Приглашаем посетить сайт
ЭВРИСТИКА
ЭВРИСТИКА (от греч. εὑρίσκω - отыскиваю, открываю) - 1) момент открытия нового; 2) методы, используемые в процессе такого открытия (эвристич. методы); 3) наука, изучающая творч. деятельность; 4) метод обучения (т.н. сократические беседы).
Исторически понятие Э. возникло в Древней Греции как метод обучения, применявшийся Сократом: в ходе беседы ее участники с помощью системы наводящих вопросов и примеров наталкивались учителем на правильный ответ. Сократич. беседа использовалась мн. философами (Платон, Ксенофонт) и естествоиспытателями (Декарт, Лейбниц, Эйлер) для изложения своих теорий.
Э. как момент открытия нового связывается с инсайтом, "озарением", мгновенным нахождением решения задачи в результате завершения осознанного или неосознанного процесса поиска этого решения.
Э в р и с т и ч . м е т о д ы (называемые иногда "эвристиками") обладают след. чертами: 1) их использование сокращает время решения задачи по сравнению с методом слепого перебора; 2) способ решения, получаемый с помощью этих методов, может быть неоптимальным по ряду параметров (время, точность, достоверность решения и т.д.); 3) при ограничениях, накладываемых на параметры, применение эвристич. методов может и не привести к цели. Интерес к исследованию эвристич. приемов и методов особенно возрос в связи с решением при помощи технич. устройств задач на распознавание образов, на доказательство теорем и т.д., в к-рых человек может оценивать результат соответствующего процесса, но не может дать точный алгоритм выполнения этого процесса. При использовании ЭВМ для решения подобных задач программист, не зная точного способа, приводящего к цели, вводит в ЭВМ способ решения, основанный на правдоподобных рассуждениях самого программиста, или дает возможность машине проводить правдоподобные рассуждения (на основе введения в машину алгоритма формирования таких рассуждений, опирающегося на машинный и человеч. опыт решения задач данного класса). Такие программы для ЭВМ получили название эвристич. программ. Наиболее известна из них программа "Общий решатель проблем" (ОРП), построенная А. Ньюэллом, Дж. Шоу и Г. Саймоном и позволяющая машине находить решения широкого класса логич. задач, если условие задачи записано в специальном входном языке этой программы. Осн. эвристиками в ОРП являются метод выделения последовательностей подцелей, последоват. движение к-рых приводит к поставленной цели, и метод обобщенных действий, сводящийся к оперированию не истинными элементами задачи, а нек-рыми идентификаторами совокупностей этих элементов. Однако при попытке использовать ОРП для решения задач игры в шахматы выяснилось, что этих эвристик явно недостаточно. Были предложены др. принципы построения эвристич. программ (В. Рейтман, X. Гелернтер и др.), узкоспециализированных и рассчитанных на решение задач, однотипных по своей природе. При составлении таких программ сначала производится протоколирование решения задач рассматриваемого класса человеком, к-рому предлагается в процессе эксперимента "думать вслух", а затем на основании этих протоколов выявляются эвристики человека и эвристич. критерий успеха, на к-рый он опирается. После этого соответствующая информация закладывается в эвристич. программу и вводится в машину. Если результаты машинного решения задачи совпадают по выбранным параметрам с результатами решения ее человеком, то эвристич. программа считается эффективной. При достаточно широком психологич. эксперименте в машину может быть введен опыт большого коллектива людей, и решение задачи данного типа машиной может осуществляться более эффективно, нежели решение ее одним человеком.
Э . к а к н а у к а имеет своим предметом эвристич. деятельность человека или технич. устройства. Изучение эвристич. деятельности тесно связано с теми науками, к-рые исследуют поведение живых систем в ходе решения творческих (в широком смысле) задач (прежде всего психология и физиология высшей нервной деятельности), т.е. систем, способных осуществлять эвристич. деятельность. Осн. задачи Э. как науки сводятся к построению моделей осуществления процесса поиска нового для данного субъекта (или общества в целом) решения задачи. Существует несколько таких моделей. Модель слепого поиска, имеющая сторонников среди нек-рых кибернетиков (см., напр., Д. Кэмпбелл, Слепые вариации и селективный отбор как гл. стратегия процессов познания, в кн.: "Самоорганизующиеся системы", М., 1964, с. 292), опирается на разработанный Торндайком метод проб и ошибок. Слабость модели слепого поиска состоит в невозможности объяснения с ее помощью высокой скорости решения человеком большинства творч. задач. В наст. время в чистом виде эта модель большинством психологов и кибернетиков отвергается.
Более распространена лабиринтная модель эвристич. деятельности, впервые сформулированная на основе экспериментов с крысами В. Смоллом (1900). В этой модели каждая задача, стоящая перед субъектом или технич. устройством, рассматривается как лабиринт, а поиск решения - как процесс блуждания по лабиринту. Лабиринтная модель внесла в модель слепого поиска элемент структурности, однако при решении нек-рых задач, когда лабиринтная структура была фактически задана субъекту, лабиринтная модель оказалась несостоятельной. В этих случаях человек не производит в процессе решения задачи "блуждания по лабиринту", определяемому структурой этой задачи, а реализует гораздо более эффективный процесс, позволяющий находить нужное решение значительно быстрее, чем при лабиринтном методе. Иногда (т.н. задачи на "догадку") лабиринт строится испытуемыми в процессе решения и, т.о., блуждание по лабиринту выступает лишь как заключит, этап эвристич. деятельности.
Наиболее содержат. моделью эвристич. деятельности можно считать структурно-семантич. модель. Она исходит из того, что в основе эвристич. деятельности по решению задачи лежит принцип построения системы моделей, к-рая отражает структуру связей семантич. характера между объектами, образующими "поле" задачи. В процессе построения такой системы моделей субъект осуществляет следующие действия: выделение в потоке входной информации дискретных объектов (селективный отбор объектов); выявление связей между ними (путем прямого наблюдения или проведения рассуждений об этих связях); актуализация тех выделенных множеств. объектов и связей, к-рые представляют интерес с т. зр. поставленной цели; абстрагирование от неактуальных объектов и связей; формирование обобщенных элементов из однотипных (по актуальным связям) структур; нахождение связей между обобщенными элементами; поиск по полученному обобщенному лабиринту с учетом предшествующего опыта на аналогичных обобщенных лабиринтах. В кибернетич. плане структурно-семантич. модель исследовалась в работах В. М. Глушкова, А. А. Фельдбаума, а в психологическом - В. Н. Пушкиным, Д. Н. Завалишиной и др. По существу на той же модели основаны известные исследования Н. А. Бернштейна и его учеников. В наст. время созданы и успешно работают программы для ЭВМ, построенные по принципу структурно-семантич. моделей. С их помощью удается решать ряд задач оптимального управления сложными системами, к-рые не могли быть решены с помощью программ, опирающихся на лабиринтную модель.
Успешные результаты решения задач на машине с помощью эвристич. программ рассматривают иногда как доказательство того, что эвристич. деятельность человека протекает по тем же законам, по к-рым реализуется программа (см. напр., высказывание А. Ньюэлла и Г. Саймона в кн.: "Кибернетика и живой организм", К., 1964, с. 23). Выступая против подобной подмены изучения эвристич. деятельности человека созданием эвристич. программ, ряд кибернетиков и психологов предлагает отказаться от термина "Э." применительно к вычислит. машинам (см., напр., Кибернетич. сборник, вып. 5, М., 1962, с. 118-19).
Лит.: Ксенофонт, Воспоминания о Сократе, 3 изд., ч. 1-2, СПБ, 1909; Рейтман В., Разработка программ для решения интеллектуальных проблем, "Заруб. радиоэлектроника", 1962, No 1; Глушков В. М., Гносеологич. природа информац. моделирования, "ВФ", 1963, No 10; Бобнева М. И., Эвристич. программы, "лабиринты" и нек-рые проблемы психологии, "Вопр. психологии", 1964, No 5; Hьюэлл Α., Шоу Дж., Саймон Г., Разновидность интеллектуального обучения "вычислителя для решения задач общего типа", в кн.: Самоорганизующиеся системы, пер. с англ., М., 1964; Пушкин В. Н., К пониманию эвристич. деятельности в кибернетике и психологии, "Вопр. психологии", 1965, No 1; Поспелов Д. Α., Решение задач оперативного управления с помощью системы моделей, в кн.: XVIII Междунар. психология, конгресс. Симпозиум 25, М., 1966; Тихомиров О. К., Эвристики человека и машины, "ВФ", 1966, No 4; Πоспелов Д. Η., Πушкин В. Н., Садовский В. Н., Эвристич. программирование и Э. как наука, "ВФ", 1967, No 7; De Groot A. D. van, Het Denken den Schaker, Amst., 1946; Gelernter H. L., Rochester N., Intelligent behavior in problem-solving machines, "IBM Journ. of Research and Development", 1958, v. 2, No 4; Newell Α., G. P. S. a program that simulates human thought, в кн.: Lernende Automaten, Münch., 1961; Tonge F. M., The use of heuristic programming in management science, "Management Science", 1961, v. 7, No 3; Computers and thought, ed. by E. A. Feigenbaum and J. Feldman, Ν. Y., 1963; Newell Α., Simon Η. Α., Simulation of human processing of information, "Amer. Math. Monthly", 1965, v. 72, No 2, pt 2.
Д. Поспелов. Москва.