچ مولر اور کلاز ٹراٹزش (ایڈز۔) (1996)۔ سائنس کے نقطہ نظر کے فلسفے سے سماجی علوم میں ماڈلنگ اور تخروپن۔ نظریہ اور فیصلہ لائبریری۔ ڈورڈرچٹ: کلور۔ پال ہمفریس (2004)۔ خود کو بڑھانا: کمپیوٹیشنل سائنس، تجرباتیت، اور سائنسی طریقہ۔ آکسفورڈ: آکسفورڈ یونیورسٹی پریس۔ جوہانس لینہارڈ، گنٹر کپرز اور ٹیری شن (ایڈز۔) (2006) "سیمولیشن: حقیقت کی عملی تعمیرات"، سپرنگر برلن۔ ٹام رچی (2012)۔ "ماڈلنگ کے طریقوں کی مورفولوجی کے لیے خاکہ: ماڈلنگ کے عمومی نظریہ میں شراکت"۔ میں: ایکٹا مورفولوجیکا جنرلس، جلد 1۔ نمبر 1۔ پی پی۔ 1-20۔ ولیم سلورٹ (2001)۔ "نظم و ضبط کے طور پر ماڈلنگ"۔ میں: انٹ۔ جے۔ عمومی نظام۔ جلد۔ 30 (3)، پی پی۔ 261۔ سرجیو سسمنڈو اور سنیٹ گیسس (ایڈز۔) (1999)۔ ماڈلنگ اور سیمولیشن۔ سیاق و سباق 12 میں سائنس کا خصوصی شمارہ۔ ایرک ونسبرگ (2018) "فلاسفی اینڈ کلائمیٹ سائنس" کیمبرج: کیمبرج یونیورسٹی پریس ایرک ونسبرگ (2010) "سائنس ان دی ایج آف کمپیوٹر سیمولیشن" شکاگو: یونیورسٹی آف شکاگو پریس ایرک ونسبرگ (2003)۔ "مصنوعی تجربات: ورچوئل ورلڈ کے لیے طریقہ کار"۔ میں: سائنس کا فلسفہ 70:105-125۔ ٹامس ہیلیکر، جم اے راجرز (2009)۔ کیم چینز: بائیو کیمیکل نیٹ ورکس کے تخروپن اور تجزیہ کے لیے ایک پلیٹ فارم جس کا مقصد لیبارٹری کے سائنسدانوں کے لیے ہے۔ بائیو میڈ سینٹرل۔ ماڈلز کے بیرونی روابط۔ سائنس میں انٹرنیٹ انسائیکلوپیڈیا آف فلاسفی ماڈل میں اندراج۔ سٹینفورڈ انسائیکلوپیڈیا آف فلاسفی میں اندراج "ایک عمل کے طور پر دنیا: قدرتی اور سماجی علوم میں تخروپن، میں: آر۔ ہیگسلمین اور دیگر۔ (ایڈز۔ )، سائنس پوائنٹ آف ویو، تھیوری اور فیصلہ لائبریری کے فلسفے سے سماجی علوم میں ماڈلنگ اور سیمولیشن۔ Dordrecht: Kluwer 1996، 77-100۔ مختلف فزیکل سسٹمز ماڈلنگ واٹر کوالٹی انفارمیشن سینٹر کے تخروپن اور ماڈلنگ میں تحقیق، یو ایس ڈیپارٹمنٹ آف ایگریکلچر ایکوٹوکسکولوجی اینڈ ماڈلز اے مورفولوجی آف ماڈلنگ میتھڈز۔ ایکٹا مورفولوجیکا جنرلس، جلد 1۔ نمبر 1۔ پی پی۔ 1-20۔ کانسیپچوئل ماڈلنگ ایپسٹمولوجی آف سائنس تشریح (فلسفہ) یہ: Teoria#Modelli