Основные категории эвристического мышления

Рене Декарт и Готфрид Лейбниц развили идею Раймунда Луллия и предложили универсальные языки классификации всех наук. Эти идеи легли в основу теоретических разработок в области создания искусственного интеллекта [247].

Бернард Больцано (1781–1848), чешский математик и философ-идеалист, оставил интересное и подробное изложение эвристики, он выступал против психологизма в логике, истинам логики приписывал идеальное объективное существование [14, с. 8; 261, с. 208; 312, c. 154]. Позже природу творческого мышления рассматривал Жюль Анри Пуанкаре (1854–1912), французский математик, физик и философ, основатель конвенционализма [14, с. 8; 312, c. 1091]. Со второй половины ХIХ века появились работы по психологии научного и технического творчества.

К этому времени проблемы эвристики стали рассматриваться и в России. Среди отечественных учёных конца ХIХ – начала ХХ века наиболее заметны исследования инженера Петра Климентьевича Энгельмейера (1855 – ок. 1940–1942), автора ряда книг по теории творчества. Он был убеждён в необходимости создания универсальной науки о реализации творческих процессов. В трудах П.К. Энгельмейера собраны интересные материалы, высказано немало ценных идей, в том числе о возможности создания бионики [14, с. 8]. В работе «Теория творчества» в 1910 году он писал: «Оказывается, что гениальность вовсе не такой божественно редкий дар, что она составляет удел всякого, кто не рожден совсем идиотом» [355, с. 135]. Через полвека эту мысль подтвердил американский астрофизик швейцарского происхождения, автор морфологического анализа Фриц Цвикки (1898–1974).

Только к ХХ столетию наложение потенциалов нескольких сопряжённых наук вызвало резонансные явления в области эвристики, а до этого времени знания о закономерностях творческой деятельности лишь аккумулировались в некую абстрактную многомерность, которая по причине своей неочевидной полезности была мало интересна современникам. Процесс слабого поступательного движения на протяжении более двух десятков веков для эвристики был закономерным. Условия для интенсивного развития этой науки созрели только к ХХ столетию. Особенно полезными оказались изыскания с позиций психологии мышления. Интересные работы в этой области исполнены немецким психологом Карлом Дункером (1903–1940) и венгерским учёным Лайошем Секеем (1904–1995). Они установили, что испытуемые, решая неординарные задачи, используют стратегию последовательного приближения или перебора вариантов, но при том многое зависит от предшествующего опыта исследователя, а также каждый рассмотренный вариант координирует представление о задаче [14, с. 8–9]. Но этих сведений оказалось недостаточно для ответа на основной вопрос эвристики: каким образом некоторые исследователи находят наилучшее решение сложной проблемы, минуя бесчисленные переборы возможных вариантов?

Начиная примерно с 30-х годов прошлого века стали появляться публикации различных авторов, предлагающих свои методы решения творческих задач в области инженерного конструирования, а позже и для решения ряда гуманитарных и социальных задач [247]. С конца сороковых годов в Советском Союзе талантливым учёным и писателем-фантастом Генрихом Сауловичем Альтшуллером (1926–1998) развивалась теория решения изобретательских задач (ТРИЗ). Продвижение в этом направлении было особенно заметно на фоне наметившейся стагнации эвристических разработок в психологическом направлении, которая продолжалась почти полвека.

Нина Петровна Линькова, соратник Г.С. Альтшуллера, в своей работе «Использование АРИЗ в качестве методики для изучения деятельности изобретателя», опубликованной в 1977 году в Варшаве, раскрыла причины возникших непреодолимых препятствий у исследователей в этой области. Традиционно в науке наиболее убедительными считаются доводы, подтверждённые экспериментально, хотя весомыми могут быть аргументы как на основе логических рассуждений, так и на базе математических доказательств. Тем не менее в большинстве научных исследований приоритет отводится эксперименту. Это в полной мере относится и к педагогике, которая на протяжении веков обеспечивала эвристику необходимым притоком информации. Простые эвристико-психологические эксперименты, выполняемые до 40-х годов ХХ столетия, также были продуктивны. Вероятно, это обстоятельство и явилось причиной заблуждения, что эвристические исследования тоже преимущественно должны опираться на экспериментальную базу, но эффективность простых психологических опытов очень быстро себя исчерпала.

В своей публикации Н.П. Линькова обосновывала тупиковость направления исследований на базе экспериментов реализации процессов реального творчества при решении сложных задач. Она выделила следующие причины:

• значительная протяженность во времени таких экспериментов и отсутствие уверенности в том, что испытуемый справится с поставленной задачей хотя бы через 5 или 10 лет;

• вмешательство наблюдателей нарушает чистоту экспериментов, так как вопросы постороннего влияют на ход мыслей испытуемого исследователя, но без уточняющих вопросов психолог не может установить закономерности мыслительных процессов;

• данные, сообщаемые испытуемым, могут не отражать истинного хода мыслей;

• хотя творческий процесс длится очень долго, само решение появляется внезапно, часто в виде мгновенного «озарения», и в это время любые вопросы могут остаться без ответа, но ещё более вероятно, что психолог может не оказаться свидетелем такого момента.

Исходя из этого, можно сделать вывод, что эксперимент в эвристике приемлем, но не является приоритетным методом исследования. На первый план в таком научном поиске могут выйти логические или математические аргументы, и это опять связано с особой сложностью изучаемого предмета.

Современная эвристика немыслима без своей психологической составляющей, но сложные наблюдения за процессами мышления затрагивают область бессознательного психического, которая трудно поддаётся фиксированию. Кроме того, экспериментальная деятельность такого рода организационно сложна. Г.С. Альтшуллер отмечал: «Путь к созданию научной теории творчества долог и труден. Между тем жизнь, практика и производство требовали новых методов решения изобретательских задач, хотя бы в какой-то мере более эффективных, чем простой перебор вариантов. И такие методы появились. Это были чисто психологические методы, но создали их не психологи» [14, с. 10].

Этот факт очень важен, так как учёные-эвристы – не психологи, а например, математики, экономисты и инженеры были менее склонны подтверждать свои предположения психологическими экспериментами, они в основном руководствовались логическими рассуждениями и математическими расчетами. Это тоже подтверждает сформулированный выше вывод о приоритетности методов исследования в эвристике.

Г.С. Альтшуллер усматривал ахиллесову пяту эвристики в масштабности решаемых ею задач. Низкую продуктивность научного поиска в данной области он объяснял поиском средств, приемлемых для решения любых интеллектуальных проблем. Термины «открытие» и «изобретение» с самого начала понимались в эвристике весьма широко; в качестве открывателей и изобретателей рассматривались художники, поэты, философы, политики, военные деятели и другие [14, с. 8]. Г.С. Альтшуллер отмечал: «Эвристика за семнадцать веков её существования не создала эффективных методов решения изобретательских задач. Прежде всего, потому, что эвристика с самого начала ставила слишком общую цель: найти универсальные правила, позволяющие решать любые творческие задачи во всех отраслях человеческой деятельности. Античная философия всегда стремилась к отысканию немногих изначальных элементов, пригодных для объяснения широкого круга явлений. Вспомним хотя бы учение Аристотеля, согласно которому вещество построено из пяти элементов: огня, воздуха, воды, земли и эфира. В таком же примерно духе мыслилось и выявление всеобщих элементов творчества. Разумеется, всем видам творчества присущи некоторые общие признаки. Но ограничиваясь рассмотрением только этих универсальных (и в значительной мере внешних) признаков, трудно продвинуться дальше самых первоначальных представлений» [11, с. 24–25]. В своих работах Г.С. Альтшуллер сузил рамки исследований, рассматривая закономерности реализации творческих процессов, прежде всего, в изобретательской деятельности (ТРИЗ), и полученные им результаты оказались заметным вкладом в эвристическую науку, но при этом основоположник теории решения изобретательских задач опять возвращается к универсальности установленных закономерностей: «Принципы управления мышлением при решении изобретательских задач (именно принципы, а не конкретные формулы и правила), по-видимому, могут быть перенесены на организацию творческого мышления в любой области человеческой деятельности» [14, с. 5]. Следовательно, Г.С. Альтшуллер в действительности не отошёл от исходного предназначения эвристики, а лишь удачно использовал один из эффективных приёмов разрешения сложнейшей проблемы в этом научном направлении – специализацию. Одно из известных правил предпочтения гласит: если задача не решается целиком, её надо разделить на части, решить каждую в отдельности, а затем вернуться к исходной задаче. Именно такую научно-поисковую манипуляцию и выполнил Г.С. Альтшуллер, предложив как альтернативу эвристике решение суженной задачи: рассмотрение творческих процессов изобретательской деятельности. Такой вывод связан с тем, что и эвристика, и ТРИЗ опираются на один и тот же организационно-психологический инструментарий мышления. Разнообразные модели теории решения изобретательских задач понимаются как эвристические методы и в интернет-источниках.

Положительная динамика в психологическом направлении научного поиска наметилась с 70-х годов прошлого столетия. К этому времени появились работы Ювеналия Николаевича Кулюткина, отличающиеся именно логическим обоснованием позиции исследователя-психолога. Научные разработки отошли от констатации внешних свидетельств мыслительных процессов и обратились в глубины интеллектуального движения, появились новые термины: «эвристики», «мыслеформы». Становилось очевидным, что исследования в этой области не могут быть «чистыми», они всегда выполняются «на стыке» со смежными научными отраслями. Поэтому в теоретическом поиске, сопряженном с философией или психологией, могут быть эффективными логические приёмы познания, в кибернетическом – логические и математические; изыскания на стыке с педагогикой, социологией, экономикой могут убедительно подтверждаться как экспериментами, так и логико-математическими рассуждениями. Из этого следует, что в эвристике нет приоритетного метода познания, и чтобы не оказаться в ситуации психологической инерции исследователь обязан быть универсалом независимо от того, из какой специальности он пришёл к проблемам реализации творческих процессов. Вот как описывает начальную стадию исследования, на которой и выбирается метод научного поиска, Г.С. Альтшуллер: «Решая задачу, изобретатель сначала долго перебирает привычные традиционные варианты, близкие ему по специальности. Иногда ему вообще не удаётся уйти от таких вариантов. Идеи направлены по "вектору психологической инерции" – в сторону, где меньше всего можно ожидать сильных решений. Психологическая инерция обусловлена самыми разными факторами: тут и боязнь вторгнуться в чужую область, и опасение выдвинуть идею, которая может показаться смешной, и незнание элементарных приёмов генерирования "диких" идей» [14, с. 11]. Сказанное справедливо для любой отрасли научного познания, но в ещё большей степени это относится к собственно эвристическим изысканиям, так как соприкосновения с «чужими областями» ожидают исследователя на каждом шагу, а прежний опыт, обретённый в какой-либо конкретной сфере знаний, оказывается слабо приемлем в эвристическом поиске, и оттого всякая идея, связывающая уже накопленные, устоявшиеся представления с сопредельным направлением, может отпугивать своей «дикостью», но именно такие догадки впоследствии превращаются в «сильные решения».

О необходимости преодоления психологической инерции в эвристическом поиске, порождаемой полинаучностью объекта исследования говорит и Д. Пойа: «Современная эвристика стремится постичь процесс решения проблем, особенно тех мыслительных операций, которые чаще всего оказываются полезными в этом процессе. Свои данные она заимствует из различных источников, ни одним из которых не следует пренебрегать. При серьёзном изучении эвристики следует учесть как логический, так и психологический её фон, используя высказывания таких авторов, как Папп, Декарт, Лейбниц и Больцано, по данному вопросу, и менее всего следует при этом пренебрегать свободным от предубеждений опытом. Эвристика должна строиться как на основе нашего личного опыта в решении задач, так и из наблюдений за тем, как решают задачи другие. Изучая эвристику, не следует пренебрегать ни одним типом задач (проблем); следует обнаруживать то общее, что имеется в подходе к самым различным проблемам, следует стремиться вскрыть то общее, что есть в решении любой проблемы, независимо от их содержания» [261, с. 188].

Последние десятилетия эвристика развивалась в соответствии с этими рекомендациями. Работы в данной области принадлежат исследователям разных теоретических и практических направлений. Теперь стало очевидным, что есть универсальные приёмы мышления, полезные для разных сфер исследования. В то же время уже отмечена определённая относительность эффективности отдельных разработанных методик, которые оказываются высокопродуктивными в исследованиях одних направлений и малорезультативными для других научных и практических областей. Например, мозговой штурм целесообразен в рамках экономических и социальных исследований, а в изобретательской деятельности менее эффективен. Установление ограничений универсальности эвристических методов свидетельствует о начале размежевания и «отпочковывания» новых направлений исследований уже из содержания самой эвристики.

Современный период развития этой науки характеризуется разработкой системных методов поиска принципиально новых решений задач различного характера одновременно в разных странах. А.В. Чус и В.Н. Данченко исполнили хронологическую систематизацию разработанных в двадцатом столетии эвристических методов, которая наглядно демонстрирует интенсивность работы учёных в этой области:

Германия (1926–1971) – Ф. Кунце, Ф. Ханзен, В. Гильде, И. Миллер, Х. Эберт, К. Томас.

США (1942–1970) – Ф. Цвикки, В. Гордон, Д. Пойа, Л. Майлз, Р. Кроуфорд, А. Осборн, С. Пирсон, Ч. Вайтинг, Ю. Фате, Г. Буль, Р. Мак-Крори, А. Фрейзер.

Россия (1950–1980) – Ю. Соболев, Г. Альтшуллер, Н. Середа, Г. Буш, В. Чавчанидзе, А. Половинкин, В. Шубин, Р. Повилейко, М. Заринов, А. Чус, В. Скоморохов.

Франция (1955–1972) – А. Моль, И. Бувен.

Англия (1966–1972) – Е. Матчетт, Т. Эйлоарт, К. Делоне.

Чехословакия (1967) – С. Вит [255, с. 216–217].

А.В. Духавнёва сформулировала задачи, которые решает эвристика:

• познание закономерностей продуктивных процессов на основе психологических особенностей;

• выделение и описание реальных ситуаций, в которых проявляются эвристическая деятельность учащегося или её элементы;

• изучение принципов организации условий для эвристической деятельности;

• моделирование ситуаций, в которых человек проявляет эвристическую деятельность с целью изучения её протекания и научения её организации;

• создание целенаправленных эвристических систем (общих и частных) на основе познанных объективных закономерностей эвристической деятельности;

• конструирование технических устройств, реализующих законы эвристической деятельности [255, с. 202].

Таким образом, эвристическая научная мысль, веками существовавшая лишь в форме потенции, в ХХ столетии обрела реальные признаки интенсивно развивающейся самостоятельной области общечеловеческих знаний с характеристиками полинаучности. Большая современная энциклопедия педагогики отмечает, что «эвристика соприкасается с рядом нескольких наук, которые также занимаются изучением эвристической деятельности (математика, логика, психология, педагогика)» [250].

Эти науки, а также физиология исполнили в истории эвристики функции информационных доноров, их уровень развития обеспечил прорыв в новой области исследований, который зафиксирован в ХХ столетии. Теперь эвристика уже рассматривается как самостоятельная научная отрасль, которая не только бурно развивается, но и выступает своеобразным «локомотивом» для новых сопряжённых научных областей. Появились смежные эвристике дисциплины: психология творчества, структурная лингвистика, управление знаниями, различные подходы к созданию искусственного интеллекта, педагогика творчества. В то же время необходимо отметить, что в достаточно широком спектре соприкасающихся областей чётко выделяются три направления развития научных изысканий: педагогическая эвристика, кибернетика и изобретательская ветвь, которую всё чаще идентифицируют с эвристикой как наукой. Именно эти направления обеспечивают заметное поступательное движение теоретической мысли, но при этом нельзя умалять значение научных достижений в области психологии, на которые опираются новые эвристические идеи. Основные направления развития эвристики отмечены в работах разных авторов.

Ещё в 1970 году Ювеналий Николаевич Кулюткин писал: «В настоящее время достаточно отчётливо определились два практических аспекта эвристики: педагогический и кибернетический» [208, с. 11]. При этом сам учёный изучал эвристическую проблему с позиций психологии, но отмечал полинаучность исследуемого явления: «Эвристика представляет собой комплексную область исследований, связанную с психологией мышления, теорией информатики, нейрокибернетикой, логикой, педагогикой и т. д.» [208, с. 8].

По мнению Игоря Антоновича Пузыревского, «в отечественной науке 60–80-х годов ХХ века определились три аспекта эвристики: кибернетический, направленный на построение машинных программ; изобретательский, применяемый для выдвижения творческих идей, научно-рационализаторских и конструкторских решений; психолого-педагогический, связанный с разработкой методов организации продуктивной образовательной деятельности учащихся» [284, с. 38]. К настоящему времени эвристика, благодаря накопленному потенциалу, обеспечивает информацией сопредельные научные области, первыми из которых стали педагогическая эвристика и кибернетика.

Уже имеются все признаки того, что сфера применения эвристических знаний будет расширяться и далее. При этом справедливо отметить особую роль педагогики в процессе становления эвристики, так как основной приток информации долгое время она получала из сферы образования. Именно этим объясняется столь неразрывная связь между эвристикой и педагогикой, которая, несколько веков «вынашивая» науку будущего, решала задачи собственного развития.

Одновременно продолжается процесс накопления знаний и через философию (гносеологию), и через математику, но всё же основное теоретическое направление эвристики как науки о законах творческой деятельности было подготовлено именно развитием педагогики. Современный прорыв в новой области оказался возможным только после того, как образование стало массовым и тем самым обеспечило эвристику достаточным эмпирическим материалом об интеллектуальном продукте. В пользу этого заключения можно привести следующие аргументы:

• во-первых, предметом исследования эвристики является продукт интеллекта, следовательно, для накопления достаточного материала необходима область интеллектуальной деятельности;

• во-вторых, эвристика как наука находилась на стадии эмпирического прироста знаний и нуждалась в многократном подтверждении обнаруживаемых закономерностей;

• в-третьих, идеальной опытной площадкой для интеллектуальных экспериментов являлась область образования как сфера интенсивной эксплуатации мышления.

Показательно, что и идеи ТРИЗ оттачивались через образовательную деятельность, хотя и элитарную – работу с учениками, имеющими предрасположенность к изобретательству.

Доступность и массовость образования увеличили долю взрослого населения, занятого интеллектуальным трудом, подготовив ещё одну «опытно-экспериментальную площадку» для эвристической науки – творческую деятельность взрослых людей в необходимых для раскрытия закономерностей масштабах.

На рубеже ХIХ и ХХ веков расширилось число сторонников эвристики, провозгласивших в педагогике объединение акроматического (лекционного) и эротематического (вопрошающего) методов обучения.

Было установлено, что эвристика действительно обеспечивает самостоятельность движения к знаниям, а также формирование прочных, оперативных знаний и умений, но вместе с тем она требует слишком много труда и времени для достижения этих результатов.

Педагогика осталась «питающим каналом» для этой бурно развивающейся области знаний, но только одним из нескольких информационных источников. Более того, для самой педагогики «собственное порождение» к началу ХХI столетия превратилось в мощный усилитель процесса развития.

Термин «педагогическая эвристика» появился со второй половины ХХ века, когда чётко обозначились три научных направления со своим спектром решаемых задач. По мнению Валерия Николаевича Соколова, единственное принципиальное отличие науки о закономерностях творчества и её дидактической ветви «состоит в том, что педагогическая эвристика прибегает к имитации эвристической деятельности на научном материале» [314, с. 67]. В то же время между направлениями исследований очевидна диффузия полученных достижений. Приёмы изобретательской деятельности достаточно органически вписываются в образовательный процесс, а кибернетика полезна в плане организации и управления познавательной деятельностью учащихся. К началу XXI столетия совершенно очевидны две составляющие педагогической эвристики: дидактика и наука о закономерностях творческой деятельности.

К сожалению, работа учёных осложняется неоправданным примитивизмом тезауруса рассматриваемой науки. Термин «эвристика» применяется не только ко всей научной области и к каждой из её составляющих, но и к категориям много меньшего порядка: методам, приёмам, правилам и т. д. Сейчас приходится констатировать, что ещё не сформировалось единое представление о содержательных границах этого понятия. Раскрытые в литературе определения отличаются не только деталями трактовок, но и количеством составляющих категорий, а также масштабом объединённых одним термином элементов. Коллектив авторов под руководством М.В. Булановой-Топорковой отмечает: «В настоящее время в связи с количественно накопившейся информацией внимание исследователей концентрируется на концептуальном определении эвристики» [255, с. 200].

Словарь иностранных слов определяет это понятие следующим образом:

• в Древней Греции – система обучения путем наводящих вопросов;

• совокупность логических приёмов, методических правил теоретического исследования и отыскания истины;

• метод обучения, способствующий развитию находчивости, активности [307, с. 583].

В этом определении отмечены два аспекта: эвристическая деятельность и обучение приёмам этой деятельности. Советский энциклопедический словарь выделяет три основные составляющие:

• специальные методы, используемые в процессе открытия нового;