Модель об'єкта може бути або його копією, або відображати його певні властивості, саме ті, які й цікавлять дослідника. Модель виступає як специфічна, якісно своєрідна форма і, одночасно, як засіб наукового пізнання. Моделювання - це особливий процес, що виступає як особлива форма опосередковування, коли дослідник ставить між собою і об'єктом, що його цікавить, деяку проміжну ланку - модель.
Моделі застосовуються практично в усіх галузях сучасного пізнання і це породжує надзвичайну їх різноманітність. Моделі можуть бути статистичними і динамічними, грубими і точними, безперервними і дискретними, дослідницькими і демонстраційними, навчальними, прогностичними, натурними, аналітичними, аналоговими, символічними і т.д. Усіх їх об'єднує головне призначення - замінити в процесі отримання інформації сам об'єкт. Як підкреслює російський вчений О.С. Степановських, моделі можна поділити на дві основні групи: матеріальні (предметні, фізичні) та ідеальні (уявні, математичні, кібернетичні, графічні, імітаційні). За ступенем охоплення території вчений поділяє їх на локальні, регіональні і глобальні. Він наголошує, що найважливіша вимога до будь-якої моделі - її подібність з предметом, що моделюється, та наявність таких властивостей:
• модель - це збільшена (наприклад модель клітини) або зменшена (глобус) копія об'єкта;
• модель може сповільнити досліджувані процеси, що відзначаються високою швидкістю протікання, або прискорити повільне протікання;
• модель спрощує реальний процес, що дає можливість зосередити увагу на сутності процесу. [5]
Основоположним принципом моделювання є принцип структурно-функціональної відповідності моделі і об'єкта. Реально існуючому об'єкту можна поставити у відповідність значну кількість моделей в залежності від того, які саме властивості чи функції досліджуваного об'єкта цікавлять дослідника. В кожному окремому випадку саме дослідник наділяє модель певними якостями, властивості та взаємодію яких в об'єкті він хоче дослідити. Для адекватності отримання нового знання велике значення має адекватність наявного. Незалежно від наявності великого різноманіття видів моделей і способів їх побудови та постановки на них експериментів усі види моделювання мають ряд загальних рис:
1) переорієнтація процесу наукового дослідження з об'єкта, що цікавить, на деякий проміжний об'єкт - модель;
2) наявність незалежної від суб'єкта дослідження деякої відповідності між моделлю та об'єктом, що моделюється, що в самому загальному вигляді виражається їх структурно-функціональною спільністю;
3) наявність деякої спільності, в певному відношенні, між моделлю та об'єктом, що моделюється (об'єктивна сторона моделювання), і, в той же час, міра та форма даної спільності задаються тією практичною потребою, задоволення якої здійснює дана операція моделювання (практична, суб'єктивна сторона моделювання). [6]
На думку Г.О.Бачинського та М.М. Моісеєва найбільш перспективними для застосування в соціальній екології є такі типи моделювання, як системне та імітаційне. Це пояснюється самою специфікою об'єкта соціоекології та її предмета. Складні динамічні системи, до яких відносяться і соціоекосистеми, доцільно вивчати із застосуванням останніх досягнень сучасної науки та техніки в області обробки інформації - потужних та надпотужних комп'ютерів. Системне моделювання в сучасній науці визначають як подачу об'єктів різної природи у вигляді систем, що складаються із взаємопов'язаних елементів, у виборі математичної структури, що відображає цю взаємодію, та в дослідженні за допомогою засобів кібернетики. [1]
Імітаційне моделювання - це процес конструювання моделі та постановки на ній експериментів з метою зрозуміти поведінку системи та оцінити (в рамках обмежень, що накладаються певними критеріями чи їх сукупністю) різноманітні стратегії, що забезпечують функціонування даної системи. Як вважає визначний український теоретик соціальної екології Г.О.Бачинський, саме імітаційне моделювання є найкращим інструментом дослідження складних систем, керування якими пов'язане з прийняттям управлінських рішень в умовах невизначеності. У порівнянні з іншими методами моделювання воно дає можливість розглянути більшу кількість альтернативних варіантів, і, тим самим, точніше спрогнозувати наслідки прийняття тих чи інших управлінських рішень, забезпечуючи можливість уникнути небажаних наслідків і підвищити позитивний ефект від рішень, що приймаються. Це робить імітаційне моделювання надзвичайно важливим при дослідженні таких складних об'єктів, як соціоекосистеми, безпосереднє «експериментування» над якими загрожує тяжкими, а іноді й непоправними наслідками. [11]
Все більш широке застосування в соціальній екології методу моделювання пов'язане із створенням формальних систем для відображення еволюції, аналізу крізь призму вірогіднісно-статистичного методу, проблеми взаємовідносин в системі «суспільство-природа». Наростаючі процеси накопичення інформації про характер відносин людини та оточуючого природного середовища в поєднанні з досягненнями кібернетики створюють передумови для наукового управління всією системою. Моделювання соціально-екологічних процесів розвивалось одразу в кількох напрямках: створення моделей колообігу окремих елементів (вуглекислого газу, кисню, води і т.д.), окремих локальних чи регіональних систем та комплексних глобальних моделей розвитку. До перших найвідоміших глобальних моделей розвитку, що включали в себе також і соціально-екологічні аспекти, традиційно відносять розробки, результати яких відобразились у перших доповідях Римського клубу, підготовлених Дж.Форрестером та Д.Медоузом. [6]
Розроблена Дж.Форрестером модель, відома під назвою WORLD-2, носила досить абстрактний характер. Вчений обрав для аналізу п'ять основних, на його думку, показників глобального розвитку: 1) зростання народонаселення планети; 2) зростання промислового виробництва; 3) приріст сільськогосподарського виробництва; 4) наявні природні ресурси та темпи їх використання; 5) наростання темпів забруднення оточуючого природного середовища. Основний сценарій глобального розвитку розроблений Дж.Форрестером виходив з того, що в майбутньому збереглися б всі основні правила розвитку економіки та характер обмежень, притаманний індустріальному світу. В результаті аналізу створеної ним моделі робився висновок про те, що при збережені існуючих на початку 70-х років тенденцій і умов розвитку людство невідворотно наближається до глобальної катастрофи в найближчому майбутньому (початок XXI ст.). Незважаючи на досить обмежений набір критеріїв розвитку і досить абстрактний характер створеної моделі, загальний висновок був зроблений правильно: без докорінної перебудови способу існування цивілізації людство не має значних історичних перспектив розвитку. Цей «вирок» людству і помітна недосконалість моделі викликали необхідність більш детального дослідження проблеми. Розроблена Д.Медоузом модель WORLD-3 розглядала вже 12 різних варіантів стратегій глобального розвитку, в яких головним обмеженням було обрано ресурсні межі. Дещо пізніше для Римського клубу М.Месаровичем та Е.Пестелем була створена модель, яка враховувала неоднорідність економічного розвитку світу і лягла в основу концепції «органічного росту». Як альтернатива їй була запропонована розроблена рядом латиноамериканських вчених на чолі з А.О.Еррерою доповідь «Катастрофа чи нове суспільство? Латиноамериканська світова модель». Поставивши на перший план проблему ліквідації злиднів, її автори зробили висновок про необхідність ліквідації розриву між індустріально розвинутими країнами та країнами, що розвиваються, встановлення між ними нового типу відносин та докорінної перебудови світових відносин. Незважаючи на певні недоліки означених моделей глобального розвитку, які були швидко і ґрунтовно виявлені радянськими вченими, вони принесли індустріально розвинутим країнам значну користь. Було розгорнуто загальнонаціональні кампанії з економії сировини та енергії, переробку відходів промислового та побутового походження, охорону оточуючого природного середовища. Ці кампанії принесли реальні плоди і для самого суспільства, і для його відносин з природою. [3]
Значного резонансу набуло також моделювання ситуації великомасштабного ядерного конфлікту. У 1983 р. американський астроном К.Саган оприлюднив свій сценарій можливої ядерної війни між Радянським Союзом та США. Він передбачив, що у випадку війни від 5 до 10 тис. мегатонн ядерних зарядів вибухне, в першу чергу, над великими індустріальними центрами Північної півкулі. Крім традиційних уражень від ядерного вибуху, відомих ще з часів Хіросіми та Нагасакі (вибухова хвиля, тепловий удар, радіоімпульс, радіаційне опромінення та забруднення), він звернув увагу на те, що внаслідок кумулятивного ефекту від застосування на обмеженій території одразу кількох надпотужних зарядів виникне явище «вогняного смерчу», відоме з масованих бомбардувань англо-американською авіацією Дрездена в 1945 p., тільки в значно більших масштабах. Величезні маси розігрітого повітря, створивши «вогняні торнадо», піднімуть у верхні шари атмосфери величезну кількість найдрібніших часточок сажі та пилу. Це призведе до різкого зменшення здатності атмосфери пропускати сонячне проміння до поверхні Землі, різкого зниження температури на поверхні планети та появи «ядерної ночі» та «ядерної зими». Цей сценарій було досліджено групою радянських учених на чолі з академіком М.М.Моісеєвим на створеній ними математичній моделі клімату нашої планети під назвою «Гея» з метою оцінити кліматичні та біотичні наслідки можливої ядерної війни. Ними було зроблено висновок, що величезні об'єми сажі та пилу, досягши верхніх шарів атмосфери, затримаються там на тривалий час і поступово огорнуть усю планету. Поверхня Землі стане недоступною для сонячного проміння, яке лежить в основі всіх енергетичних ланцюгів біосфери. Розрахунки показали, що температура на поверхні планети впаде на 15-17 градусів, а в деяких місцях і на ЗО, 40 і навіть 50 у порівнянні з нормою. Внаслідок цього замерзнуть всі джерела прісної води, зникнуть практично вся зелена рослинність та всі тварини. Поступове просвітлення атмосфери і підвищення температури зможе початись лише через кілька місяців. Людство навряд чи зможе пережити такий розвиток подій, а серед тих, хто виживе, вже не буде сенсу шукати переможців чи переможених. Подібні висновки, підкріплені точними науковими розрахунками, мали великий вплив на політиків, які були змушені відмовитись від гонки ядерних озброєнь і перейти до реального роззброєння. Тим самим розроблена математична модель клімату «Гея» дала змогу, без проведення натурного експерименту, довести повну безглуздість повномасштабної ракетно-ядерної війни і убезпечила систему «суспільство-природа» від небажаних наслідків антропогенної мілітарної діяльності. [9]
В останні роки значний резонанс отримало проведення наукових експериментів на створених в США моделях Біосфера-1 та Біосфера-2. Вчені, змоделювавши у відносно ізольованому просторі основні кліматичні зони Землі (пустелю, тропічний ліс, морське узбережжя і т.п.), намагались дослідити їх енергетичну та речовинну взаємодію та місце людини в цих процесах. Змодельовані колообіги озоноруйнуючих речовин, що виділяються в результаті промислової діяльності, дозволили прийняти в рамках міжнародного товариства ряд документів, що мають на меті поступово скоротити, а потім і повністю заборонити їх використання. Дані дослідження, що проводяться, відзначили певне сповільнення процесів руйнування озонового шару з другої половини 90-х років і дозволяють стверджувати про правильність обраного шляху. «Озонова діра» над Антарктидою починає поступово зменшуватись і, за розрахунками, може повністю зникнути на початку 20-х років XXI ст. Незважаючи на певні відмінності у побудові вище означених глобальних моделей, які враховують в тій чи іншій мірі соціально-екологічні аспекти, всі вони мають і дещо спільне. Центральним в комплексі питань, пов'язаних з моделюванням соціально-екологічних процесів, є питання моделювання процесів глобального розвитку біосфери на основі розробленої В.І.Вернадським концепції та впливу наслідків людської діяльності. Головною метою соціально-екологічного моделювання є отримання максимально адекватної інформації про взаємодію суспільства та природи, яка б могла бути покладена в основу управління розвитком соціоекосистем. Головна мета для своєї реалізації вимагає вирішення ряду основних завдань соціально-екологічного моделювання, які, базуючись на класифікації Г.О.Бачинського, можна було б представити так:
1) виявити структуру соціоекосистем та закономірності їх функціонувапння, особливості взаємодії їх природних та соціально-економічних компонентів;
2) визначити основні параметри динамічної рівноваги (гомеостазу) та оптимального стану кожної конкретно досліджуваної соціоекосистеми;
3) встановити міру наближення соціоекосистем до граничної межі, за якою починаються незворотні процеси їх розпаду;
4) прогнозувати розвиток соціоекосистем при різноманітних стратегіях антропогенного впливу;
5) визначити оптимальну функціональну структуру досліджуваної соціоекосистеми, що забезпечує оптимальний режим природокористування та функціонування кожної конкретної соціоекосистеми;
6) вибирати оптимальну стратегію соціально-економічного розвитку досліджуваних соціоекосистем;
7) сприяти оптимізації управління розвитком соціоекосистем, прийняттю максимально адекватних управлінських рішень.
Головна мета соціально-екологічного моделювання, його основні завдання, особливості, що випливають з характеру предмета соціальної екології, визначають також і основні принципи соціально-екологічного моделювання:
1. Єдність формального та змістовного моментів та аспектів соціально-екологічного моделювання при першорядності змістовного моменту.
2. Єдність глобального та деталізованого підходів при побудові моделей, які враховують питання взаємовідносин суспільства та природи;
3. Єдність аксіологічною та гносеологічного підходів при створенні моделей, проведенні на них експериментів, обробці отриманої соціально-екологічної інформації та формулюванні висновків.
У цілому соціально-екологічне моделювання можна визначити як один з основних методів соціальної екології, як метод практичного чи теоретичного опосередкування певної соціоекосистеми, в ході якого досліджується безпосередньо не сам об'єкт, що пас цікавить, а деяка проміжна система, природна чи штучна, що знаходиться в певній об'єктивній відповідності з соціально-екологічною системою, що пізнається і може на певних етапах заміщати цей об'єкт, здатна, врешті-решт, давати інформацію про об'єкт, що нас цікавить. [11]
