Эвристическая деятельность человека и проблемы современной науки

Изобретателю казалось, что он перепробовал все возможные комбинации известных ему технических приспособлений, проана­лизировал все способы решения своей задачи, а нужная ему конструкция не приходила в голову. Утомленный бесплодными поисками, он отвлекся и занялся другим делом. И вот однажды, когда он выполнял работу, никак, по-видимому, не связанную с мучившей его технической задачей, решение этой задачи вдруг возникло у него в голове без всякого усилия и напряжения.

Долго бился следователь над раскрытием запутанного пре­ступления. Тщательно осмотрел место происшествия, собрал не­обходимые материалы, опросил всех лиц, так или иначе связан­ных с происшествием. Полученные данные позволили ему наме­тить несколько версий, каждая из которых представлялась более или менее вероятной. Но проверка этих версий привела к разоча­рованию: все они были неверными. Следствие, казалось, зашло в тупик на неопределенное время. Решение пришло неожидан­но— в театре: наблюдая за действием пьесы, следователь вдруг почему-то вспомнил, что один предмет, найденный им на месте происшествия, обладает свойством, которого он раньше в нем не замечал. И вся картина преступления предстала перед ним сов­сем в другом свете. Он понял, в каком направлении нужно ис­кать преступника.

В решении этих двух, казалось бы, таких разных задач много общего. Сначала интенсивная деятельность, не приводящая, од­нако, к успеху, затем тупик, ощущение беспомощности. Потом — решение. Разумеется, решение приходит не всегда; некоторые за­дачи так и остаются нерешенными...

Не только в случаях, подобных приведенным выше, но и в других, менее сложных, в обыденной жизни, перед человеком не­редко возникают такие ситуации, когда обнаруживается конф-

ликт между условиями и требованиями какой-нибудь деятель­ности. Человек должен совершить некоторую совокупность дей­ствий, решить ту или иную задачу, однако наличные условия не подсказывают ему способа решения этой задачи, и весь арсенал прошлого опыта не содержит никакой готовой схемы, которая была бы пригодна для данных условий. Чтобы найти выход из подобной ситуации, человеку необходимо создать новую, не имев­шую у него ранее стратегию деятельности, т. е. совершить акт творчества. Такую ситуацию называют обычно проблемой или проблемной ситуацией, а психический процесс, с помощью кото­рого решается проблема, вырабатывается новая стратегия, обна­руживается нечто новое, носит название продуктивного мышле­ния, или, если употребить термин, идущий еще от Архимеда, эвристической деятельности.

Нетрудно представить, как велико значение продуктивной, творческой деятельности. Научные открытия, создание новых кон­струкций, разработка плана сражения или оперативного меро­приятия на диспетчерском участке, расследование сложного пре­ступления и т. д. — вот далеко не полный список видов труда, в которые в качестве важнейшего компонента входит творческая деятельность. Он показывает, насколько важно изучение этой дея­тельности, раскрытие ее закономерностей.

Наука, которая исследует закономерности эвристической, творческой деятельности человека, может быть названа эвристи­кой. В задачи эвристики входит ие только познание закономер­ностей творческого мышления, но и разработка методов, путей управления эвристическими процессами. В последние годы к эв­ристике относят и исследовательскую работу представителей ки­бернетики, которые пытаются формализовать высшие проявления человеческого интеллекта.

В будущем, когда окончательно определятся контуры этой нау­ки, она станет комплексной отраслью знания, объединяющей ме­тоды и результаты многих наук. Уже и сейчас проблемы эвристи­ки разрабатываются инженерами и математиками, психологами и физиологами, педагогами и организаторами производства. К ней примыкают и некоторые новые науки, например психологи­ческая химия, занятая поисками средств, стимулирующих твор­ческую работу мозга. Но основой эвристики как новой, комплекс­ной отрасли знания служит психология, и в особенности тот ее раздел, который получил название психологии творческого, или продуктивного, мышления.

Понятие эвристической деятельности несколько уже, чем по­нятие мышления. В умственной деятельности человека преобла­дают различные интеллектуальные операции, выработанные в хо­де обучения и развития, умственные штампы и автоматизмы. Посредством такого рода умственных стереотипов обычно реша­ется большинство возникающих перед человеком задач. Эвристи­ческая же деятельность или эвристические процессы, хотя и вклю­чают в себя умственные операции в качестве важного своего ком-

понента, вместе с тем обладают некоторой спецификой. Именно^ поэтому эвристическую деятельность следует рассматривать как такую разновидность человеческого мышления, которая создает новую систему действий или открывает неизвестные ранее зако­номерности окружающих человека объектов.

Одно из самых ярких описаний эвристической деятельности дал в свое время известный французский математик А. Пуанкаре. В его рассказе о том, как он написал свою первую работу (ме-муар) о фуксовых функциях, отчетливо выступают некоторые ха­рактерные особенности этой деятельности.

В продолжение двух недель Пуанкаре пытался доказать, что не существует никаких функций, аналогичных тем, которые он впоследствии назвал фуксовыми функциями. Каждый день он садился к рабочему столу и проводил за ним час или два; он пе­ребирал огромное количество комбинаций и не приходил ни к какому результату. «Однажды вечером, — рассказывает Пуанка­ре,— я выпил черного кофе, вопреки обыкновению, и не мог за­снуть, идеи толпой возникали в мозгу; я ощущал как бы их столкновение до тех пор, пока две из них не сцепились, так ска­зать, между собой, чтобы образовать стойкую комбинацию». Ут­ром часть проблемы была решена. Пуанкаре оставалось только отредактировать выводы, что отняло у него всего несколько ча­сов. Однако тут ему пришлось заняться еще одним вопросом, который тоже не мог быть разрешен сразу. Исследователь так описывает этот процесс: «После этого я оставил Кан, где жил тогда, чтобы принять участие в геологической экскурсии, пред­принятой Горным училищем. Дорожные перипетии заставили ме­ня забыть о математических работах. По приезде в Кутанс мы сели в омнибус для какой-то прогулки; в тот момент, когда я по­ставил ногу на подножку, у меня возникла идея, к которой, ка­залось, я не был подготовлен ни одной из предшествовавших мыслей... Я не сделал проверки; у меня не хватило бы на это вре-глени, так как в омнибусе я возобновил начатый разговор, но у меня уже тогда явилась полная уверенность в правильности идеи. По возвращении в Кан я со свежей головой проверил вывод толь­ко для очистки совести.

После этого я принялся за изучение некоторых арифметиче­ских вопросов, не приходя к особенно значительному результату и не подозревая, что эти вопросы могут иметь хоть малейшее от­ношение к моим предыдущим исследованиям. Обескураженный неуспехом, я отправился на несколько дней на берег моря; голо­ва моя была занята при этом совсем другими вещами. Однажды, когда я гулял по скалистому берегу, у меня явилась, как всегда, внезапная и отрывочная идея, справедливость которой была для меня непосредственно ясна...» После этого началась напряженная работа, в результате которой выяснилось, что решение всей про­блемы связано с решением еще одной задачи.

Попытки ее разрешения привели, по выражению Пуанкаре, лишь к осознанию того, насколько она сложна. Предоставим ему

слово для описания заключительного этапа открытия: «Затем я уехал в Мон-Валериан, где должен был отбывать воинскую по­винность. У меня было тогда много различных забот. Как-то раз, когда я проходил через бульвар, передо мною вдруг предстало раз­решение затруднения, которое раньше остановило меня. Я не ста­рался немедленно разобраться в этом и только после службы сно­ва взялся за этот вопрос. У меня были все элементы, мне остава­лось только собрать и привести их в порядок. Таким образом я окончательно редактировал свой мемуар без всякого труда».

Этот рассказ представляет собой как бы психологический про­токол, в котором четко зафиксированы все звенья интеллектуаль­ного творческого процесса, как он осознается самим ученым. По­пытки проникнуть в механизм этого процесса, раскрыть его за­кономерности предпринимали и предпринимают многие исследо­ватели в различных отраслях науки.

Еще в XVII в. философы-рационалисты Декарт, Спиноза, Лейб­ниц выделили некоторые важные компоненты творческого мышле­ния. Для понимания специфики эвристической деятельности пред­ставляют интерес идеи философов об интуиции. Они обратили внимание на тот факт, что в составе интеллектуальной деятель­ности человека есть истины, которые ум обнаруживает не на ос­нове логического доказательства, рассуждения, а путем своеоб­разного непосредственного «интеллектуального видения». <...;>

Необходимость раскрытия наряду с логической структурой мышления тех его компонентов, которые не могут быть сведены к доказательству и которые составляют важное звено эвристи­ческой деятельности, подчеркивается и современными исследова­телями.

Немалое место отводил роли интуиции в научном творчестве А. Эйнштейн. С его точки зрения, интуитивные процессы — это собственно творческий компонент исследовательской деятельнос­ти в теоретической физике. Логический аппарат, логические рас­суждения, как таковые, сами по себе не дают еще возможности создать нечто новое. <...>

Разумеется, Эйнштейн не ставил своей задачей раскрытие ме­ханизмов интуиции как необходимого звена эвристической дея­тельности, однако роль интуиции в процессе раскрытия новых закономерностей отчетливо им осознавалась.

На роли эвристической деятельности в науке, в педагогиче­ской практике подробно останавливается в своих работах аме­риканский математик Д. Пойа.

В одной из них, в книге «Как решать задачу», Пойа пытается охарактеризовать эвристику как специальную отрасль знания. С его точки зрения, это не совсем четко очерченная область иссле­дования, относимая то к логике, то к философии, то к психоло­гии. Цель эвристики — исследовать правила и методы, ведущие к открытиям и изобретениям. Эта отрасль была охарактеризована в общих чертах целым рядом авторов, в том числе Паппом, зна­менитым греческим математиком, жившим в III в. н. э. <...>

Книга Пойа представляет значительный интерес для понима­ния современной постановки проблемы эвристики, однако она имеет существенные пробелы в конкретном анализе процесса решения задач. Автор пытается вывести некоторые правила, сле­дуя которым можно прийти к открытиям, но он не анализирует той психической деятельности, в отношении которой предлагаются эти правила. Поэтому многие из его рекомендаций носят доволь­но общий характер: «Первое правило—надо иметь способности, а наряду с ними и удачу. Второе правило — стойко держаться и не отступать, пока не появится счастливая идея».

Интересна приводимая в конце книги схема решения задач (речь идет главным образом о математических задачах). Схема указывает, г. какой последовательности нужно совершать дей­ствия, чтобы добиться успеха. Она включает четыре этапа: по­нимание постановки задачи, составление плана решения, осуще­ствление плана, взгляд назад (изучение полученного решения).

В ходе выполнения этих этапов решающий задачу должен от­ветить на следующие вопросы: что неизвестно? Что дано? В чем состоит условие? Не встречалась ли мне раньше эта задача, хотя бы в несколько другой форме? Есть ли какая-нибудь родствен­ная задача? Нельзя ли воспользоваться ею? Нельзя ли приме­нить ее результат или использовать метод решения? Не следует ли ввести какой-нибудь вспомогательный элемент, чтобы можно было воспользоваться прежней задачей? И т. д.

Нетрудно увидеть, что эта схема подчеркивает главным обра­зом один принцип или компонент эвристической деятельности, а именно использование в том или ином виде прошлого опыта. Однако при всем его значении для процесса решения этот прин­цип, как будет показано дальше, не может считаться единствен­ным в структуре творческой мыслительной деятельности. Следует иметь в виду, что в том материале, который рассматривает Пойа, другие механизмы продуктивного мышления не могут выступить с большой отчетливостью, поскольку речь идет об учебных, а не о чисто творческих задачах.

Хотя ядром эвристики, ее основой является психология твор­ческого мышления, однако, как мы видели, многие исследователи, не будучи психологами, так или иначе выдвигали и решали про­блемы эвристики. Последние полтора десятилетия огромный интерес к эвристическому исследованию проявляют представи­тели кибернетики.

Как известно, возникновение и развитие кибернетики поста­вило во весь рост проблему моделирования человеческого интел­лекта. В связи с этим сделался необходимым анализ ряда общих понятий, весьма важных с точки зрения эвристики. Приведем здесь характеристику, которую дал известный английский кибер­нетик У. Р. Эшби понятию «разум»: «Еще несколько лет назад было много споров о том, что понимать под «разумной машиной». Сейчас положение прояснилось, и ответ на этот вопрос известен. Разумной следует считать систему, способную выполнять подхо-

дящий отбор. Эта способность является критерием разумности. Иными словами, разумен тот, кто разумно действует». И далее: «Таким образом, разумная машина может быть определена как система, которая использует информацию и обрабатывает ее так, чтобы достигнуть высокой степени подходящего отбора». Итак, с точки зрения Эшби, разум — это деятельность, с помощью ко­торой осуществляется выбор определенного способа действия из совокупности имеющихся у данной системы готовых способов действия. Нет сомнения, что такая деятельность существует и в некоторых случаях она очень важна. Но является ли она если не единственной, на чем настаивает Эшби, то хотя бы наиболее типичной формой мыслительной деятельности человека? И отку­да берутся способы действия, из которых делается выбор? Спо­собна ли система сама формировать их? Нетрудно увидеть, что отбор не может рассматриваться как механизм появления у субъ­екта чего-то совершенно нового. А этот механизм как раз и ха­рактерен для эвристической деятельности. Он предполагает фор­мирование, создание новой схемы (нового способа) действия, а не просто отбор одной из готовых схем.

Идея отбора как основы мышления нашла свое выражение во многих кибернетических исследованиях процесса решения за­дач. Именно на этой идее основывается широко распространен­ный вероятностно-статистический подход к мышлению. При та­ком подходе мышление рассматривается как выбор того или ино­го действия. Этот выбор делается с учетом того, какова вероят­ность возникновения тех или иных задач и вероятность их ре­шения в прошлом. Очевидно, что и в этом случае даже не ста­вится проблема продуктивности (творческого характера) мыш­ления. Процесс решения задач в условиях отбора различных ва­риантов действия выступает лишь как воссоздающая, репродук­тивная деятельность. <...>

Анализ эвристических методов решения задач содержится в книге Дж. Миллера, Ю. Галантера, К. Прибрама «Планы и структура поведения». Исследуя значение планов в интеллекту­альной деятельности, авторы выделяют две разновидности этих планов — систематические и эвристические. Систематические пла­ны отождествляются с алгоритмами. Примером такого плана мо­жет быть решение задачи: найти мяч, лежащий где-то на лужай­ке. Самым верным способом решения этой задачи была бы опе­рация систематического прощупывания лужайки шаг за шагом. Но, как справедливо указывают авторы, люди не всегда исполь­зуют систематические планы для поиска, потому что, несмотря на их разумность, эти планы скучны и неэффективны.

В качестве альтернативы к этому виду решения задачи вы­ступает путь не систематических, но эффективных поисков. Ав­торы характеризуют план решения задачи как эвристический, если систематический план сокращается за счет догадки, попыт­ки вспомнить, где в последний раз встречался искомый предмет, и т. д. В чем отличие систематического плана от эвристического?

Щ

Первый, если только он вообще возможен в том нлн ином слу­чае, оказывается надежным, но он может занять слишком много времени нлн стоить слишком дорого, а второй может оказаться дешевым и коротким, но он не гарантирует, что ожидаемые ре­зультаты будут наверняка достигнуты.

Список современных исследователей, занимающихся ана­лизом эвристических методов, можно продолжить. Но и приве­денный обзор исследований, связанных с эвристикой, показывает, что проблемы творческой мыслительной деятельности привле­кают все большее внимание представителей различных специаль­ностей. Помимо чисто научного интереса, эти проблемы имеют большое значение для практики. В последние годы оказалось, что их разработка может оказать серьезное влияние на развитие тех­ники, в связи с чем возникло эвристическое программирование как один из новых и перспективных разделов кибернетики, осно^ ванный на анализе реальной мыслительной деятельности чело­века.

Однако в эвристике, как молодой, развивающейся науке, не все понятия достаточно четко определены. Это прежде всего от­носится к понятию «эвристический метод». Многие исследова­тели, как мы видели, понимают под ним определенный эффек­тивный, но недостаточно надежный способ решения задач. On позволяет ограничивать перебор вариантов решения, т. е. сокра­щать число вариантов, изучаемых перед тем, как выбрать окон­чательное решение. Нетрудно увидеть, что это определение по­нятия «эвристический метод» не может быть признано удовлет­ворительным: в нем представлена лишь внешняя характеристика явления, но не раскрыты существенные его черты.

Чтобы раскрыть существо этого понятия, необходимо иметь в виду, что сам термин «эвристический» применим к явлениям двоякого рода. Во-первых, можно рассматривать как эвристиче­скую такую деятельность человека, которая приводит к решению сложной, нетипической задачи, во-вторых, эвристическими мож­но считать и специфические приемы, которые человек сформиро­вал у себя в ходе решения одних задач и более или менее созна­тельно переносит на другие задачи. Реальный процесс продук­тивного мышления, т. е. деятельность, связанная с решением нетнпнческих задач, описана в рассказе Пуанкаре. Она неотдели­ма от интуиции, как непосредственного усмотрения связей и от­ношений между явлениями и предметами. Примером эвристиче­ских приемов могут служить наводящие вопросы, приводимые в схеме Пойа. Эвристические приемы как готовые схемы действия составляют объект эвристической логики, а реальный процесс эвристической деятельности — объект психологии.

Пушкин В. Н. Эвристика — наука о творческом мышлении. М., 1967, с. 3—22.