A szimuláció szükséges és lehetséges
Az ember természeténél fogva törekedett a világ jelenségeinek, objektumainak és azok összefüggéseinek megismerésére. A tudomány fejlődése során a matematika vált azzá az eszközzé, amely alkalmas ezen tapasztalatok leírására. A matematika eszközrendszerét tehát úgy alakították ki, hogy alkalmas legyen a természet, a gazdaság és a társadalom összefüggéseinek megfogalmazására. A matematika tehát az a nyelv, amely az objektumok, jelenségek - természetüktől függetlenül történő – leírására alkalmas.
A matematika lehetővé teszi az összefüggések egzakt módon való megfogalmazását, ami biztosítja, hogy az adott objektumról, jelenségről annak jelenléte nélkül is ismereteket szerezzünk.
Ezek az összefüggések és a nem kevésbé fontos, napjaink számítógépei által biztosított számítási kapacitás minden eddiginél bonyolultabb problémák megoldását teszik lehetővé.
Fontos a biztonság
Vannak olyan rendszerek, jelenségek, amelyek közvetlen tanulmányozása veszélyes volna. Oktatási céllal veszélyes lenne vizsgálatokat végezni egy atomreaktor belsejében, kerülni szoktuk az erősen mérgező vagy robbanásveszélyes anyagokkal való kísérletezést is.
Anyagi megfontolások
Bizonyos jelenségeket azért nem tudunk közvetlenül megvizsgálni, mert a kísérlethez szükséges anyagok, eszközök túlságosan drágák, vagy más ok miatt nehezen beszerezhetők. A kémiatanárok általában csak megemlítik, hogy a királyvíz oldja az aranyat, de magát a kísérletet általában nem mutatják be. Extrém körülmények (magas nyomás, hőmérséklet, stb.) biztosítása általában szintén drága kísérleti berendezéseket igényel. Máskor az teszi költségessé a kísérletezést, hogy túlságosan sokszor kell elvégezni.
A változás sebessége
Sok esetben a jelenségeket kísérő változások pillanatszerűek, máskor pedig kivárhatatlanul lassúak lehetnek (gyors mechanikai mozgások, kémiai láncreakciók, evolúciós fejlődés, kontinensek vándorlása).
A rendszer összetettsége
Előfordulhat, hogy a vizsgált rendszer túlságosan összetett. Ekkor a vizsgálat szempontjából fontos feltételek biztosítása általában lehetetlen. Ez a probléma állhat elő társadalmi jelenségek vagy ökológiai rendszerek vizsgálatakor.
Etikai korlátok
Az állatokon és embereken végzett kísérletek etikai korlátokba ütközhetnek. Sok estben tehát arra van szükség, hogy élő szervezeteket modellezzünk.
21. századi közoktatás - fejlesztés, koordináció (TÁMOP-3.1.1-08/1-2008-0002)
