Heuristika (z jiného řeckého εὑρίσκω - „hledám“, „otevírám“) je vědní obor, který studuje specifika tvůrčí činnosti [1] .
V kognitivní vědě a behaviorální ekonomii je heuristika často označována jako odlišné mentální zařízení, které může vést k chybám (například „ heuristika dostupnosti “).
Heuristika je chápána jako soubor technik a metod, které usnadňují a zjednodušují řešení kognitivních, konstruktivních, praktických problémů [2] . Heuristika je spojena s psychologií , fyziologií vyšší nervové aktivity , kybernetikou . Jako věda se heuristika rozvíjí na průsečíku filozofie , psychologie , teorie umělé inteligence, strukturální lingvistiky , teorie informace , matematiky a fyziky [3] .
Heuristika je specifický vědní obor, který studuje tvůrčí činnost jednotlivců. S ohledem na vývoj tohoto oboru poznání po dobu nejméně dvou tisíciletí dochází ke komplexnímu chápání pojmu „heuristika“ jako takové.
1. Filosofický encyklopedický slovník pod heuristikou rozumí umění vynálezu ; návod, jak metodicky najít něco nového.
2. Filosofická encyklopedie definuje heuristiku jako organizaci procesu produktivního kreativního myšlení (odtud: heuristická činnost). V tomto smyslu je heuristika chápána jako soubor mechanismů , které jsou člověku vlastní, s jejichž pomocí se generují postupy , které směřují k řešení kreativních problémů (například mechanismy navazování situačních vztahů v problémové situaci, odřezávání neperspektivních větví ve stromu opcí, tvoření vyvracení pomocí protipříkladů atd.) [3] .
V souladu s touto definicí je klíčovým předmětem studia vědy o heuristice tvůrčí činnost; předmětem a problémy studia jsou úkoly spojené s modely rozhodování (v podmínkách nestandardních problémových situací), hledání něčeho nového pro subjekt nebo společnost, strukturování popisů vnějšího světa.
3. The New Philosophical Encyclopedia definuje heuristiku jako metodologii vědeckého výzkumu ; metodologie učení založená na objevech a dohadech. Studium heuristických metod prokazuje určitou podobnost výzkumných postupů a činností v té jejich části, která je spojena s kreativním zobecňováním dostupného materiálu a formulací hypotéz. (Podrobným studiem heuristických technik v matematice se například zabýval D. Poya.) [4]
4. Filosofická encyklopedie (editoval Konstantinov) souhrnně představuje heuristiku jako: 1) okamžik objevu nového ; 2) metody použité v procesu takového objevování (viz " heuristické metody "); 3) věda, která studuje tvůrčí činnost, a 4) metoda výuky (například sokratovské rozhovory).
5. V moderním smyslu je heuristika teorií a praxí organizování selektivního vyhledávání při řešení složitých intelektuálních problémů [5] .
6. Ve své nejstručnější podobě je heuristika definována jako " věda o tom, jak dělat objevy . " Tato definice patří slavnému matematikovi Györgymu Pojemu (kniha „Mathematical Discovery“) [6] .
Ve starověkém Řecku byla heuristika chápána jako systém učení praktikovaný Sokratem , kdy učitel vede studenta k samostatnému řešení problému tím, že mu klade hlavní otázky. A dnes je heuristika spojována především se systémem verbálního učení Sokrata (469-399 př. n. l.). Prostřednictvím speciálních otázek a uvažování pomohl Sokrates partnerovi nezávisle dojít k formulaci nebo řešení problému, v důsledku čehož byla pravda odhalena nejen studentovi, ale také učiteli.
Sokrates přirovnal svou metodu k porodní asistence a nazval ji „ maieutika “. Sokrates věřil, že napomáháním zrodu pravdy v jiných lidech pokračuje v duchovní oblasti v práci své matky, „velmi zkušené a přísné porodní asistentky Fenarety“ [7] .
Základem Sokratova systému je princip „poznání nevědomosti“ , tedy uznání nedostatku znalostí o jakémkoli, byť nejjednodušším konceptu, a nasazení procesu poznání-pamatování na tomto základě. „ Vím, že nic nevím “ je počáteční heuristický vzorec Sokrata [8] .
Analýza starověkých dialogů předložených Platónem umožnila identifikovat didaktické prvky Sokratova systému [9] :
- ironie , usvědčující studenta a dokonce i samotného učitele v neznalosti;
- formulace rozporů nebo jejich umělé vytváření k odhalení skutečné neznalosti;
- indukce , vzestup od konkrétních myšlenek k obecným pojmům;
- konstrukce pojmů ve směru od povrchních k hlubším definicím;
- nabídnout partnerovi výběr (dvě nebo více) možností řešení vzniklého problému;
- přitažlivost vlastní zkušenosti k již známé odpovědi nebo k vytvoření napětí, do kterého je učitel zapojen se stejnou nevědomostí jako jeho partner;
- reflexe probíhající diskuse, návrat k původním premisám či úsudkům .
Pojem „heuristika“ se nachází v pojednání řeckého matematika Pappa „Umění řešit problémy“ (300 n. l.), ve kterém shrnul díla starověkých matematiků. Metody jiné než logické, Papp seskupil pod názvem "heuristika". Pojednání " Umění řešit problémy " je považováno zejména za první metodickou příručku demonstrující, jak postupovat, když problém nelze vyřešit pomocí matematických a logických technik.
V XX-XXI století bylo zvolání "Heuréka!" , patřící Archimedovi (287-212 př. n. l.) a spojený s jeho objevem základního zákona hydrostatiky. "Heuréka!" je jednorázovým vyjádřením radosti ze vzniku nového nápadu, řešení složitého problému v důsledku vnitřního vhledu, osvícení myšlení, odhalení podstaty problému či problému. Archimédova „Eureka“ obsahuje význam akce, která spojuje zkušenost nashromážděnou vědcem a jeho intuici ; interakce přesného a intuitivního myšlení. Později do jeho matematických metod pronikly analogie z inženýrství a mechaniky, které Archimédes používal při vynálezech. Techniky tohoto druhu jsou popsány v jeho " Erastofenově listu o mechanických teorémech " ("Pojednání o metodě") [10] .
Úpadek starověkých věd vedl na mnoho staletí k zapomnění heuristiky stanovené starověkými mudrci. V XVI-XVII století. práce G. Galilea , F. Bacona a dalších vědců oživily heuristické přístupy ve vědě a technice. Logiku inženýrské kreativity rozvinul G. V. Leibniz (1646-1716), který navrhl rozdělit všechny pojmy do elementárních buněk, které tvoří abecedu lidských myšlenek; to umožnilo později, spojením těchto prvků, skládat nekonečné množství řešení.
Řadu invenčních pravidel navrhl německý filozof X. Wolf (1679-1754).
Český matematik B. Bolzano (1781-1848) ve svém díle "Věda" nastínil různé heuristické metody a techniky.
Další rozvoj heuristických přístupů ve výchově je spojen se jmény dvou vynikajících učitelů a filozofů – Jeana-Jacquese Rousseaua a L. N. Tolstého – zakladatelů přirozené výchovy a vzdělávání. Takže, J.-J. Rousseau obhajoval vývoj dítěte v souladu s přírodou - nastávající na základě jeho vlastních smyslů; pro přirozený způsob učení a absenci umělých trestů, které byly nahrazeny uvědoměním si přirozených následků špatných skutků. „ Jediná metoda vzdělávání je zkušenost a jejím jediným kritériem je svoboda “ - L. N. Tolstoy učinil tento závěr po analýze historie vývoje pedagogiky a výsledků práce školy pro rolnické děti.
J.-J. Rousseau uvažoval o učení prizmatem fyzického, emocionálního a intelektuálního růstu studenta. Zejména škola jim byla prezentována jako laboratoř, v níž se dítě muselo aktivně ujmout; proces učení byl definován jako „ učení praxí “. Tento heuristický princip je využíván i v moderní praxi dětské psychologie a pedagogiky [11] .
Ruský pedagog a psycholog Pjotr Fedorovič Kapterev (1849-1922), autor 40 monografií a 500 článků, prosazoval využití heuristické formy vzdělávání na veřejných školách a učitelských seminářích. "Heuristická forma výuky je taková, ve které vědecké zákony, vzorce, pravidla a pravdy objevují a rozvíjejí sami studenti pod vedením učitele . " Myšlenky heuristiky, její metody a aplikované modely studovali a rozvíjeli také V. P. Vakhterov , S. T. Shatsky , J. Dewey , A. Neill , E. Parkhurst , S. Frenet a další.
V Rusku rozvoj teorie heuristiky na počátku 20. stol. zapojil patentový inženýr P.K. Engelmeyer , který popsal heuristiku ve vynálezu. Pokusům o konstrukci teorie kreativity se věnují práce K. Erberga, S. O. Gruzenberga [12] .
Studium kreativity bylo dlouhou dobu založeno na pokusech a omylech, třídění možných možností, čekání na pochopení a analogické práci. Thomas Edison tedy provedl asi 50 tisíc experimentů při vývoji zařízení s alkalickou baterií. A o vynálezci vulkanizovaného kaučuku Charlesi Goodyearovi (Goodyear) napsali, že míchal surový kaučuk (kaučuk) s jakoukoli látkou, která mu přišla pod ruku: sůl, pepř, cukr, písek, ricinový olej, dokonce i polévka. Řídil se logickým závěrem, že dříve nebo později vyzkouší všechno na zemi a nakonec narazí na úspěšnou kombinaci [13] .
Postupem času se však takové metody začaly dostávat do rozporu s tempem tvorby a rozsahem moderních zařízení. Nejintenzivnější hledání a rozvoj heuristických metod začal ve druhé polovině 20. století, a to nejen studiem technik a sledu činností inženýrů a dalších tvůrčích pracovníků, ale také na základě výdobytků psychologie a fyziologie mozek.
Heuristické metody jsou proti formálnímu výčtu opcí podle daných pravidel. Člověk v podstatě při řešení jakéhokoli problému používá určité metody, které zkracují cestu k řešení a usnadňují jeho nalezení. Například při dokazování teorémů geometrie se jako heuristický nástroj obvykle používá výkres; Při řešení matematického problému se snažíme zapamatovat si a použít řešení dalších podobných problémů. Jako heuristické nástroje se používají také obecná tvrzení a vzorce, induktivní metody, analogie, věrohodné závěry, vizuální modely a obrazy, myšlenkové experimenty atd. [čtrnáct]
Zájem o výzkum aplikace heuristických metod vzrostl zejména s rozvojem počítačů . Při použití počítačů k řešení problémů programátor, který nezná přesnou metodu vedoucí k cíli, zavede do počítače metodu řešení založenou na věrohodném uvažování samotného programátora, nebo umožní stroji provést hodnověrné uvažování (na základě zavedení do stroje algoritmu pro generování uvažování na základě strojových a lidských zkušeností při řešení problémů této třídy) [15] . Takové počítačové programy se nazývají heuristické programy . Nejznámější z nich je program "General Problem Solver" (GPR), který sestavili A. Newell , J. Shaw a G. Simon.
V průběhu rozvoje vědy o psychologii byly matematické a heuristické modely využívány k vytváření psychodiagnostických metod, testů a předpovědních systémů. Například jednou z moderních oblastí praktického výzkumu heuristického myšlení je oblast vyloučení chyb , zejména při rozhodování, formování taktiky a strategie, zvažování možností, aby bylo dosaženo požadovaného výsledku. Významnými osobnostmi v této oblasti jsou ředitel Institutu Maxe Plancka pro výzkum vzdělávání v Berlíně, profesor Gerd Gigerenzer („Intuitivní rozhodnutí: Inteligence podvědomí“) [16] a nositel Nobelovy ceny za ekonomii (2002) Daniel Kahneman ( „Mysli pomalu, rozhoduj se rychle“).
A. Tversky a D. Kahneman chápali hlavní cíl heuristiky být rychlý, zjednodušený ve srovnání s metodami (či pravidly) racionálního myšlení pro rozhodování, vytržený z oblasti logiky – do zóny intuice. Často je v důsledku aplikace heuristických metod učiněn úsudek na základě nedostatečných nebo dokonce neadekvátních informací. Rozhodnutí tohoto typu lze charakterizovat jako skok bez mezičlánků od dostupných informací k závěrům . Na základě výsledků tohoto vývoje se heuristika začala rozvíjet jako oblast psychologie intuice. [17]
V moderním světě jsou heuristické algoritmy, principy a modely široce používány v managementu, psychologii managementu, psychologii vedení, teorii informace, kybernetice, teorii operací, statistice a dalších disciplínách.
Heuristické metody se nazývají logické techniky a metodologická pravidla vědeckého bádání a invenční kreativity, které mohou vést k cíli v podmínkách neúplných výchozích informací a absence jasného programu pro řízení procesu řešení problému [18] .
V užším slova smyslu je heuristika chápána jako intuitivní (nevědomé) metody řešení problémů vč
V současné době bylo vyvinuto několik desítek heuristických metod , které se efektivně využívají . Neexistují mezi nimi žádné univerzální a v každé konkrétní situaci se doporučuje zkusit použít řadu metod, protože jejich hlavním účelem je zvýšit tvůrčí činnost. Toho je dosaženo pomocí následujících opatření:
Lidské myšlení lze podmíněně rozdělit na vědomé-logické a intuitivně-praktické. Při vlastní realizaci tvůrčího procesu se oba typy myšlení vzájemně ovlivňují v dialektické jednotě, výsledkem takové interakce je model problémové situace . Předcházejí mu předběžné, často dlouhé a intenzivní úvahy, hledání, soudy [19] .
Heuristika jako věda se zabývá konstrukcí heuristických modelů procesu hledání originálního řešení problému. Hlavním úkolem heuristiky je sestavení modelů pro realizaci procesu hledání nového řešení pro daný subjekt (resp. společnost jako celek).
Existují různé typy takových modelů, mezi nimi lze jako příklad uvést některé možnosti:
Heuristické metody a modelování jsou pro člověka jedinečné a odlišují ho od umělých inteligentních (myslících) systémů. V současné době rozsah lidské činnosti zahrnuje:
Důležitým rysem lidské činnosti je přítomnost prvku náhody v ní: nevysvětlitelné činy a extravagantní rozhodnutí jsou často základem originálních a nečekaných nápadů.
S rozvojem výpočetní techniky však stále větší množství funkcí přebírají automatické systémy, přičemž práci vykonávají rychleji a efektivněji než člověk. Úkolem člověka jako homo sapiens je především zdokonalovat se v heuristických postupech , nikoli v provádění algoritmických operací, aby nebyl nahrazen „inteligentní“ technologií.
Ve vědě a technice se rozlišují tyto výsledky heuristické (tvůrčí) činnosti: