Қателер арқылы проблема шешу әдісі – тәжірибе мен қателік негізіндегі оқу, жануарлар мінез-құлқындағы қарапайым түсіндірме, және C. Lloyd Morgan еңбегі.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Мәселелерді шешу әдісі
Method of problem solving
Сынақ пен қате – проблемаларды шешудің негізгі әдісі болып табылады, ол сәттілікке қол жеткізгенге дейін немесе тәжірибе тоқтағанға дейін қайталанатын, әртүрлі талпыныстармен сипатталады. В.Х. Торптың сөзіне сәйкес, бұл терминді К. Ллойд Морган (1852–1936) «сынау және сәтсіздік» және «сынау және тәжірибе» сияқты ұқсас тіркестерді сынағаннан кейін ойлап тапқан. Морганның қағидасы бойынша, жануарлардың мінез-құлқы ең қарапайым жолмен түсіндірілуі керек. Егер мінез-құлық жоғары деңгейдегі ойлау процестерін білдіретіндей болса, оны сынақ пен қате арқылы үйрену арқылы түсіндіруге болады. Мысалы, оның терьеры Тони бақтың қақпасын шеберлікпен ашқанда, соңғы мінез-құлқына куә болған адам оны көрегендікпен жасалған деп қате түсінуі мүмкін. Алайда, Ллойд Морган иттің жауапты біртіндеп үйрену жолын бақылап, жазып алды және оны түсіндіру үшін ешқандай көрегендік қажет емес екенін көрсетті. Эдвард Ли Торндайк сынақ пен қате арқылы оқыту теориясын қалыптастырушы болды және зертханада сынақ пен қате арқылы эксперимент жүргізудің жолын көрсетті. Оның танымал экспериментінде, үйренудегі әсер заңын зерттеу үшін мысық бірнеше жұмбақ қораптарға орналастырылды. Ол әрбір сынақтың уақытын тіркейтетін қисықтарды құрды. Торндайктің маңызды байқауы – оқытуға оң нәтижелер көмектеседі, бұл кейіннен Б.Ф. Скиннердің оперативтік шарттау арқылы жетілдіріліп, кеңейтілді. Сынақ пен қате – сонымен қатар проблеманы шешу, жөндеу, реттеу немесе білім алу әдісі болып табылады. Компьютер ғылымында бұл әдіс «жасау және тексеру» (күшпен іздеу) деп аталады. Элементар алгебрада теңдеулерді шешу кезінде «болжау және тексеру» қолданылады. Бұл тәсілді проблеманы шешудің екі негізгі тәсілінің бірі ретінде қарастыруға болады, ол түсінік пен теорияны қолданатын тәсілге қарама-қарсы. Дегенмен, әдісті басқару үшін теорияны пайдаланатын аралық тәсілдер де бар, мысалы, басшылыққа алынатын эмпиризм. Осы ойлау жүйесі Карл Поппердің сындық рационализмінің негізгі қағидасы болды.
Trial and error is a fundamental method of problem solving characterized by repeated, varied attempts which are continued until success, or until the practicer stops trying. According to W. H. Thorpe, the term was devised by C. Lloyd Morgan (1852–1936) after trying out similar phrases "trial and failure" and "trial and practice". Under Morgan's Canon, animal behaviour should be explained in the simplest possible way. Where behavior seems to imply higher mental processes, it might be explained by trial and error learning. An example is a skillful way in which his terrier Tony opened the garden gate, easily misunderstood as an insightful act by someone seeing the final behavior. Lloyd Morgan, however, had watched and recorded the series of approximations by which the dog had gradually learned the response, and could demonstrate that no insight was required to explain it. Edward Lee Thorndike was the initiator of the theory of trial and error learning based on the findings he showed how to manage a trial and error experiment in the laboratory. In his famous experiment, a cat was placed in a series of puzzle boxes in order to study the law of effect in learning. He plotted to learn curves which recorded the timing for each trial. Thorndike's key observation was that learning was promoted by positive results, which was later refined and extended by B. F. Skinner's operant conditioning. Trial and error is also a method of problem solving, repair, tuning, or obtaining knowledge. In the field of computer science, the method is called generate and test (Brute force). In elementary algebra, when solving equations, it is guess and check. This approach can be seen as one of the two basic approaches to problem solving, contrasted with an approach using insight and theory. However, there are intermediate methods which for example, use theory to guide the method, an approach known as guided empiricism. This way of thinking has become a mainstay of Karl Popper's critical rationalism.
Әдістеме
Сынақ пен қате әдісі ең табысты түрде қарапайым мәселелерде және ойындарда қолданылады, сондай-ақ ешқандай анық ереже қолданылмаған кезде соңғы шара болып табылады. Бұл тәсілдің өзінен-өзі салғысыз екенін білдірмейді, себебі адам сәттілікке алып келуі мүмкін нұсқаларды анықтау үшін айнымалыларды жүйелі түрде өңдеуге тырысуы мүмкін. Дегенмен, бұл әдіс көбінесе мәселе туралы білімі жеткіліксіз адамдар тарапынан қолданылады. Сынақ пен қате әдісі оның табиғи есептеулік аспектісінен зерттелді.
The trial and error approach is used most successfully with simple problems and in games, and it is often the last resort when no apparent rule applies. This does not mean that the approach is inherently careless, for an individual can be methodical in manipulating the variables in an attempt to sort through possibilities that could result in success. Nevertheless, this method is often used by people who have little knowledge in the problem area. The trial and error approach has been studied from its natural computational point of view
Иерархиялар
Эшбидің кітабы осы «мета деңгей» идеясын дамытады және оны жүйелі иерархияда бірінен кейін бірі жоғары орналасқан деңгейлердің толық рекурсивті тізбегіне дейін кеңейтеді. Осыған сүйене отырып, ол адам ақылы мұндай ұйымда пайда болады деп тұжырымдайды: бастапқыда әр жаңа сатыда сынақ пен қателікке көп жүйкелене отырып (бірақ соңында біз «ақыл-ой» деп атайтын нәрсеге жетеді). Демек, иерархияның ең жоғарғы деңгейі (кез келген сатыда) әлі де қарапайым сынақ пен қателікке тәуелді болады. Трейл (1978–2006) бұл Эшби иерархиясының Пьяжедің жақсы белгілі даму сатылары теориясымен үндесетінін ұсынады. [Бұл жұмыста Эшбидің 1000 қосқыш мысалы да талқыланады; §C1.2 қараңыз]. Әрі, Пьяжелік доктринаның бір бөлігі – балалар алдымен белгілі бір дәрежеде кездейсоқ түрде белсенді әрекет ету арқылы үйренеді, содан кейін нәтижелерінен сабақ алады, бұл Ашбидің кездейсоқ «сынақ пен қателік» тәсіліне ұқсас.
Ashby's book develops this "meta level" idea, and extends it into a whole recursive sequence of levels, successively above each other in a systematic hierarchy. On this basis, he argues that human intelligence emerges from such organization: relying heavily on trial and error (at least initially at each new stage), but emerging with what we would call "intelligence" at the end of it all. Thus presumably the topmost level of the hierarchy (at any stage) will still depend on simple trial and error. Traill (1978–2006) suggests that this Ashby hierarchy probably coincides with Piaget's well known theory of developmental stages. [This work also discusses Ashby's 1000 switch example; see §C1.2]. After all, it is part of Piagetian doctrine that children learn first by actively doing in a more or less random way, and then hopefully learn from the consequences — which all has a certain resemblance to Ashby's random "trial and error".
Мысалдар
Сынақ пен қателік дәстүрлі түрде антибиотиктер сияқты жаңа дәрілерді табудың басты әдісі болып келген. Химиктер жай ғана химиялық заттарды кездейсоқ түрде сынап, қажетті әсерге жетеді. Күрделірек нұсқасында, химиктер құрылым-белсенділік қатынасы деп аталатын әдіс арқылы әсер ететіндей болжам жасалған химиялық заттардың тар ауқымын таңдайды. (Екінші жағдайды шешімді табу стратегиясы емес, мәселені өзгерту ретінде қарастыруға болады: «Антибиотик ретінде қай химиялық зат жақсы жұмыс істейді?» деген мәселе күрделі тәсілде «Бұл тар ауқымдағы химиялық заттардың қайсысы антибиотик ретінде жақсы жұмыс істейді?» болып өзгереді.) Бұл әдіс полимер технологиясы сияқты көптеген салаларда жаңа полимер түрлерін немесе топтарын табу үшін кеңінен қолданылады. Сынақ пен қателік видео ойындардағы ойыншылардың реакцияларында да жиі кездеседі. Ойыншылар кедергіге немесе қарсыласқа тап болғанда, оны жеңіп өту үшін бірнеше стратегия жасайды, әр стратегияны қолданып, сәттілікке жетеді немесе ойынды тоқтатып қояды. Спорт командалары да плей-оффқа ілігу және/немесе одан әрі өту үшін, чемпионатты жеңу үшін түрлі стратегиялар, ойындар, құралымдар мен схемаларды сынап, қарсыластарын жеңуге тырысады. Бұл плей-офф серияларында ерекше маңызды, онда келесі кезеңге өту үшін бірнеше жеңіс қажет, ал ойынды ұтылған команда жеңіске жетудің жаңа тәсілдерін іздеуге мүмкіндік алады, егер олар әлі шығарылмаса. Ғылыми әдіс гипотезаларды формулировкалау және тексеру кезінде сынақ пен қателік элементін қамтиды деп санауға болады. Сондай-ақ, генетикалық алгоритмдер, симуляцияланған қайнату және күшейтілген оқыту – бәрі де сынақ пен қателік негізгі идеясын қолданатын іздеу түрлері. Биологиялық эволюцияны сынақ пен қателік түрі ретінде қарастыруға болады. Кездейсоқ мутациялар мен жыныстық генетикалық өзгерістерді сынақтар, ал нашар репродуктивтік сәйкестік немесе жақсарған сәйкестіктің болмауы – қателік ретінде қарастырылады. Осылайша, ұзақ уақыттан кейін жақсы бейімделген геномдар туралы «білім» олардың көбейе алу қабілеті арқасында жинақталады. Bogosort, концептуалды сұрыптау алгоритмі (өте тиімсіз және практикалық емес), тізімді сұрыптауға қатысты сынақ пен қателік тәсілі ретінде қарастырылуы мүмкін. Алайда, қарапайым bogosort мысалдары тізімнің қандай реттері сыналыпты, олардың қайсысы қайталаныпты ескермейді, бұл сынақ пен қателік принципінің бірін бұзады. Сынақ пен қателік, шын мәнінде, bogosort-тан тиімдірек және практикалық; bogosort-тан айырмашылығы, ол шекті тізімде шекті уақытта тоқтауына кепілдік береді және кейбір жағдайларда өте қысқа тізімдерді сұрыптаудың ақылға қонымды тәсілі болуы мүмкін. Portia туысына жататын секіруші бұршақтар бейтаныс жемтікке қарсы немесе ерекше жағдайларда жаңа тактиканы табу үшін сынақ пен қателік әдісін қолданады және оларды есте сақтайды. Тәжірибелер Portia fimbriata және Portia labiata жасанды ортада сынақ пен қателікпен жұмыс істей алатынын көрсетті, онда бұршақтың мақсаты қарапайым секіру үшін тым кең лагунаны кесіп өту, яғни секіріп, жүзу немесе тек жүзу қажет.
Trial and error has traditionally been the main method of finding new drugs, such as antibiotics. Chemists simply try chemicals at random until they find one with the desired effect. In a more sophisticated version, chemists select a narrow range of chemicals it is thought may have some effect using a technique called structure–activity relationship. (The latter case can be alternatively considered as a changing of the problem rather than of the solution strategy: instead of "What chemical will work well as an antibiotic?" the problem in the sophisticated approach is "Which, if any, of the chemicals in this narrow range will work well as an antibiotic?") The method is used widely in many disciplines, such as polymer technology to find new polymer types or families. Trial and error is also commonly seen in player responses to video games when faced with an obstacle or boss, players often form a number of strategies to surpass the obstacle or defeat the boss, with each strategy being carried out before the player either succeeds or quits the game. Sports teams also make use of trial and error to qualify for and/or progress through the playoffs and win the championship, attempting different strategies, plays, lineups and formations in hopes of defeating each and every opponent along the way to victory. This is especially crucial in playoff series in which multiple wins are required to advance, where a team that loses a game will have the opportunity to try new tactics to find a way to win, if they are not eliminated yet. The scientific method can be regarded as containing an element of trial and error in its formulation and testing of hypotheses. Also compare genetic algorithms, simulated annealing and reinforcement learning – all varieties for search which apply the basic idea of trial and error. Biological evolution can be considered as a form of trial and error. Random mutations and sexual genetic variations can be viewed as trials and poor reproductive fitness, or lack of improved fitness, as the error. Thus after a long time 'knowledge' of well adapted genomes accumulates simply by virtue of them being able to reproduce. Bogosort, a conceptual sorting algorithm (that is extremely inefficient and impractical), can be viewed as a trial and error approach to sorting a list. However, typical simple examples of bogosort do not track which orders of the list have been tried and may try the same order any number of times, which violates one of the basic principles of trial and error. Trial and error is actually more efficient and practical than bogosort; unlike bogosort, it is guaranteed to halt in finite time on a finite list, and might even be a reasonable way to sort extremely short lists under some conditions. Jumping spiders of the genus Portia use trial and error to find new tactics against unfamiliar prey or in unusual situations, and remember the new tactics. Tests show that Portia fimbriata and Portia labiata can use trial and error in an artificial environment, where the spider's objective is to cross a miniature lagoon that is too wide for a simple jump, and must either jump then swim or only swim.