Для того чтобы описать физическое (социальное, логическое, экономическое) явление при помощи математического аппарата, необходимо этот аппарат иметь. Это довольно сложно одновременно изучать экспериментально явление и разрабатывать РЕЛЕВАНТНЫЙ мат. аппарат. Тем более, что функций, их комбинаций, а также свежих идей бесчисленное множество. Поэтому и занимаются одни разработкой математических методик, изучением теоретических функций и возможностью их оценки, а другие перебирают известные математические наработки для описания изучаемого явления. Потому что так быстрее и потому что у человека жизнь не очень большая и абсолютно все выучить невозможно. И невозможно одному человеку пересчитать все наработки.
Функциональная зависимость между разными физическими (экономическими) переменными часто является статистической аппроксимацией. При тех же самых данных может существовать и другой мат. аппарат, который лучше описывает эту зависимость. Важно описание не только для существующих данных, но и для данных, которые появятся в последствии, они тоже должны следовать найденной зависимости. Вот и пытаются найти наилучшее мат. описание для явлений, изучая теоретические графики и сравнивая их с эмпирическими, испытывая теоретические модели и проверяя их добротность на данных экспериментов, применяя теоретически разработанные тесты на ту или иную мат. модель.
Без оторванных от реальности, но строго корректных мат. наработок и эмпирические исследования крутились бы все время вокруг да около линейных моделей. В любом случае лучше иметь избыток теоретических наработок чем их недостаток. Пусть даже часть из них никогда не найдет применения.