Eiristika

Fona informācija

Eiristikas ir māksla atrast piemērotu problēmas risinājumu, izmantojot ierobežotas zināšanas un maz laika. Formālāk runājot, heiristikas pamatā ir pieredze; tās var paātrināt risinājuma meklēšanu, izmantojot vienkāršus noteikumus. Pilnīga meklēšana var aizņemt pārāk ilgu laiku vai var būt pārāk sarežģīta.

Precīzāk runājot, heiristikas ir stratēģijas, kas izmanto viegli pieejamu, lai gan brīvi piemērojamu informāciju, lai kontrolētu problēmu risināšanu cilvēkos un mašīnās.

Eiristiku var izmantot dažās zinātnes jomās, bet ne citās: Savukārt teleskops, kura kļūda ir viens grāds, visticamāk, ir nelietojams, ja tas ir vērsts uz tālu esošu objektu. Tas pats teleskops, kas vērsts uz logu otrpus ielai, visticamāk, pieļaus šo kļūdu; viena grāda kļūda nebūs liela ietekme nelielā attālumā.

Eiristiku var izmantot, lai aplēstu atbildi, kas pēc tam kļūst skaidrāka, veicot precīzu risinājumu ļoti nelielā mērogā, iespējams, lai ietaupītu laiku, naudu vai darbaspēku projektā, piemēram, lai noteiktu, vai tilts būtu jābūvē no koka, akmens vai tērauda, var izmantot eiristisku pieņēmumu par to, cik lielu svaru paredzēts nest, un, kamēr tiek pabeigta precīza tilta projektēšana, var iegādāties atbilstošu vajadzīgā materiāla daudzumu.

Tomēr heiristikas izmantošana dažās ļoti tehniskās jomās var būt kaitīga - viens no piemēriem ir datorzinātne. Programmējot datoru, lai tas veiktu vairāk vai mazāk vēlamās darbības, var rasties nopietni traucējumi. Tāpēc datora uzdevumiem parasti jābūt diezgan precīziem. Tomēr ir dažas jomas, kurās datori var droši aprēķināt heiristiskus risinājumus, piemēram, Google meklēšanas tehnoloģija lielā mērā balstās uz heiristiku, radot meklēšanas vaicājumam "gandrīz trāpīgus" atbilstības variantus, ja precīzu atbilstību nav iespējams atrast. Tas ļauj lietotājam labot meklēšanas kļūdas. Piemērs: Ja, meklējot vārdu "Pīters Smits" un nespējot atrast precīzu vārdu, meklētājprogramma tā vietā heiristiski atrod "Pīts Smits", un personai, kas izmanto meklētājprogrammu, ir jāizlemj, vai Pīts un Pīters ir viena un tā pati persona.

Piemēri

Polya

Šeit ir vēl dažas citas bieži izmantotas heiristikas no Poļas 1945. gadā izdotās grāmatas "Kā to atrisināt" (How to Solve It):

• Ja jums ir grūtības saprast problēmu, mēģiniet uzzīmēt attēlu.
• Ja nevarat atrast risinājumu, mēģiniet pieņemt, ka jums ir risinājums, un mēģiniet noskaidrot, ko no tā varat iegūt ("strādāt atpakaļ").
• Ja problēma ir abstrakta, mēģiniet izskatīt konkrētu piemēru.
• Vispirms mēģiniet atrisināt kādu vispārīgāku problēmu: "izgudrotāja paradokss": vērienīgākam plānam var būt lielākas izredzes gūt panākumus.

Iepakošanas problēma

Viens no piemēriem, kur heiristikas ir noderīgas, ir sava veida iepakošanas problēma. Problēma sastāv no vairāku priekšmetu iesaiņošanas. Ir noteikumi, kas jāievēro. Piemēram, katram priekšmetam ir vērtība un svars. Tagad problēma ir iegūt vērtīgākos priekšmetus ar pēc iespējas mazāku svaru. Cits piemērs ir vairāku dažāda izmēra priekšmetu ievietošana ierobežotā telpā, piemēram, automašīnas bagāžniekā.

Lai iegūtu ideālu problēmas risinājumu, ir jāizmēģina visas iespējas. Tas bieži vien nav labs risinājums, jo to izmēģināšana aizņem daudz laika, un vidēji līdz risinājuma atrašanai ir jāizmēģina puse iespēju. Tāpēc lielākā daļa cilvēku sāk ar lielāko elementu, ievieto to un pēc tam mēģina ap to sakārtot pārējos elementus. Lielākoties tas dos labu risinājumu. Tomēr ir gadījumi, kad šāds risinājums ir ļoti slikts un ir jāizmanto cits paņēmiens.

Tāpēc šis ir heiristisks risinājums.

Iepakošanas problēmas piemērs. Šī ir viendimensiju (ar ierobežojumiem) Knapsack problēma: kuras kastes jāizvēlas, lai maksimāli palielinātu naudas summu un saglabātu kopējo svaru zem 15 kg? Daudzdimensiju problēmā varētu ņemt vērā kastu blīvumu vai izmērus; pēdējā no minētajām problēmām ir tipiska iepakošanas problēma. (Šajā gadījumā risinājums ir izvēlēties visas kastes, izņemot zaļo.)