Heurystyka — Heuristic

Heurystyczny ( / h j ʊ r ɪ s . T ɪ k / ; od starogrecki εὑρίσκω (heurískō)  „Uważam, odkryć”), lub technika heurystyczny jest każde podejście do rozwiązywania problemów lub samopoznania , która zatrudnia praktyczny metoda, która nie gwarantuje, że jest optymalna , idealna lub racjonalna , ale mimo to wystarcza do osiągnięcia natychmiastowego, krótkoterminowego celu lub aproksymacji . Tam, gdzie znalezienie optymalnego rozwiązania jest niemożliwe lub niepraktyczne, można zastosować metody heurystyczne, aby przyspieszyć proces znajdowania zadowalającego rozwiązania. Heurystyki mogą być skrótami myślowymi, które zmniejszają obciążenie poznawcze związane z podejmowaniem decyzji .

Przykłady, które wykorzystują heurystykę, obejmują stosowanie prób i błędów , praktyczną regułę lub oparte na wiedzy zgadywanie .

Przegląd

Heurystyki to strategie wywodzące się z wcześniejszych doświadczeń z podobnymi problemami. Strategie te polegają na wykorzystaniu łatwo dostępnych, choć luźno stosowanych informacji, aby kontrolować rozwiązywanie problemów u ludzi, maszyn i abstrakcyjnych kwestii. Kiedy dana osoba stosuje w praktyce heurystykę, zazwyczaj działa ona zgodnie z oczekiwaniami. Jednak może alternatywnie powodować błędy systematyczne.

Najbardziej podstawową heurystyką jest metoda prób i błędów, której można używać we wszystkim, od dopasowywania nakrętek i śrub do znajdowania wartości zmiennych w zadaniach algebry. W matematyce niektóre popularne heurystyki obejmują użycie reprezentacji wizualnych, dodatkowych założeń, rozumowania naprzód/wstecz i uproszczenia. Oto kilka powszechnie używanych heurystyk z książki George'a Pólyi z 1945 roku, How to Solve It :

  • Jeśli masz trudności ze zrozumieniem problemu, spróbuj narysować obrazek.
  • Jeśli nie możesz znaleźć rozwiązania, spróbuj założyć, że masz rozwiązanie i zobacz, co możesz z tego wyciągnąć („praca wstecz”).
  • Jeśli problem jest abstrakcyjny, spróbuj przeanalizować konkretny przykład.
  • Spróbuj najpierw rozwiązać bardziej ogólny problem (" paradoks wynalazcy ": ambitniejszy plan może mieć większe szanse powodzenia).

W psychologii heurystyki są prostymi, skutecznymi regułami, wyuczonymi lub wpojonymi przez procesy ewolucyjne, które zostały zaproponowane w celu wyjaśnienia, w jaki sposób ludzie podejmują decyzje, dokonują osądów i rozwiązują problemy zwykle w obliczu złożonych problemów lub niekompletnych informacji. Badacze sprawdzają, czy ludzie używają tych reguł różnymi metodami. Zasady te działają dobrze w większości przypadków, ale w niektórych przypadkach mogą prowadzić do systematycznych błędów lub błędów poznawczych .

Historia

Badanie heurystyki w ludzkim podejmowaniu decyzji zostało opracowane w latach 70. i 80. przez psychologów Amosa Tversky'ego i Daniela Kahnemana, chociaż pojęcie to zostało pierwotnie wprowadzone przez laureata Nagrody Nobla Herberta A. Simona , którego pierwotnym, podstawowym przedmiotem badań był problem rozwiązanie tego pokazało, że działamy w ramach tego, co nazywa ograniczoną racjonalnością . Ukuł termin satysfakcjonujący , który oznacza sytuację, w której ludzie szukają rozwiązań, akceptują wybory lub osądy, które są „wystarczająco dobre” dla ich celów, choć można je zoptymalizować.

Rudolf Groner przeanalizował historię heurystyki od jej korzeni w starożytnej Grecji po współczesne prace z zakresu psychologii poznawczej i sztucznej inteligencji , proponując styl poznawczy „myślenie heurystyczne kontra algorytmiczne”, który można ocenić za pomocą zwalidowanego kwestionariusza .

Adaptacyjny zestaw narzędzi

Gerd Gigerenzer i jego grupa badawcza argumentowali, że modele heurystyki muszą być formalne, aby umożliwić przewidywanie zachowań, które można testować. Badają szybkie i oszczędne heurystyki w „przyborniku adaptacyjnym” jednostek lub instytucji oraz ekologiczną racjonalność tych heurystyk; to znaczy warunki, w których dana heurystyka może się powieść. Opisowe badanie „przybornika adaptacyjnego” odbywa się poprzez obserwację i eksperyment, nakazowe badanie racjonalności ekologicznej wymaga analizy matematycznej i symulacji komputerowej. Wykazano, że heurystyki — takie jak heurystyka rozpoznawania , najlepsze drzewa heurystyczne oraz szybkie i oszczędne — są skuteczne w przewidywaniu, szczególnie w sytuacjach niepewności. Często mówi się, że heurystyka zamienia dokładność na wysiłek, ale ma to miejsce tylko w sytuacjach ryzyka. Ryzyko odnosi się do sytuacji, w których znane są wszystkie możliwe działania, ich skutki i prawdopodobieństwo. W przypadku braku tych informacji, czyli w warunkach niepewności, heurystyka może osiągnąć wyższą dokładność przy mniejszym wysiłku. To odkrycie, znane jako efekt mniej znaczy więcej , nie zostałoby odkryte bez formalnych modeli. Cennym spostrzeżeniem tego programu jest to, że heurystyki są skuteczne nie pomimo swojej prostoty, ale dzięki niej. Ponadto Gigerenzer i Wolfgang Gaissmaier odkryli, że zarówno jednostki, jak i organizacje opierają się na heurystyce w sposób adaptacyjny.

Teoria Ja poznawczo-doświadczalna

Heurystyki, poprzez większe udoskonalenie i badania, zaczęły być stosowane do innych teorii lub przez nie wyjaśniane. Na przykład teoria poznawczo-doświadczalna Ja (CEST) jest również adaptacyjnym spojrzeniem na przetwarzanie heurystyczne. CEST rozbija dwa systemy przetwarzające informacje. Czasami, z grubsza mówiąc, ludzie rozważają kwestie racjonalnie, systematycznie, logicznie, celowo, z wysiłkiem i ustnie. W innych przypadkach ludzie rozważają problemy intuicyjnie, bez wysiłku, globalnie i emocjonalnie. Z tej perspektywy heurystyki są częścią większego systemu przetwarzania empirycznego, który często jest adaptacyjny, ale podatny na błędy w sytuacjach wymagających analizy logicznej.

Podstawianie atrybutów

W 2002 roku Daniel Kahneman i Shane Frederick zaproponowali, że heurystyka poznawcza działa w oparciu o proces zwany substytucją atrybutów , który odbywa się bez świadomej świadomości. Zgodnie z tą teorią, gdy ktoś osądza (o „atrybucie docelowym”), który jest złożony obliczeniowo, zastępowany jest łatwiejszym do obliczenia „atrybutem heurystycznym”. W efekcie problem trudny poznawczo rozwiązuje się, odpowiadając na raczej prostszy problem, nie zdając sobie z tego sprawy. Teoria ta wyjaśnia przypadki, w których osądy nie wykazują regresji w kierunku średniej . Można uznać, że heurystyka zmniejsza złożoność ocen klinicznych w opiece zdrowotnej.

Psychologia

Nieformalne modele heurystyk

  • Heurystyka afektu — Skrót mentalny, który wykorzystuje emocje do wpływania na decyzję. Emocja to efekt, który odgrywa wiodącą rolę, który szybko lub skutecznie podejmuje decyzję lub rozwiązuje problem. Jest używany podczas oceny ryzyka i korzyści czegoś, w zależności od pozytywnych lub negatywnych uczuć, które ludzie kojarzą z bodźcem. Można to również uznać za decyzję intuicyjną, ponieważ jeśli przeczucie jest właściwe, korzyści są wysokie, a ryzyko niskie.
  • Zakotwiczanie i dostosowywanie — opisuje powszechną ludzką tendencję do polegania w większym stopniu na pierwszej oferowanej informacji („kotwica”) podczas podejmowania decyzji. Na przykład w badaniu przeprowadzonym na dzieciach powiedziano dzieciom, aby oszacowały liczbę żelek w słoiku. Grupom dzieci przypisywano albo wysoką, albo niską „podstawową” liczbę (kotwicę). Dzieci oszacowały, że liczba żelek jest bliższa podanej im liczbie kotwicy.
  • Heurystyka dostępności — skrót myślowy, który pojawia się, gdy ludzie oceniają prawdopodobieństwo zdarzeń na podstawie łatwości, z jaką przychodzą na myśl przykłady. Na przykład w eksperymencie Tversky & Kahneman z 1973 r. większość uczestników zgłosiła, że ​​w języku angielskim jest więcej słów zaczynających się na literę K, niż dla których K było trzecią literą. W języku angielskim jest dwa razy więcej słów, które mają K jako trzecią literę niż te, które zaczynają się na K, ale słowa zaczynające się na K są znacznie łatwiejsze do zapamiętania i przypomnienia.
  • Heurystyka równowagi — dotyczy sytuacji, gdy dana osoba równoważy negatywne i pozytywne skutki decyzji, która czyni wybór oczywistym.
  • Heurystyka stopy bazowej — gdy decyzja wiąże się z prawdopodobieństwem, jest to skrót myślowy, który wykorzystuje odpowiednie dane do określenia prawdopodobieństwa wystąpienia wyniku. Podczas korzystania z tej heurystyki istnieje częsty problem, w którym osoby źle oceniają prawdopodobieństwo wystąpienia sytuacji. Na przykład, jeśli istnieje test na chorobę, który ma dokładność 90%, ludzie mogą myśleć, że jest to 90%, że mają chorobę, nawet jeśli choroba dotyka tylko 1 na 500 osób.
  • Heurystyka zdrowego rozsądku --- Używana często przez osoby, gdy potencjalne skutki decyzji wydają się oczywiste. Na przykład, gdy pilot telewizora się rozładowuje, należy wymienić baterie.
  • Heurystyka zarażenia — jest zgodna z prawem zarażania lub podobieństwa. To prowadzi ludzi do unikania innych, które są postrzegane przez obserwatora jako „zanieczyszczone”. Dzieje się tak ze względu na to, że obserwator widzi coś, co jest postrzegane jako złe, lub szuka obiektów, które kojarzą się z tym, co wydaje się dobre. Niektóre rzeczy, które można uznać za szkodliwe, mogą nie być naprawdę. Czasami prowadzi to do irracjonalnego myślenia w imieniu obserwatora.
  • Domyślna heurystyka — w rzeczywistych modelach często konsumenci stosują tę heurystykę podczas wybierania opcji domyślnej, niezależnie od tego, czy była to ich preferencja.
  • Wykształcona heurystyka zgadywania — gdy dana osoba reaguje na decyzję, korzystając z przechowywanych przez nią odpowiednich informacji dotyczących problemu.
  • Heurystyka nakładu — wartość przedmiotu jest określana przez ilość wysiłku włożonego w jego produkcję. Przedmioty, których wyprodukowanie zajęło więcej czasu, są bardziej wartościowe, podczas gdy przedmioty, które zajęły mniej czasu, są uważane za mniej wartościowe. Dotyczy to również tego, ile wysiłku wkłada się w osiągnięcie produktu. Można to postrzegać jako różnicę między pracą i zarabianiem na przedmiot a znalezieniem przedmiotu na poboczu ulicy. Może to być ten sam przedmiot, ale ten znaleziony nie zostanie uznany za tak cenny jak ten, który zarobiliśmy.
  • Eskalacja zaangażowania — opisuje zjawisko, w którym ludzie uzasadniają zwiększenie inwestycji w decyzję na podstawie skumulowanych wcześniejszych inwestycji, pomimo nowych dowodów sugerujących, że koszt kontynuowania decyzji, począwszy od dzisiaj, przewyższa oczekiwaną korzyść. Jest to związane z błędem kosztów utopionych .
  • Heurystyka sprawiedliwości — dotyczy reakcji jednostki na decyzję autorytatywnej osoby. Jeżeli decyzja została podjęta w sposób uczciwy, prawdopodobieństwo, że dana osoba zastosuje się dobrowolnie, jest wyższe, niż gdyby było to niesprawiedliwe.
  • Heurystyka znajomości — skrót myślowy stosowany do różnych sytuacji, w których jednostki zakładają, że okoliczności leżące u podstaw przeszłego zachowania nadal są prawdziwe w obecnej sytuacji i że przeszłe zachowanie można zatem prawidłowo zastosować w nowej sytuacji. Szczególnie powszechne, gdy osoba doświadcza dużego obciążenia poznawczego .
  • Naiwna dywersyfikacja — poproszeni o dokonanie kilku wyborów naraz, ludzie mają tendencję do dywersyfikacji bardziej niż przy podejmowaniu tego samego rodzaju decyzji sekwencyjnie.
  • Zasada szczytu – subiektywne odczucia danej osoby podczas najbardziej intensywnych i końcowych momentów wydarzenia są uśredniane razem w jeden osąd. Na przykład, osoba może ocenić trudność treningu, biorąc pod uwagę tylko najbardziej wymagającą część treningu (np. sprinty Tabata) i to, co dzieje się na samym końcu (np. wyciszenie). W ten sposób trudny trening, taki jak ten opisany tutaj, mógłby być postrzegany jako „łatwiejszy” niż trening bardziej zrelaksowany, który nie różnił się intensywnością (np. 45 minut jazdy na rowerze w 3 strefie tlenowej, bez wyciszenia).
  • Heurystyka reprezentatywności — skrót myślowy używany podczas osądzania prawdopodobieństwa zdarzenia w warunkach niepewności. Lub ocenianie sytuacji na podstawie tego, jak podobne są perspektywy do prototypów, które dana osoba ma w swoim umyśle. Na przykład w eksperymencie Tversky'ego i Kahnemana z 1982 roku uczestnicy otrzymali opis kobiety o imieniu Linda. Na podstawie opisu było prawdopodobne, że Linda była feministką. Osiemdziesiąt do dziewięćdziesięciu procent uczestników, wybierając jedną z dwóch opcji, uznało, że bardziej prawdopodobne jest, że Linda będzie feministką i kasjerką niż tylko kasjerką. Prawdopodobieństwo dwóch zdarzeń nie może być większe niż w przypadku każdego z tych dwóch zdarzeń indywidualnie. Z tego powodu heurystyka reprezentatywności jest przykładem błędu koniunkcji .
  • Heurystyka niedoboru — działa tak samo jak ekonomia. Im rzadszy jest przedmiot lub wydarzenie, tym większą wartość ma ta rzecz. Obfitość jest wskaźnikiem wartości i jest skrótem myślowym, który przypisuje wartość przedmiotowi w oparciu o to, jak łatwo może zostać utracony, szczególnie przez konkurentów. Heurystyka niedoboru wywodzi się z założenia, że ​​im trudniej jest zdobyć przedmiot, tym więcej ma on wartości. W wielu sytuacjach wykorzystujemy dostępność przedmiotu, jego postrzeganą obfitość, aby szybko oszacować jakość i/lub użyteczność. Może to prowadzić do błędów systemowych lub błędów poznawczych .
  • Heurystyka symulacji — uproszczona strategia mentalna, w której ludzie określają prawdopodobieństwo wystąpienia zdarzenia na podstawie tego, jak łatwo jest je sobie wyobrazić. Ludzie żałują wydarzeń, które są łatwiejsze do wyobrażenia niż tych, które byłyby trudniejsze. Uważa się również, że ludzie będą używać tej heurystyki do przewidywania prawdopodobieństwa wystąpienia cudzego zachowania. To pokazuje, że ludzie nieustannie symulują wszystko wokół siebie, aby móc przewidzieć prawdopodobieństwo wydarzeń wokół nich. Uważa się, że ludzie robią to poprzez mentalne cofanie zdarzeń, których doświadczyli, a następnie przeprowadzanie mentalnych symulacji zdarzeń z odpowiednimi wartościami wejściowymi zmienionego modelu.
  • Dowód społeczny — znany również jako informacyjny wpływ społeczny, który został nazwany przez Roberta Cialdiniego w jego książce z 1984 roku Wpływ . To tam ludzie kopiują działania innych. Jest bardziej widoczne, gdy ludzie nie są pewni, jak się zachować, zwłaszcza w niejednoznacznych sytuacjach społecznych.
  • Praca z heurystyką wsteczną — gdy dana osoba zakłada, że ​​rozwiązała już problem, pracuje wstecz, aby znaleźć sposób na osiągnięcie rozwiązania, które pierwotnie wymyśliła.

Formalne modele heurystyk

Mapy poznawcze

Odkryto również, że heurystyki są wykorzystywane do manipulacji i tworzenia map kognitywnych . Mapy poznawcze to wewnętrzne reprezentacje naszego środowiska fizycznego, szczególnie związane z relacjami przestrzennymi . Te wewnętrzne reprezentacje są używane przez naszą pamięć jako przewodnik w naszym zewnętrznym środowisku. Stwierdzono, że ludzie pytani o obrazowanie map, dystansowanie itp. często zniekształcali obrazy. Zniekształcenia te ukształtowały się w regularyzacji obrazów (tj. obrazy są przedstawiane bardziej jako czysto abstrakcyjne obrazy geometryczne , chociaż mają nieregularny kształt).

Istnieje kilka sposobów, w jakie ludzie tworzą i wykorzystują mapy poznawcze, przy czym wrażenia wizualne są szczególnie kluczową częścią mapowania: pierwszy to wykorzystanie punktów orientacyjnych , w którym osoba używa obrazu mentalnego do oszacowania związku, zwykle odległości, między dwoma obiektami. Drugi to wiedza o trasie i drodze , która jest zwykle rozwijana po wykonaniu zadania i przekazaniu informacji o tym zadaniu innej osobie. Trzecia to ankieta , w której osoba szacuje odległość na podstawie obrazu mentalnego, który dla niej może wyglądać jak rzeczywista mapa. Ten obraz jest zwykle tworzony, gdy mózg osoby zaczyna dokonywać poprawek obrazu. Są one prezentowane na pięć sposobów:

  1. Odchylenie pod kątem prostym : kiedy osoba prostuje obraz, jak na przykład mapowanie skrzyżowania, i zaczyna dawać wszystko pod kątem 90 stopni , podczas gdy w rzeczywistości może tak nie być.
  2. Heurystyka symetrii : gdy ludzie mają tendencję do myślenia o kształtach lub budynkach jako bardziej symetrycznych niż w rzeczywistości.
  3. Heurystyka rotacji : gdy dana osoba robi naturalnie (realistycznie) zniekształcony obraz i wyrównuje go do swojego obrazu mentalnego.
  4. Heurystyka wyrównania : podobna do poprzedniej, w której ludzie dopasowują obiekty mentalnie, aby były prostsze niż w rzeczywistości.
  5. Heurystyka pozycji względnej : ludzie nie oddalają dokładnie punktów orientacyjnych w ich mentalnym obrazie na podstawie tego, jak dobrze je pamiętają.

Inną metodą tworzenia map poznawczych jest wykorzystanie słuchu opartego na opisach słownych. Korzystając z mapowania opartego na wzrokowym wrażeniu osoby, inna osoba może stworzyć obraz mentalny, taki jak wskazówki do określonej lokalizacji.

Filozofia

Urządzenie heurystyczne jest używane, gdy istnieje encja X , aby umożliwić zrozumienie lub wiedzę dotyczącą innej encji Y .

Dobrym przykładem jest model, który, ponieważ nigdy nie jest identyczny z tym, co modeluje , jest narzędziem heurystycznym umożliwiającym zrozumienie tego, co modeluje. Historie, metafory itp. można również określić jako heurystyczne w tym sensie. Klasycznym przykładem jest pojęcie utopii opisane w najbardziej znanym dziele Platona , Republika . Oznacza to, że „miasto idealne” przedstawione w Republice nie jest czymś, do czego należy dążyć, ani punktem orientacyjnym dla rozwoju. Pokazuje raczej, jak rzeczy musiałyby być połączone i jak jedna rzecz prowadziłaby do drugiej (często z bardzo problematycznymi skutkami), gdyby ktoś wybrał pewne zasady i rygorystycznie je przestrzegał.

Heurystyka jest również często używana jako rzeczownik do opisania reguły kciuka , procedury lub metody. Filozofowie nauki podkreślali znaczenie heurystyki w myśleniu twórczym i konstruowaniu teorii naukowych. (Patrz Logika odkrycia naukowego przez Karla Poppera , a filozofów, takich jak Imre Lakatos , Lindley Darden , William C. Wimsatt i inni).

Prawo

W teorii prawa , zwłaszcza w teorii prawa i ekonomii , heurystyki są stosowane w prawie, gdy analiza poszczególnych przypadków byłaby niepraktyczna, o ile „praktyczność” jest definiowana przez interesy organu zarządzającego.

Obecny system regulacji papierów wartościowych w dużej mierze zakłada, że ​​wszyscy inwestorzy działają jako osoby w pełni racjonalne. Prawdę mówiąc, prawdziwi inwestorzy napotykają ograniczenia poznawcze wynikające z uprzedzeń, heurystyki i efektów ramek. Na przykład we wszystkich stanach w Stanach Zjednoczonych legalny wiek spożywania alkoholu przez osoby bez nadzoru wynosi 21 lat, ponieważ twierdzi się, że ludzie muszą być wystarczająco dojrzali, aby podejmować decyzje wiążące się z ryzykiem spożycia alkoholu . Jednak zakładając, że ludzie dojrzewają w różnym tempie, konkretny wiek 21 lat byłby dla niektórych za późno, a dla innych za wcześnie. W tym przypadku stosuje się nieco arbitralny termin, ponieważ niemożliwe lub niepraktyczne jest stwierdzenie, czy jednostka jest wystarczająco dojrzała, aby społeczeństwo powierzyć jej tego rodzaju odpowiedzialność. Niektóre proponowane zmiany zakładają jednak ukończenie kursu edukacji alkoholowej zamiast ukończenia 21 roku życia jako kryterium legalnego posiadania alkoholu. Spowodowałoby to, że polityka alkoholowa wśród młodzieży byłaby bardziej oparta na indywidualnych przypadkach, a mniej na heurystyce, ponieważ ukończenie takiego kursu byłoby prawdopodobnie dobrowolne i niejednolite w całej populacji.

To samo rozumowanie dotyczy prawa patentowego . Patenty są uzasadnione tym, że wynalazcy muszą być chronieni, aby mieli motywację do wynalazków. Dlatego argumentuje się, że w najlepszym interesie społeczeństwa leży, aby wynalazcy otrzymali tymczasowy monopol na ich pomysł przyznany przez rząd , aby mogli odzyskać koszty inwestycji i osiągać zyski ekonomiczne przez ograniczony czas. W Stanach Zjednoczonych czas trwania tego tymczasowego monopolu wynosi 20 lat od daty złożenia wniosku patentowego, chociaż w rzeczywistości monopol nie rozpoczyna się, dopóki wniosek nie stanie się patentem. Jednak, podobnie jak w przypadku powyższego problemu z wiekiem do picia, określony czas musiałby być inny, aby każdy produkt był skuteczny. Stosowany jest termin 20-letni, ponieważ trudno jest określić, jaka powinna być liczba dla każdego indywidualnego patentu. Niedawno niektórzy, w tym profesor prawa z University of North Dakota Eric E. Johnson, argumentowali, że patenty w różnych gałęziach przemysłu – takie jak patenty na oprogramowanie – powinny być chronione przez różne okresy czasu.

Stereotypowanie

Stereotypowanie to rodzaj heurystyki, której ludzie używają do formułowania opinii lub osądzania rzeczy, których nigdy nie widzieli ani nie doświadczyli. Działają jako skrót myślowy, aby ocenić wszystko, od statusu społecznego danej osoby (na podstawie jej działań), po to, czy roślina jest drzewem w oparciu o założenie, że jest wysoka, ma pień i liście (nawet jeśli osoba dokonywanie oceny mogło nigdy wcześniej nie widzieć tego konkretnego rodzaju drzewa).

Stereotypy, jak po raz pierwszy opisał dziennikarz Walter Lippmann w swojej książce Public Opinion (1922), to obrazy, które mamy w naszych głowach, które są zbudowane wokół doświadczeń oraz tego, co mówi się nam o świecie.

Sztuczna inteligencja

Heurystyczny może być stosowany w sztucznej inteligencji systemów podczas przeszukiwania przestrzeni rozwiązań . Heurystykę uzyskuje się za pomocą funkcji wprowadzonej do systemu przez projektanta lub dostosowując wagę gałęzi na podstawie prawdopodobieństwa, że ​​każda gałąź prowadzi do węzła celu .

Zobacz też

Bibliografia

Dalsza lektura