Развитие эвристики

Размещено на http://www.allbest.ru/

Под эвристикой понимают совокупность приемов исследования, основанных на использовании творческого мышления, генерации новых идей и опыте лица, принимающего решение, и при этом основана на постановке вопросов и их решении.

В одних источниках указывается, что понятие «эвристика» впервые появилось в трудах греческого математика Паппа Александрийского, жившего во второй половине III века нашей эры, в других приоритет первого упоминания отдается трудам Аристотеля.

В Древней Греции под эвристикой понимали систему обучения, практикуемую Сократом, когда учитель приводит ученика к самостоятельному решению какой-либо задачи, задавая ему наводящие вопросы. Подобные процедуры - в виде диспутов - были широко распространены в средневековых университетах. Построение диспутов осуществлялось в соответствии с выработанными нормативами, которые были творчески переосмыслены в XX столетии.

Долгое время в основе 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 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, наткнется 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 20 века, причём не только посредством изучения приемов и последовательности действий инженеров и других творческих работников, но и на основе достижений психологии и физиологии мозга.

Многие авторы упоминают вклад в эвристику Раймонда Луллия (ок.1235 - ок.1315), который еще в XIV в. пытался создать машину для решения различных задач на основе всеобщей классификации понятий [11].

В XVIII в. Георг Лейбниц (1646 - 1716) и Рене Декарт (1596 - 1650) независимо друг от друга развили идею Р. Луллия и предложили универсальные языки классификации всех наук. Эти идеи легли в основу теоретических разработок в области создания искусственного интеллекта.

Начиная примерно с 30-х годов прошлого века стали появляться публикации различных авторов, предлагающих свои методы решения творческих задач в области инженерного конструирования, а позже и для решения ряда гуманитарных и социальных задач.

С конца 40-х годов Г.С. Альтшуллером был создан и стал развиваться такой мощный подход к решению инженерных и изобретательских задач, как ТРИЗ. В 60-х годах прошлого века возникло эвристическое программирование.

Имре Лакатос (1922 - 1974) разработал универсальную концепцию развития науки, основанную на идее конкурирующих научно-исследовательских программ и ввел понятия позитивной и отрицательной эвристик.

Важным структурным элементом исследовательских программ, согласно Лакатосу, является “жесткое ядро”, объединяющее условно неопровергаемые, специфические для данной программы фундаментальные допущения.

Согласно Локатосу, в развитии исследовательской программы можно выделить две основные стадии - прогрессивную и вырожденную. На прогрессивной стадии “положительная эвристика” активно стимулирует выдвижение гипотез, расширяющих теоретическое содержание. Однако в дальнейшем (вырожденная стадия) развитие исследовательской программы резко замедляется, в результате чего возрастает число частных гипотез.

Как наука эвристика изучает закономерности построения новых действий в нетривиальной для системы ситуации, служит решению проблем в условиях неопределенности. Главной проблемой эвристики является устранение противоречий.

В современной литературе до сих пор нет единого понятия эвристики. Джордж Пойа считает, что эвристика - это совокупность приемов, с помощью которых делаются открытия (он называет их правдоподобными рассуждениями.

Известные специалисты Аллен Ньюэлл, Х.А. Саймон и другие определяют эвристику как правило, сокращающее число потенциальных вариантов перебора.

Вениамин Ноевич Пушкин отождествляет термины “творческий” и “эвристический”. Олег Константинович Тихомиров утверждает, что творчество есть результат деятельности, эвристика - не продукт, а организация процесса получения этого продукта.

Эвристические методы человека не сводятся к формальным правилам, они включают в себя мотивационно-эмоциональные процессы, обеспечивающие избирательность поиска у человека.

Эвристические методы часто используют при программировании игр, имитации творческих процессов. В экспертных системах при формализации профессиональных знаний человека, касающихся способов решения задач в той или иной проблемной области, широко применяются те эвристические методы, которыми руководствуются профессиональные эксперты.

Также эвристической деятельностью интересуются философия, психология, физиология нервной деятельности, кибернетика; методы эвристики используются и в криминалистике. Проблемы эвристики оказываются на стыке психологии, теории искусственного интеллекта, структурной лингвистики, теории информации, логики и других наук. Эвристическое моделирование применяется в философии образования для решения прогностических задач.

В современной педагогике под эвристикой понимается “система логических приёмов и методических правил теоретического исследования”.

Психологи рассматривают эвристику как специальный раздел науки о мышлении. Её основной объект - творческая деятельность; важнейшие проблемы - это задачи, связанные с моделями принятия решений в условиях проблемных ситуаций, поиск нового описания внешнего мира. Сохраняется за эвристикой и функция метода обучения.

С помощью эвристических процедур многие психологи пытались построить компьютерную модель человеческого знания. Американские психологи разработали общую теорию проблемного решения. На основе их модели с помощью компьютера оказалось возможным решать большое количество разнообразных структурных проблем, например, математических текстовых задач.

Отечественными и зарубежными психологами были предложены различные модели протекания творческих процессов, а также ряд психофизиологических методов активизации творческого поиска. К подобным методам можно отнести психоэвристическое программирование, разработанное под руководством Владимира Валерьяновича Чавчанидзе. Этот метод коллективного творчества с ролевой структурой содержит множество специальных операторов, предназначенных для решения творческих задач, в том числе и технических.

Другая концепция исторической динамики научного знания принадлежит американскому историку и философу, Томасу Самюэлу Куну (род. 1922). В его книге “Структура научных революций” история науки представлена как чередование этапов конкурентной борьбы между различными научными сообществами. Формирование таких сообществ основано на принятии их членами некоторой модели научной деятельности, то есть совокупности теоретических стандартов, методологических норм и т.п. Преобладание определенной модели (парадигмы) - это период так называемой “нормальной науки”. Этот период заканчивается, когда парадигма разрушается под влиянием проблем, неразрешимых в ее рамках. Наступает “революционный” период, во время которого создаются новые парадигмы, конкурирующие друг с другом. Победа одной из них означает наступление нового периода “нормальной науки”.

Средства, помогающие человеку более эффективно решать стоящие перед ним творческие задачи, искались, как известно, давно. Так, еще древнегреческий философ Эпикур (341-270 до н.э.) предлагал получать требуемое путем комбинации элементарных частей, составляющих предметы. За два столетия до нашей эры Архимед (ок. 287-212 до н.э.) разработал специальный конструктор-тренажер для начинающих изобретателей.

Традиционным для того времени являлся поиск новых идей на основе так называемого метода случайного перебора вариантов или, иными словами, метода “проб и ошибок”. Об этом свидетельствуют записные книжки Леонардо да Винчи (1452-1519), в которых он записывал и зарисовывал случайным образом посещающие его технические идеи.

Вопросы понимания механизмов человеческого мышления, выработки приемов повышения его эффективности в те времена больше занимали представителей гуманитарных профессий - философов, математиков, теологов, психологов. Первые упоминания об эвристике как учении о продуктивных методах творческого мышления относятся к временам античности. Наиболее ранние попытки выявить особенности творческого подхода при решении разных задач нашли отражение в трудах Сократа (ок. 470-399 до н.э.), Архимеда, Евклида (III в. до н.э.), Апполония Пергского (ок. 260-170 до н.э.). Сам же термин “эвристика” впервые появился в трудах древнегреческого математика Паппа Александрийского (III в. н.э.), который обобщил труды античных математиков и объединил методы, отличные от чисто логических, под условным названием “эвристика”. Его трактат “Искусство решать задачи” можно считать первым методическим пособием, показывающим, как поступать, если задачу нельзя решить с помощью математических и логических приёмов.

Упадок античных наук привёл к забвению на многие века заложенных античными мудрецами начал эвристики. В XVI-XVII веках труды Галилео Галилея (1564-1642), Фрэнсиса Бэкона (1561-1626) и других учёных возродили специальные исследования и эвристические подходы в науке и технике. эвристика инженерный наука конструирование

Логику инженерного творчества в этот период активно разрабатывал Готфрид Вильгельм Лейбниц (1646-1716), который предлагал расчленять все понятия на элементарные ячейки, образующие как бы азбуку человеческих мыслей, и затем, комбинируя эти элементы, составлять бесконечное число решений. Ряд правил изобретательства предложил немецкий философ Христиан Вольф (1679-1754). Чешский математик Бернард Больцано (1781-1848) в своём труде “Наукоучение” изложил различные эвристические методы и приёмы.

Определенный подъем изобретательство переживает в эпоху промышленных революций конца XIX - начала XX века, ставших возможными во многом и благодаря тому, что сегодня принято называть инновационной деятельностью.

В России начала ХХ века первые работы по эвристике в изобретательстве принадлежат Петру Климентовичу Энгельмейеру, Павлу Максимовичу Якобсону, попыткам построения теории творчества посвящены работы Константина Александровича Эрберга, Семена Осиповича Грузенберга. В них описывались этапы работы изобретателя, давались первые советы по ее упорядочению и упрощению.

Практический интерес для современного изобретателя в этом плане имеет работа Алексея Капитоновича Гастева - одного из первых советских теоретиков методологии поиска, предложившего еще в 20-х годах интересные практические рекомендации для изобретателей.

В область инженерной практики, начиная с 30-х годов, начали вторгаться методы принципиально нового поколения. Это были уже не просто советы, а скорее инструкции, которые не говорили о творчестве вообще, а сводили его к совокупности конкретных процедур-эвристик, требовали от решающего ответов на конкретные вопросы.

В целом по эвристике примечательно то, что наибольшее количество методов получения новых творческих решений было предложено учеными и специалистами, непосредственно занимающимися разработкой новой техники. Ими предложено несколько десятков различных методов поиска, различающихся сложностью, эффективностью, направленностью на решение задач различных классов. Их многообразие оправдано поиском способов преодоления главных недостатков традиционного метода “проб и ошибок” - неэффективности при решении сложных задач и трудности их постановки, так как обычно задача ставится в неточной формулировке, зачастую без необходимой информации, зато с избытком ненужной.

Метод “проб и ошибок” не позволяет своевременно распознать действительно важные проблемы и тем самым отодвигает их решение. Флеминг, создатель пенициллина, утверждал, что, используя другие методы, его изобретение могло быть сделано лет на 20 раньше и спасло бы 20 миллионов жизней.

Из современных эвристических технологий наиболее известна система Генриха Сауловича Альтшуллера и его последователей. Развитие этой методологической школы и убедительные успехи в современном интеллектуальном бизнесе и в сфере управления подтверждают главный тезис - “Творчество - точная наука”. Ориентированная вначале на технологию изобретательства, теория решения изобретательских задач (ТРИЗ) пополнилась мощным арсеналом информационно-методических средств поддержки поиска новых решений, создала систему алгоритмов решения нестандартных задач и постепенно выросла до учения о жизненной стратегии творческой личности.

В целом современный этап развития эвристики характеризуется превращением ее в самостоятельную мыслительную технологию, основанную на системе взаимосвязанных компонентов. Такими компонентами являются:

· основные (рациональные) методы и средства анализа проблемной ситуации и поиска новых решений, опирающиеся на логику мышления и закономерности развития социотехнических систем;

· методы и средства настройки и регулирования творческой активности, опирающиеся на приемы психологической и физиологической активизации умственного труда;

· специальное информационное обеспечение поиска новых решений;

· искусство синтеза поисковых стратегий, опирающихся на гармоничное использование всех средств и методов поиска;

· методы и эффективные формы организации и управления поисковой деятельностью в процессе проектирования, обеспечивающие взаимосвязь методов поиска со сферой производства, экономики и социальной жизни.

Размещено на Allbest.ru