Modell

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Dieser Artikel erläutert Modelle in der Wissenschaft; zu anderen Bedeutungen siehe Modell (Begriffsklärung).

Ein Modell ist allgemein eine auf bestimmte Zwecke ausgerichtete vereinfachende Beschreibung der Wirklichkeit. In der wissenschaftlichen Theoriebildung ist ein Modell das Ergebnis einer abstrahierenden und Relationen hervorhebenden Darstellung des behandelten Phänomens. Ein Modell entsteht, wenn Elemente aus dem Phänomen abstrahiert und zueinander in Beziehung gesetzt werden. Die Funktion des Modells besteht darin, aus den dargestellten Zusammenhängen Bedingungen und Prognosen bezüglich des Phänomens (oder Problems) ableiten zu können.

[Bearbeiten] Wortherkunft

Das Wort Modell entstand in Italien der Renaissance als ital. modello, hervorgegangen aus lat. modulus, einem Maßstab in der Architektur, und wurde bis ins 18. Jahrhundert in der bildenden Kunst als Fachbegriff verwendet. Um 1800 verdrängte Modell im Deutschen das ältere, direkt vom lat. modulus entlehnte Wort Model (Muster, Form, z. B. Kuchenform), das noch im Verb ummodeln und einigen Fachsprachen fortlebt.

[Bearbeiten] Definitionen

Eine zusammenfassende allgemeine Definition des Begriffs Modell hat der Philosoph Klaus Dieter Wüsteneck in den 60er Jahren formuliert: Ein Modell ist ein System, das als Repräsentant eines komplizierten Originals auf Grund mit diesem gemeinsamer, für eine bestimmte Aufgabe wesentlicher Eigenschaften von einem dritten System benutzt, ausgewählt oder geschaffen wird, um letzterem die Erfassung oder Beherrschung des Originals zu ermöglichen oder zu erleichtern, beziehungsweise um es zu ersetzen.

Eine von breiten Kreisen der Forschung aufgenommene allgemeine Modelltheorie wurde 1973 von Herbert Stachowiak vorgeschlagen. Der in dieser Modelltheorie entwickelte Modellbegriff ist nicht auf eine Fachdisziplin festgelegt. Er will vielmehr domänenübergreifend, also allgemein anwendbar sein. Nach Stachowiak ist der Begriff Modell durch drei Merkmale gekennzeichnet:

Abbildung. Ein Modell ist immer ein Abbild von etwas, eine Repräsentation natürlicher oder künstlicher Originale, die selbst wieder Modelle sein können.
Verkürzung. Ein Modell erfasst nicht alle Attribute des Originals, sondern nur diejenigen, die dem Modellschaffer bzw. Modellnutzer relevant erscheinen.
Pragmatismus. Pragmatismus bedeutet soviel wie Orientierung am Nützlichen. Ein Modell ist einem Original nicht von sich aus zugeordnet. Die Zuordnung wird durch die Fragen Für wen?, Warum? und Wozu? relativiert. Ein Modell wird vom Modellschaffer bzw. Modellnutzer innerhalb einer bestimmten Zeitspanne und zu einem bestimmten Zweck für ein Original eingesetzt. Das Modell wird somit interpretiert.

Ein Modell zeichnet sich also durch Abstraktion aus, die bewusste Vernachlässigung bestimmter Merkmale, um die für den Modellierer oder den Modellierungszweck wesentlichen Modelleigenschaften hervorzuheben. Dabei wird – im Gegensatz zu Modellbegriffen einzelner Wissenschaften – kein bestimmter Abstraktionsgrad vorausgesetzt, um ein Konstrukt als Modell zu bezeichnen. Vielmehr sind selbst einfachste Abbildungen der Realität (z. B. das Messen der Körpergröße eines Menschen) nach dieser allgemeingültigen Definition bereits ein Modell.

[Bearbeiten] Modelle in verschiedenen Disziplinen

[Bearbeiten] Wissenschaftstheorie

In der Methodologie und Wissenschaftstheorie wird der Begriff u.a. zur Beschreibung einer relativ gesicherten Annahme (Theorie) zum Unterschied von der hypothetischen Annahme (Hypothese) verwendet.

Dem Modell kommt im wissenschaftlichen Erkenntnisprozess eine große Bedeutung zu. Unter bestimmten Bedingungen und Zwecksetzungen besitzen Modelle bei der Untersuchung realer Gegenstände und Prozesse in unterschiedlichen Wirklichkeitsbereichen und beim Aufbau wissenschaftlicher Theorien eine wichtige Erkenntnisfunktion. So dienen sie u.a. dazu, komplexe Sachverhalte zu vereinfachen (idealisieren) bzw. unserer Anschauung zugänglich zu machen.

Fiktive Modelle sind Mittel zur tieferen und umfassenderen Erkenntnis der Wirklichkeit. Im Prozess der Abstraktion mit Methoden der Idealisierung bzw. der Konstruktion entstanden, helfen sie, reale Eigenschaften, Beziehungen und Zusammenhänge aufzudecken, bestimmte reale Eigenschaften erfassbar und praktisch beherrschbar werden zu lassen. Sie werden zumeist gebildet, um auf real existierende Objekte die Mittel der theoretischen, besonders der mathematischen Analyse anwenden zu können.

Beispiele: ideales Gas, absolut schwarzer Körper, Massenpunkt, vollkommener Markt u. a. (siehe ideales Objekt)

Die erkenntnistheoretische und logische Möglichkeit und Rechtfertigung der Zulässigkeit von Modellen ist nur eine Seite. Wesentlich ist letztlich die Rechtfertigung der Zulässigkeit der Fiktion durch die tätige Praxis, das heißt der praktische Nachweis, dass die mit Hilfe des Modells aufgebaute Theorie auf reale Objekte effektiv angewendet werden kann.

[Bearbeiten] Sozialwissenschaften

Auch in den Sozialwissenschaften wird der Begriff des Modells gern verwendet. Zum Beispiel wird ein Theoriegebäude zur Analyse und Planung von Unterricht als ein "didaktisches Modell" bezeichnet. Dieser modische Sprachgebrauch beruht wahrscheinlich auf der Analogie, die darin besteht, dass auch in der Entwicklung einer Handlungsanleitung die methodischen Schritte Formulierung, Erprobung, Validierung aufeinander folgen.

Max Weber sprach vom Idealtypus in der sozialwissenschaftlichen Forschung und meinte damit nichts Anderes als ein abstraktes, idealisiertes Modell der Realität. Ein Idealtypus kann sowohl gesellschaftliche Strukturen (Demokratie oder mittelalterliche Stadt) als auch zeitliche Verläufe (Revolutionen oder Konjunkturmodelle) beschreiben.

[Bearbeiten] Psychologie

In der Psychologie werden verschiedene "Modelle des Menschen" unterschieden. Es handelt sich hierbei um Paradigmen, die sich in den Grundannahmen und der Methodologie unterscheiden.

[Bearbeiten] Mathematik und Logik

→ Hauptartikel: Mathematisches Modell

In der Modelltheorie der mathematischen Logik geht es nicht um eine Abbildung der Wirklichkeit in Mathematik. Hier versteht man unter einem Modell eines Axiomensystems eine mit gewissen Strukturen versehene Menge, auf die die Axiome des Systems zutreffen. Die Existenz eines Modells beweist, dass sich die Axiome nicht widersprechen; existieren sowohl Modelle mit einer gewissen Eigenschaft als auch solche, die diese Eigenschaft nicht haben, so ist damit die logische Unabhängigkeit der Eigenschaft von den Axiomen bewiesen.

Im Historischen Wörterbuch der Philosophie heißt es: "Modell heißt in der Logik ein System aus Bereichen und Begriffen, insofern es die Axiome einer passend formulierten Theorie erfüllt." Siehe auch: Formale Sprache.

[Bearbeiten] Informatik

In der Informatik dienen Modelle zum einen gemäß obiger Definition zur Abbildung eines Realitätsausschnitts, um eine Aufgabe mit Hilfe der Informationsverarbeitung zu lösen. Derartige Modelle heißen Domänenmodelle. Hierunter fallen z.B. Modelle für zu erstellende Software sowohl für deren Architektur (Architekturmodell) als auch deren Code (in Form von beispielsweise Programmablaufplandiagrammen) und Datenmodelle für die Beschreibung der Strukturen von zu verarbeitenden Daten aus betrieblicher/fachlogische Sicht oder aus technischer Datenhaltungssicht. Zum anderen können Modelle als Vorlage bei der Konzeption eines informatorischen Systems dienen, man spricht dann von Systemmodellen. Hierunter fallen insbesondere Referenzmodelle, die allgemein als Entwurfsmuster eingesetzt werden können. Referenzmodelle werden beispielsweise für die Konzeption konkreter Rechenanlagen, Netzwerkprotokolle, Data-Warehouse-Systeme und Portale herangezogen.

Neben diesen Modellen, die sich in Hard- und Software sowie in Datenbeständen konkretisieren, gibt es auch Planungs- Steuerungs- und Organisationsmodelle. Typische zu modellierende Objekte sind hierbei die Ablaufstruktur eines Geschäftsprozesses, abgebildet in einem Geschäftsprozessmodell und die Aufbaustruktur einer betrieblichen Organisation, abgebildet in einem Organigramm. (Lit.: Broy)

In der Wirtschaftsinformatik (WI) dienen Modelle vorwiegend der Beschreibung realer und soziotechnischer Systeme, siehe Modell (Wirtschaftsinformatik). Bei der Modellierung von Mensch-Maschine-Systemen – eine Domäne der Wirtschaftsinformatik – muss die technische wie auch die menschliche Komponente modelliert werden. Für den Menschen stehen unterschiedliche Modelle zur Verfügung, die verschiedene Aspekte menschlichen Verhaltens und menschlicher Fähigkeiten nachbilden und die entsprechend dem Untersuchungsziel ausgewählt werden. Fahrermodelle oder Pilotenmodelle modellieren den Menschen in einer ganz bestimmten Arbeitssituation, Regler-Mensch-Modelle in seiner allgemeinen Fähigkeit, eine Größe zu regeln. Die Anpassungsfähigkeit des Menschen an kognitiv unterschiedlich anspruchsvolle Aufgaben wird im Drei-Ebenen-Modell nach Rasmussen nachgebildet. Ein Gegenstand der Forschung ist unter anderem, kognitive Architekturen wie ACT-R/PM oder SOAR in der anwendungsorientierten Modellierung und Simulation von Mensch-Maschine-Schnittstellen einzusetzen.

[Bearbeiten] Wirtschaftswissenschaft

In der Wirtschaftswissenschaft dienen Modelle zur Beschreibung und Untersuchung von ökonomischen Strukturen und Prozessen. Zu den wichtigsten Modellen in der VWL gehören der vollkommene Markt und der Homo oeconomicus.

[Bearbeiten] Modellarten

Häufig werden folgende Modellarten unterschieden:

implizites Modell
explizites Modell
- natürlichsprachliches Modell
  - Beschreibungsmodell
- formalsprachliches Modell
  - Beschreibungsmodell
  - Analysemodell
    - Prognosemodell
    - Erklärungsmodell
    - Entscheidungsmodell

[Bearbeiten] Computermodelle

In der Mathematik ist ein Computermodell ein mathematisches Modell, das aufgrund seiner Komplexität und/oder der schieren Anzahl von Freiheitsgraden nur mit einem Computer ausgewertet werden kann. Siehe dazu Computermodell
In der Computergrafik und verwandten Gebieten werden mit Hilfe der geometrischen Modellierung 3D-Modelle von Körpern erzeugt.
Ein Digitales Geländemodell (DGM) bzw. Digitales Höhenmodell (DHM) ist ein digitales, numerisches Modell der Geländehöhen und -formen. Ein DGM bzw. DHM stellt im Gegensatz zum Digitalen Oberflächenmodell (DOM) keine Objekte auf der Erdoberfläche dar (z. B. Bäume oder Häuser).

[Bearbeiten] Modellplatonismus

Erfunden wurde der Begriff von Hans Albert. Er kritisiert mit ihm einen bestimmten Umgang mit Modellen in der Wirtschaftstheorie und Soziologie: Man darf, wenn Modelle falsche Vorhersagen machen, sich nicht damit herausreden, dass irgendwelche Voraussetzungen, die man vorher gar nicht angegeben hatte, nicht erfüllt waren.

Wenn man das tut und unter allen Umständen an bestimmten Modellen festhält, dann behandelt man sie wie platonische Ideen, die immer wahr sind und denen sich die Realität fügen muss. Modelle sind aber nur Versuche, einen bestimmten Teil der Wirklichkeit zu verstehen. Sie können falsch sein, und das merken wir nur, wenn wir im Voraus angeben, unter welchen Umständen sie anwendbar sind. Wenn sie dann immer noch falsche Vorhersagen machen, haben wir entweder irgendwelche Voraussetzungen übersehen oder das Modell ist falsch.
Siehe dazu Hans Albert, insbesondere in seinem Buch Marktsoziologie und Entscheidungslogik, Tübingen (Mohr Siebeck) 1998, Kapitel IV.

[Bearbeiten] Siehe auch

[Bearbeiten] Literatur

Broy, Manfred; Steinbrüggen, Ralf: Modellbildung in der Informatik, Springer-verlag berlin Heidelberg 2004, ISBM 3-540-44292-8
Kastens, Kleine Büning; Modellierung, Hanser 2005, ISBN 3-446-40460-0.
Reichle, Ingeborg; Siegel, Steffen; Spelten, Achim (Hg.): Visuelle Modelle, München, Wilhelm Fink Verlag, 2008; ISBN 978-3-7705-4632-9.
Schütte R.; Grundsätze ordnungsmäßiger Referenzmodellierung, Dr. Th. Gabler Verlag 2001, ISBN 3-409-12843-3.
Stachowiak, Herbert; Allgemeine Modelltheorie, Wien 1973. ISBN 3-211-81106-0.
vom Brocke, J.; Referenzmodellierung: Gestaltung und Verteilung von Konstruktionsprozessen, Logos Berlin 2003; ISBN 3-8325-0179-7.