现代科学研究范围在时间、空间和水平三个方向的维度都在扩展。在时间方向上，研究对象已从现存的自然物延伸到自然物的起源及其演化全过程;在空间尺度方向，从宏观扩展到微观、宇观; 在水平方向上，科技综合趋势日益增强，出现了大科学的概念，研究对象是极为复杂的大系统。在这种情况下，观察越来越失去直观性，实验越来越难以直接施于真实对象和系统。而模型方法正好适应这一特点，通过客体的形式化，建立起模型作为中介系统，通过对模型的研究获得对真实客体本质特征和演化规律的认识。因此，越是复杂系统，越该应用模型，例如，从瓦特的发动机模型到一台蒸汽发动机的诞生;1994 年美国制成巨大地球模型生物圈2号以研究环境保护; 早在19世纪，美国专利局要求每项设计提供一个模型，联合国教科文组织就曾在1981年以《模型 ——塑造实在的工具》为题出版过一本专集，全面介绍模型在各个专业领域中发挥的重要作用。

    建立模型必须满足三个条件： ① 模型和原型之间有相似的关系; ② 模型能够代替原型; ③ 对模型的研究应该能够得出关于原型的信息。模型有如下三个特征： ① 双重作用的特征： 即模型既是研究手段，又是研究对象，通过模型可以进行实验。② 模型的互态互动特征： 模型总是处在变化中，模型推动科学发展，但隨着认识的深入，原有模型被修正或淘汰，建立了新的模型，向完善化逐渐逼近 ......