4 Евристичні методи пошуку ідеї й вирішення наукових і технічних задач

1 Логіка й інтуїція. Логічні операції й закони математичної логіки.

2 Методи проб і помилок та асоціативні методи.

3 Метод «мозкового штурму» і метод Дельфі.

4 Метод контрольних питань.

5 Метод «букета проблем» та інверсій.

6 Метод синектики й емпатій.

1. Логіка й інтуїція. Логічні операції й закони математичної логіки

Усі існуючі методи, способи й прийоми творчої діяльності людини за природою розумових операцій умовно підрозділяються на три види: інтуї­тивні, евристичні, алгоритмічні (комп'ютерні).

Інтуїція - спроможність безпосереднього розуміння істини. Результати інтуїтивного пізнання з часом логічно доводяться й перевіряються практикою.

Інтуїція - безпосереднє збагнення істини (без усякого логічного об­ґрунтування в умовах неповноти вихідної інформації про об'єкт), засноване на проникливості, інтелектуальному чутті й освіченості людини. Але, як правило, інтуїтивний метод приносить гарні результати лише невеликій кількості щасливчиків: досвідченим професіоналам або особливо обдарованим людям у формі схованого від самого суб'єкта наявного в нього знання.

З погляду психології, евристика - наука, що вивчає творче мислення. Філософія вважає евристичними ті судження, що сприяють новим відкриттям. Евристичні операції є різновидом мислення, що створюють нову систему дій або відкривають невідомі раніше закономірні явища об'єктів науки.

Під евристичними методами розуміють такий спосіб розв'язання зада­чі, що або обмежує вибір варіантів рішення, або звужує їх до мінімальної кількості, що приводить до розв'язання складної, нестандартної задачі. Евристичні методи, як готові схеми (отриманого досвіду з метою), є об'єктом евристичної логіки і можуть бути представлені у вигляді окремої логічної схеми математичної логіки, коли за відомими правилами, за аналогією можна вирішувати будь-яке завдання.

Основним елементом евристичного наукового пізнання є логіка науко­вого дослідження, під якою розуміють визначений шлях у науковому пошуку. Наукове дослідження вимагає логічної послідовності визначених етапів, основу яких складає раціональне мислення, як відображення зако­номірностей реальної дійсності, що відповідає таким вимогам: конкрет­ність, послідовність, обґрунтованість.

Логіка - наука про закони, прийоми правильної побудови думки, спря­мованої на пізнання об'єктивної дійсності. Основними задачами логіки є: досягнення істинності знань; побудова структури уявного процесу; вико­ристання правильних методів пізнання й ін.

Логіка - це сукупність цілої низки наук про закони й форми мислення, які відрізняються лише тим, які саме закони мислення складають їх предмет (математична, комбінаторна, діалектична логіка й ін.). До форм мислення й законів логіки належать такі категорії, як «поняття», «судження», «умовивід», «міркування», «постулат», «аксіома», «принцип», «категорія» (див. рис. 8.2).

Логіка вивчає форми мислення й способи їх вираження в мові. Фор­мальна математична логіка вирішує проблеми перевірки правильності міркувань у природній мові (реальний світ), будуючи свої моделі і правила їх перетворення. Для цього логіка вводить свої мови - систему формаль­них позначень (формули) і правила їх перетворення. Тому логіку можна розглядати як безліч правил маніпулювання формулами, що описують твердження природної мови.

Існує ціла наука - алгебра логіки - предметом якої є логічні операції над судженнями. Розглянемо п'ять найбільш розповсюджених логічних операцій над судженнями.

1.Заперечення (логічна операція «не»). При цій операції виходить нове судження, що є правдивим, якщо вихідне судження помилкове, і навпаки. Покладемо, що маються два судження:

2.Кон'юнкція (логічна операція «і») утвориться з двох або більшої кіль­кості суджень і вірна, коли кожне з цих вихідних суджень істинно, і помил­кова, коли принаймні одне з вихідних суджень невірне.

3.Диз'юнкція (логічна операція «або») також утвориться з двох або більш простих суджень. Вона вірна тоді, коли істинне хоча б одне з вихід­них суджень, і помилкова, коли помилкові усі вихідні судження.

4.Імплікація - це логічна операція, що зв'язує два висловлення в складне висловлення за допомогою логічного зв'язування, яке у повсякденній мові відповідає сполучнику «якщо то ...».

5.Еквіваленція суджень А і В - судження С, що істинно тоді, коли А і В одночасно правдиві або одночасно помилкові. Операція еквівалентності позначається знаком «тильда» (~), тобто А ~ В і читається так: «А... тоді і тільки тоді, коли В...». Еквіваленція, так само як і імплікація, є умовним судженням.

Умовивід - форма мислення або логічна дія, у результаті якої з одного або декількох відомих нам і певним чином пов'язаних суджень (називаних посиланнями) виходить нове судження, у якому утримується нове знання. Наприклад, якщо є два посилання: «Усі рідини пружні» і «Вода - це рідина», то з них можна зробити умовивід: «Вода має пружність». Таким чином, у процесі умовиводу отримано нове знання, у той час як із жодного з вихідних суджень, узятих окремо, це нове знання почерпнути було неможливо. Обмежимося тут тільки цими найпростішими відомостями про умовиводи. Справа в тому, що теорія умовиводів - це досить великий, складний і самостійний розділ математичної логіки, вона далеко виходить за рамки даного посібника і тому тут не розглядається.

Основними законами математичної логіки, використання яких дозволяє досліднику робити правильні судження і правдиві умовиводи, є чотири закони.

1. Закон тотожності - це загальнолюдський закон правильної побудови думок у процесі міркування, відкритий ще Аристотелем за три з половиною століття до нашої ери, що має велике практичне значення. Закон тотожності символічно записується як А = А, тобто А тотожно А, або А є А. Це означає, що зміст і обсяг розглянутого поняття залишаються незмінними.

2.Закон протиріччя означає, що не може бути того, щоб у той самий час, за однакових умов мала місце і не мала місця та сама ознака. Символічно цей закон записується як А л А = 0 і читається як «Для всякого А не може бути одночасно правдивим твердження А і заперечення того ж А».

Цей закон, як і попередній закон тотожності, виражає відносну стійкість оточуючих нас світу, природи. Він же є й основою відтворюваності досвідів.

3.Закон виключення третього формулюється так: при двох судженнях, з яких одне стверджує те, що інше заперечує, не може бути третього судження. Або А істинно, і тоді - невірне, або ж - істинно, а А - невірне.

Символічно цей закон записується у вигляді А V А= 1, де «V» - символ, що означає «А або , але не обоє разом». З цього закону випливає таке правило: якщо відкидається одне із суджень, то варто прийняти протилежне йому.

4. Закон достатньої основи: думка правдива тоді і тільки тоді, коли є достатня основа, під якою розуміються правдиві, раніше доведені положення або дані досвіду.

Іншими словами, усяку правдиву думку має бути обґрунтовано іншими думками, істинність яких достатня. Символічно закон достатньої основи зображується формулою: «Якщо є В, тобто його основа -А». Вимога обґрунтованості мислення відображає одне з корінних властивостей матеріального світу.

За допомогою логіки будуються процеси мислення, у якому виділяють такі типи: теоретичні, інтуїтивні і практичні.

Величезна цінність евристичних методів творчості полягає в тому, що вони дозволяють вирішувати задачі в умовах неповноти вихідної інформації, коли ті або інші досліджувані процеси або явища не можна цілком чітко й замкнуто описати логічно.

Найбільш розповсюдженими евристичними технологіями творчості є:

- методи проб і помилок;

- метод «мозкової атаки»;

- колективного пошуку нових ідей;

- метод синектики;

- метод морфологічного аналізу;

- функціонально-вартісний аналіз;

- метод контрольних евристичних питань.

Евристичні методи не виключають, а припускають можливість еврис­тичного планування, використання інформаційно-пошукових систем, пер­сональних комп'ютерів при розв'язанні варіаційних задач прийняття рішень. Алгоритмічні (комп'ютерні) методи пошуку нових ідей технічних рішень у літературних джерелах часто називають «інтелектуальними», «логічними», «машинними».