Эвристика
- 1 year ago
- 0
- 0
Эври́стика (от др.-греч. εὑρίσκω — «отыскиваю», «открываю») — научная область, изучающая специфику деятельности .
В когнитивистике и поведенческой экономике эвристикой часто называется отдельный мыслительный прием, который может приводить к ошибкам (например, « эвристика доступности »).
Под эвристикой понимают совокупность приёмов и методов, облегчающих и упрощающих решение познавательных, конструктивных, практических задач . Эвристика связана с психологией , физиологией высшей нервной деятельности , кибернетикой . Как наука эвристика развивается на стыке философии , психологии , теории искусственного интеллекта, структурной лингвистики , теории информации , математики и физики .
Эвристика представляет собой специфическую научную отрасль, исследующую созидательную деятельность индивидов. Ввиду развития этой области знания на протяжении не менее двух тысячелетий существует комплексное представление о понятии «эвристика» как таковом.
1. Философский Энциклопедический словарь под эвристикой понимает искусство изобретения ; руководство к тому, как методическим путём находить новое.
2. Философская Энциклопедия определяет эвристику как организацию процесса продуктивного творческого мышления (отсюда: эвристическая деятельность). В этом смысле эвристика понимается как совокупность присущих человеку механизмов , с помощью которых порождаются процедуры , направленные на решение творческих задач (например, механизмы установления ситуативных отношений в проблемной ситуации, отсечения неперспективных ветвей в дереве вариантов, формирования опровержений с помощью контрпримеров и пр.) .
В соответствии с этим определением ключевой объект изучения науки эвристики — это творческая деятельность; предмет и проблематика исследования — задачи, связанные с моделями принятия решений (в условиях нестандартных проблемных ситуаций), поиска нового для субъекта или общества, структурирование описаний внешнего мира.
3. Новая философская Энциклопедия определяет эвристику как методологию научного исследования ; методику обучения, основанную на открытии и догадке. Изучение эвристических методов демонстрирует определённое сходство исследовательских процедур и деятельности в той их части, которая связана с творческим обобщением наличного материала и выдвижением гипотез. (Детальное изучение эвристических приёмов в математике, к примеру, было предпринято Д. Пойей.) .
4. Философская Энциклопедия (под ред. Константинова) совокупно представляет эвристику как: 1) момент открытия нового ; 2) методы, используемые в процессе такого открытия (см. « эвристические методы »); 3) науку, изучающую творческую деятельность и 4) метод обучения (например, сократические беседы).
5. В современном понимании эвристика — это теория и практика организации избирательного поиска при решении сложных интеллектуальных задач .
6. В наиболее кратком виде эвристика определяется как « наука о том, как делать открытия» . Это определение принадлежит известному математику Дьёрдю Пойе (книга «Математическое открытие») .
В Древней Греции под эвристикой понимали систему обучения, практиковавшуюся Сократом , когда учитель приводит ученика к самостоятельному решению какой-либо задачи, задавая ему наводящие вопросы. И сегодня эвристику, прежде всего, связывают с системой словесного обучения Сократа (469—399 гг. до н. э.). Путём особых вопросов и рассуждений Сократ помогал собеседнику самостоятельно приходить к постановке или решению проблемы, в результате истина открывалась не только ученику, но и учителю.
Свой метод Сократ сравнивал с повивальным искусством , называя его « майевтикой ». Сократ считал, что, помогая рождению истины в других людях, он продолжает в духовной области дело своей матери, «очень опытной и строгой повитухи Фенареты» .
Основой системы Сократа является принцип «знающего незнания» , то есть признание недостаточности знаний о любом, даже самом простом понятии и разворачивание на этой основе процесса познания-припоминания. « Я знаю, что ничего не знаю » — начальная эвристическая формула Сократа .
Анализ античных диалогов, изложенных Платоном , позволил выявить дидактические элементы системы Сократа :
— ирония , уличающая ученика, да и самого учителя в незнании;
— формулирование противоречий или их искусственное создание для обнаружения фактического незнания;
— индукция , восхождение от частных представлений к общим понятиям;
— конструирование понятий по направлению от поверхностных к более глубоким определениям;
— предложение собеседнику на выбор (двух и более) вариантов решения возникшей проблемы;
— привлечение собственного опыта для подведения к уже известному ответу либо с целью создания напряженности, в которую учитель оказывается вовлечён с тем же незнанием, что и его собеседник;
— рефлексия происходящего обсуждения, возвращение к исходным предпосылкам или суждениям .
Понятие «эвристика» встречается в трактате греческого математика Паппа «Искусство решать задачи» (300 год н. э.), в котором он обобщил труды античных математиков. Методы, отличные от логических, Папп объединил под названием «эвристика». Трактат « Искусство решать задачи » рассматривается, в частности, как первое методическое пособие, демонстрирующее, как поступать, если задачу нельзя решить с помощью математических и логических приемов.
В ХХ—XXI веках более известным является восклицание «Эврика!» , принадлежащее Архимеду (287—212 гг. до н. э.) и связанное с открытием им основного закона гидростатики. «Эврика!» является единовременным выражением радости при возникновении новой идеи, решении сложной задачи в результате внутреннего озарения, просветления мысли, обнаруживающей суть вопроса или проблемы. В архимедовой «Эврике» заключен смысл действия, связывающего воедино накопленный ученым опыт и его интуицию ; взаимодействие точного и интуитивного мышления. Позднее аналогии из техники и механики, применяемые Архимедом в изобретательстве, проникли в его математические методы. Приёмы такого рода описаны в его « Послании к Эрастофену о механических теоремах » («Трактат о методе») .
Упадок античных наук привёл к забвению на многие века заложенных античными мудрецами начал эвристики. В XVI—XVII вв. труды Г. Галилея , Ф. Бэкона и других учёных возродили эвристические подходы в науке и технике. Логику инженерного творчества разработал Г. В. Лейбниц (1646—1716), который предлагал расчленять все понятия на элементарные ячейки, образующие азбуку человеческих мыслей; это давало возможность впоследствии, комбинируя эти элементы, составлять бесконечное число решений.
Ряд правил изобретательства предложил немецкий философ X. Вольф (1679—1754).
Чешский математик Б. Больцано (1781—1848) в своем труде «Наукоучение» изложил различные эвристические методы и приёмы.
Дальнейшее развитие эвристических подходов в образовании связано с именами двух выдающихся педагогов и философов — Жан-Жака Руссо и Л. Н. Толстого — основоположников естественного воспитания и обучения. Так, Ж.-Ж. Руссо выступал за развитие ребёнка, сообразное природе — происходящее на основе его собственных органов чувств; за естественный путь обучения и отсутствие искусственных наказаний, которые заменялись осознанием естественных последствий неверных поступков. « Единственный метод образования есть опыт, а единственный критериум его есть свобода » — Л. Н. Толстой сделал данный вывод, проанализировав историю развития педагогики и результаты работы школы для крестьянских детей.
Ж.-Ж. Руссо рассматривал обучение через призму физического, эмоционального, а также интеллектуального приращения ученика. Школа, в частности, была им представлена как лаборатория, в которой ребёнок обязан был взять на себя активную роль; учебный процесс определялся как « обучение через делание ». Данный эвристический принцип используется и в современной практике детской психологии и педагогики .
Русский педагог и психолог Пётр Фёдорович Каптерев (1849—1922), автор 40 монографий и 500 статей, выступал за применение эвристической формы обучения в народных школах и в учительских семинариях. «Эвристическая форма обучения есть такая, по которой научные законы, формулы, правила и истины открываются и вырабатываются самими учениками под руководством учителя» . Идеи эвристики, её методы и прикладные модели также изучали и развивали В. П. Вахтеров , С. Т. Шацкий , Дж. Дьюи , А. Нилл , Е. Паркхерст , С. Френе и другие.
В России разработкой теории эвристики в начале XX в. занимался инженер-патентовед П. К. Энгельмейер , который описал эвристику в изобретательстве. Попыткам построения теории творчества посвящены работы К. Эрберга, С. О. Грузенберга .
Долгое время в основе изучения творчества лежали методы проб и ошибок, перебора возможных вариантов, ожидание озарения и работа по аналогии. Так, Томас Эдисон провел около 50 тысяч опытов, пока разрабатывал устройство щелочного аккумулятора. А об изобретателе вулканизированной резины Чарльзе Гудиер (Goodyear) писали, что он смешивал сырую резину (каучук) с любым попадавшимся ему под руку веществом: солью, перцем, сахаром, песком, касторовым маслом, даже с супом. Он следовал логическому заключению, что рано или поздно перепробует всё, что есть на земле и, наконец, наткнётся на удачное сочетание .
Однако со временем такие методы начали приходить в противоречие с темпами создания и масштабами современных объектов. Наиболее интенсивно поиском и разработкой эвристических методов занялись со второй половины XX века, причём не только посредством изучения приёмов и последовательности действий инженеров и других творческих работников, но и на основе достижений психологии и физиологии мозга.
Эвристические методы противопоставляются формальному перебору вариантов по заданным правилам. В сущности, при решении любой задачи человек использует те или иные методы, сокращающие путь к решению, облегчающие его нахождение. Например, при доказательстве теорем геометрии обычно используется в качестве эвристического средства чертёж; решая математическую задачу, мы стараемся вспомнить и использовать решения других похожих задач. Также в качестве эвристических средств используются общие утверждения и формулы, индуктивные методы, аналогии, правдоподобные умозаключения, наглядные модели и образы, мысленные эксперименты и прочее .
Интерес в исследованиях применения эвристических методов особенно возрос с развитием ЭВМ . При использовании ЭВМ для решения задач программист, не зная точного способа, приводящего к цели, вводит в ЭВМ способ решения, основанный на правдоподобных рассуждениях самого программиста, или даёт возможность машине проводить правдоподобные рассуждения (на основе введения в машину алгоритма формирования рассуждений, опирающегося на машинный и человеческий опыт решения задач данного класса) . Такие программы для ЭВМ получили название эвристических программ . Наиболее известна из них программа «Общий решатель проблем» (ОРП), построенная А. Ньюэллом , Дж. Шоу и Г. Саймоном.
В ходе развития науки психологии математические и эвристические модели применялись с целью создания психодиагностических методик, тестов, систем прогнозов. К примеру, одной из современных областей практического исследования эвристической мысли является область исключения ошибок , в частности при принятии решений, формировании тактики и стратегии, рассмотрении вариантов с целью получения искомого итога. Известными деятелями данного направления являются директор института исследований образования Макса Планка в Берлине, профессор Герд Гигеренцер («Интуитивные решения: интеллект подсознательного») , и лауреат Нобелевской премии по экономике (2002) Даниэл Канеман («Думай медленно, решай быстро»).
А. Тверски и Д. Канеман понимали под главной целью эвристики быстрые, упрощённые по сравнению с рациональным обдумыванием способы (или правила) принятия решения, вынесенные из области логики — в зону действия интуиции. Зачастую в результате применения эвристических методов суждение выносится на основе недостаточной или даже неадекватной информации. Решения данного типа можно охарактеризовать как прыжок без промежуточных звеньев от наличной информации к выводам . По результатам данных разработок эвристику стали разрабатывать как область психологии интуиции .
В современном мире эвристические алгоритмы, принципы и модели широко применяются в менеджменте, управленческой психологии, психологии лидерства, теории работы с информацией, кибернетике, теории операций, статистике и прочих дисциплинах.
Эвристическими методами называются логические приёмы и методические правила научного исследования и изобретательского творчества, которые способны приводить к цели в условиях неполноты исходной информации и отсутствия четкой программы управления процессом решения задачи .
В узком смысле слова под эвристикой понимают интуитивные (неосознанные) методы решения задач, в том числе
В настоящее время разработано и эффективно используется несколько десятков . Универсальных среди них нет, и в каждой конкретной ситуации рекомендуют пробовать применять ряд методов, поскольку основное их предназначение заключается в активизации творческой деятельности. Это достигается следующими мерами:
Мышление человека можно условно разделить на осознанно-логическое и интуитивно-практическое. В реальном осуществлении творческого процесса оба вида мышления взаимодействуют в диалектическом единстве, результатом такого взаимодействия становится модель проблемной ситуации . Ей предшествуют предварительные, нередко долгие и напряжённые размышления, поиски, пробы .
Эвристика как наука занимается построением эвристических моделей процесса поиска оригинального решения задачи. Основная задача эвристики сводится к построению моделей осуществления процесса поиска нового для данного субъекта (или общества в целом) решения задачи.
Существуют различные типы таких моделей, среди них в качестве примера можно привести некоторые варианты:
Эвристические методы и моделирование присущи только человеку и отличают его от искусственных интеллектуальных (мыслящих) систем. В настоящее время к сфере человеческой деятельности относят:
Важной особенностью именно человеческой деятельности является наличие в ней элемента случайности: необъяснимые поступки и сумасбродные решения часто лежат в основе оригинальных и неожиданных идей.
Однако с развитием вычислительной техники выполнение всё большего числа функций берут на себя автоматические системы, при этом выполняя работу быстрее и эффективнее человека. Задача человека как homo sapiens — прежде всего совершенствоваться в эвристических процедурах , а не в выполнении алгоритмизированных операций, чтобы впоследствии не оказаться вытесненным «разумной» техникой.
В науке и технике выделяют следующие результаты эвристической (творческой) деятельности: