Una representación matemática o conceptual simplificada de un sistema físico.Un modelo en física es una representación matemática o conceptual simplificada de un sistema físico que captura sus características esenciales mientras ignora detalles irrelevantes. Los modelos son las herramientas de trabajo de los físicos: permiten analizar fenómenos complejos, hacer predicciones y diseñar experimentos. Un buen modelo equilibra precisión y manejabilidad: debe ser lo bastante simple para resolver o simular, pero lo bastante fiel para describir el mundo real. Los modelos van desde partículas puntuales idealizadas hasta simulaciones numéricas completas de galaxias, y se refinan constantemente a medida que se dispone de nuevos datos y potencia de cálculo.
El uso de modelos en física se remonta al atomismo de la antigua Grecia, pero el enfoque moderno surgió con Galileo y Newton, quienes emplearon modelos idealizados como planos sin fricción y masas puntuales. El término 'modelo' se estandarizó en el siglo XIX con el desarrollo de la mecánica estadística y la teoría de campos.
Un modelo típicamente comienza con un conjunto de suposiciones sobre los componentes del sistema y sus interacciones, expresadas en forma matemática, a menudo como ecuaciones de movimiento o ecuaciones de campo. Luego, el modelo se resuelve, ya sea analítica o numéricamente, para producir predicciones. Estas predicciones se comparan con datos experimentales; si coinciden, el modelo se conserva; si no, se modifica o se descarta. Los modelos modernos a menudo incorporan técnicas de aprendizaje automático, donde se entrenan redes neuronales para representar leyes físicas directamente a partir de datos, como se describe en el artículo 'Нейросети, усвоившие законы природы'.
Los modelos se utilizan en todas partes en física e ingeniería: desde modelos climáticos que predicen el calentamiento global, hasta modelos de física de partículas como el Modelo Estándar, pasando por modelos cosmológicos de la evolución del universo. También son esenciales en el diseño de aviones, puentes y dispositivos electrónicos.
El Modelo Estándar de la física de partículas, que describe todas las partículas elementales y fuerzas conocidas, cabe en una sola página de ecuaciones, y sin embargo ha predicho la existencia de partículas como el bosón de Higgs décadas antes de que fueran observadas.
