Теория проб и ошибок торндайк

Э.Торндайк разработал, так называемые, проблемные клетки, в которые помещал голодное животное, в частности, кошку. В клетке было расположено устройство, с помощью которого можно было открыть дверцу, например, педаль, и выбежать наружу, где находилась пища. При этом из клетки пища была хорошо видна, но достать ее было невозможно. Голодная кошка, впервые посаженная в такую клетку, начинает производить множество различных действий, в частности, пытается дотянуться до пищи, совершает круговые движения и т.д. В определенный момент она может случайно соприкоснуться с запирающим механизмом, в результате чего дверца клетки открывается и кошка выбегает к пище. После этого животное снова помещают в проблемную клетку. Так проделывают до тех пор, пока оно не “догадается” сразу же нажать на педаль, как только окажется в этих условиях. По мере увеличения количества опытов животное все меньше совершает бесполезных движений, все меньше затрачивает времени на разрешение задачи. Э.Торндайк построил на основе этих опытов график научения, на котором отразил зависимость между номером опыта и временем, проведенным кошкой в клетке. График имел вид кривой, медленно спускающейся вниз. Характер кривой говорил о том, что у животного в процессе научения нет внезапного понимания смысла задачи, а оно научается случайно, действуя методом проб и ошибок. Поэтому Торндайк назвал эту форму приобретения опыта “методом проб и ошибок и случайного успеха”.

Положения теории.

 Во-первых, Э.Торндайк выдвинул положение о том, что научение у животных происходит благодаря образованию ассоциации между определенной ситуацией и определенным движением. Например, кошка научается открывать дверцу клетки благодаря тому, что у нее образуется ассоциация между движением, связанным с нажатием на педаль, и данной проблемной ситуацией. В результате этого, как только ее помещают в данную проблемную ситуацию, она сразу же совершает ассоциированное с этой ситуацией движение. Революционный смысл данного положения заключался в том, что понятие “ассоциация” применялось для объективных явлений. Прежняя психология утверждала, что ассоциация при научении возникает между субъективными феноменами сознания (мыслями, идеями, образами). Понимание ассоциации, предложенное Э.Торндайком, давало перспективы для объективного изучения процессов научения у животных, субъективный мир которых недоступен для научного анализа. В то время это было прогрессивным шагом в развитии науки о поведении животных.

Во-вторых, Э.Торндайк сделал акцент на том, что инструментальное научение начинается с активной реакции животного на проблемную ситуацию. Согласно рефлекторной теории поведения, животные совершают какие-либо движения только на вполне определенные внешние стимулы, на которые в организме есть предуготовленные способы реагирования. Это могут быть либо безусловные стимулы, которые вызывают врожденную реакцию (безусловный рефлекс по терминологии И.П.Павлова), либо условные раздражители, которые вырабатываются в течение жизни на основе этих врожденных реакций.  Проблемная ситуация – это такой внешний стимул, на который в организме животного нет предуготовленных способов реагирования. Но животное активно отвечает на такую ситуацию определенным поведением (исследовательской активностью). Таким образом, способ усвоения знания при инструментальном и условно-рефлекторном научении отличается тем, что в первом случае животное активно разрешает задачу, а во втором случае ему отводится роль пассивного статиста.

В-третьих, Э.Торндайк предложил такой механизм научения, который убирал из объяснительной схемы субъективное понятие цели. Раньше психологи утверждали, что у животного в проблемной ситуации появляется цель и стремление к ее достижению. Э.Торндайк же следовал известному правилу Моргана, которое он провозгласил еще в 1894 году в своей книге “Введение в сравнительную психологию”: “Ни в коем случае нельзя считать какое-либо действие результатом упражнения более высокой психической способности, если его можно объяснить на основе способности, стоящей ниже по психологической шкале”. Согласно Э.Торндайку животное заставляет обучаться не некое сознательное стремление к цели, а проблемная ситуация. Схема научения ранней психологии выглядела следующим образом: проблемная ситуация приводит к появлению у животного сознательного стремления к достижению цели, что, в свою очередь, приводит к определенной двигательной активности, заканчивающейся разрешением задачи. Схема научения Э.Торндайка: проблемная ситуация вызывает у животного запрограммированное проявление различных, случайных движений (хаотическая двигательная активность), из которых в ходе научения отбираются лишь те, которые раз за разом приводят к разрешению поставленной задачи. Другими словами, животное  — это, в какой-то степени, машина, которая запрограммирована отвечать на незнакомую ситуацию определенным набором движений, из которого в процессе научения происходит отбор нужных. Таким образом, из объяснительной схемы научения была безболезненно убрана субъективная категория сознательной цели.

Наконец, Э.Торндайк раскрыл также механизм отбора, благодаря которому закрепляются нужные движения. Этот механизм связан с действием, так называемого, закона эффекта: для реакции, за которой следует состояние удовлетворения, вероятность повторения в сходной ситуации возрастает, а для реакции, вызывающей неприятные воздействия, вероятность повторения снижается.

Из закона следует, что связь между движением и проблемной ситуацией устанавливается потому, что после совершения этого движения животное испытывает субъективное состояние удовлетворения
(положительную эмоцию). Другими словами, по Э.Торндайку подкреплением в научении служит эмоция, которая возникает после совершения определенного движения, которое приводит к разрешению задачи и удовлетворению определенной потребности, например, голода. По И.П.Павлову, как было уже сказано, подкреплением служит сам процесс предъявления безусловного стимула, безотносительно к субъективному состоянию, которое испытывает при этом животное. В этом аспекте павловское понимание подкрепления больше удовлетворяло представителей классического бихевиоризма, так как убирало из объяснительной схемы субъективное понятие эмоции, состояние удовлетворения. В этой связи Э.Торндайка нельзя отнести к истинным последователям бихевиоризма. Несмотря на то, что подход бихевиристов был с формальной точки зрения более научным, нежели у Э.Торндайка, представляется, что система эмоционального подкрепления, которая играет важное значение в обучении человека, возникла не на пустом месте, а имеет свою эволюционную историю. По-видимому, одной из причин возникновения у животных субъективного эмоционального мира было возрастание у таких организмов эффективности процессов научения. Поэтому концепция Э.Торндайка в этом пункте представляется более верной, по крайней мере, по отношению к определенной группе животных (в частности, к высшим позвоночным).

Эдвард Торндайк,  изучая поведение животных в проблемных ситуациях в своей докторской диссертации: «Интеллект животных. Экспериментальное исследование ассоциативных процессов у животных», сформулировал закон научения «методом проб и ошибок».

Пробы, случайно оказавшиеся удачными, в дальнейшем закрепляются, создавая для внешнего Наблюдателя видимость целесообразного поведения. Например, кошка, посаженная в специальную клетку и лишённая пищи, начинает  метаться по клетке, находит выход, выходит на свободу и: получает пищу. При  повторении опытов время, затрачиваемое животным на то, чтобы выйти из  клетки, постепенно, уменьшается…

«Главная цель Торндайка была показать, что животные учатся, не понимая того, чему их учат, и даже после того, как они научатся выполнять новые действия, они выполняют их тоже без понимания. Он поставил три рода опытов с использованием так называемых проблемных клеток. Эти проблемные клетки применяются в экспериментах по психологии животных до сих пор. Помещённое в такую клетку животное должно было освободиться из клетки, выйти из нее. Для этого надо было открыть запор, который закрывал дверь клетки. Запоры были разные. В первом случае запор был совершенно простым. Животное видело этот запор и могло понять, при каком положении запора дверь закрыта, а при каком она открывается. Например, в первом случае клетка закрывалась крючком или задвижкой. Если ударить по крючку снизу, то он выйдет из петли и дверь откроется. Здесь всё ясно, всё открыто. Животное может действовать с пониманием.

Во втором случае механизм запора был скрытым. В клетке помещалась пластина, которая была на пружине. Она поддерживалась в приподнятом состоянии. Если животное вскакивало на эту плоскость, то натягивался шнур и запор открывался. Таким образом, животное, вскакивая на пластину, открывало этот запор. Хотя механизм запора был скрыт, его связь с открыванием клетки тоже представлялась очевидной.

В третьем случае животное помещалось в клетку, и экспериментатор выжидал, когда животное выполнит некое движение, к освобождению из клетки отношения не имеющее (например, почесывание), — тогда он отпирал клетку. В этом случае, в отличие от двух предыдущих, между действием животного и открыванием клетки никакой разумной связи не было. Это была совершенно условная, произвольно установленная самим экспериментатором связь.

Торндайк дрессировал животных (кошек и собак), чтобы они научились отпирать запоры. Как же вели себя животные в этих трёх разных ситуациях?

Торндайк установил, что животные во всех этих трёх разных ситуациях ведут себя совершенно одинаково. Сначала они беспорядочно бросаются во все стороны, потом выделяют ближайшее поле деятельности, и постепенно находят то движение, которое нужно выполнить, — это удар лапой по крючку, вскакивание на дощечку, почёсывание. Животное начинает все чаще, все быстрее находить нужное движение и освобождается из клетки.

Если взять животное в конце обучения, т. е. когда оно уже приобретет этот навык, то, находясь в клетке, оно ведёт себя как будто разумно: спокойно подходит к запору и ударяет по нему; подходит к дощечке, вскакивает на неё, ждёт, когда дверь откроется, и выходит из клетки. Поведение вроде бы весьма разумное и осуществляется без прежней суеты, с чувством собственного достоинства. Интересно тут вот что: противоречие между внешней разумностью поведения в конце обучения и способом решения задачи по освобождению из клетки. Способ явно прост, путём слепых проб. Он постепенно оттачивается, лишние пробы устраняются, и остаётся только полезное движение. И к концу обучения поведение животного кажется весьма разумным.

Таким образом было доказано, что животное учится не разумно, а только отбирает нужные движения для полезного результата. Задачей Торндайка в этом случае было показать, что животное, научившись этому движению и выполняя его как бы разумно, на самом деле не понимает, что оно делает. И само это поведение разумно лишь внешне, а по сути оно всё равно остаётся неразумным.

Для доказательства этого Торндайк лишь слегка изменял задачу: переносил запор на другое место клетки. Достаточно было, например, несколько задержать открывание двери, как восстанавливалась прежняя картина, и животное начинало прыгать в разные стороны, пытаясь открыть дверь клетки. Правда, эти попытки скорее оттачиваются, скорее приходит научение. Но сам характер поведения снова обнаруживает непонимание ситуации, тем более что очень часто животные подходят к месту, где раньше был запор, и по этому месту ударяют лапой. Но здесь уже нет запора, а животное тем не менее подходит и ударяет по тому же месту, где раньше был запор, по пустому теперь месту. Животное некоторое время стоит совсем в растерянности, потом начинаются беспорядочные движения, хотя запор находится рядом. Эти ошибки очень ясно показывают, что животное научилось выполнять какое-то движение, которое в прошлом приводило к полезному результату, но оно совершенно не учитывает, как воздействуют его движения на механизм запора».

Гальперин П.Я., Лекции по психологии, М., «Университет»; «Высшая школа», 2002 г., с. 88-90.

В противовес гипотезе «проб и ошибок» и последующего научения,  в  опытах над человекообразными обезьянами выяснилось, что они способны найти  выход из проблемной ситуации не путём случайных проб, а мгновенно уловив  отношения между предметами – см. эксперименты Вольфганга Кёлера.

Вопреки широко распространённому в литературе мнению, Эдвард Торндайк использовал, но не предложил термин: «пробы и ошибки». Это впервые сделал в середине XIX века английский психолог Александр Бэн / Alexander Bain [1818-1903].

Критика теории научения методом «проб и ошибок» по Роберту Вудвортсу

Торндайк
демонстрировал в исследовании те
важнейшие операции в научении, которые
описаны как постепенное усиление
некоторых стимульно-реактивных связей,
завязывавшихся поначалу чисто случайным
образом, и в итоге обнаруживающихся
успешными.

Первый
психологический эксперимент он решил
провести с детьми. Человек загадывал
какое-либо слово и старался мысленно
его представить. Дети должны были
постараться угадать задуманное, тогда
они получали конфеты. Этот опыт отражал
психологические веяния того времени.
Взаимосвязь мысли и слова уже признавалась
всеми. Торндайк предположил, что, когда
человек думает о чем-либо или произносит
какое-либо слово «про себя», мышцы его
речевого аппарата неосознанно производят
едва видимые движения, которые, как
правило, остаются незамеченными
окружающими. Торндайк использовал
конфеты в качестве поощрительного
стимула к повышению чувствительности
с целью уловления микродвижений и
угадывания мысли. В течение эксперимента
предполагалось также, что такая
чувствительность будет возрастать.
Администрация университета запретила
его опыты, и работа осталась незавершенной.
Однако эти первые экспериментаторские
попытки в основном определили направление
дальнейших исследований Торндайка. В
своих опытах он стал использовать
животных. Сначала это были цыплята,
затем кошки и собаки, а также обезьяны.
Всем опытам были присущи три основных
момента:

1)
исключалось обращение к разуму;

2)
исследовалась расположенность подопытного
животного к научению;

3)
использовался положительный фактор
подкрепления в качестве поощрения.

Суть
опытов Торндайка заключалась в следующем:
животных помещали в специальный аппарат,
снабженный различными приспособлениями.
Снаружи раскладывалась подкормка таким
образом, чтобы испытуемое животное
знало о ее присутствии. Выйти и получить
желаемый кусок оно могло только в том
случае, если приведет в действие
определенное устройство. Торндайк
тщательно наблюдал за движениями
животного и отмечал время от начала
эксперимента до того момента, когда
животное освобождалось. Дав насытиться,
животное снова возвращали в аппарат, и
эксперимент продолжался. Опыты показали,
что, попадая в неволю, животное всегда
стремится освободиться, испытывая
неудовольствие сложившимся положением.
В своих отчаянных попытках выбраться
на свободу оно случайно производит
действие, предоставляющее выход. Это
движение относится к его врожденным
реакциям. При неоднократном повторении
опыта поведение животного изменяется
количество действий, не приводящих к
свободе, постепенно уменьшается и
сводится к нулю, действия же, приводящие
к успеху, становятся все более точными.
Все это способствовало тому, что со
временем животное высвобождалось
быстрее. Результаты экспериментов и
собственные выводы Эдвард Торндайк
подробно изложил в своей докторской
диссертации «Интеллект животных.
Экспериментальное исследование
ассоциативных процессов у животных»
(1898). Отправной точкой в описании
исследования реакционных движений
животных стал принцип проб, ошибок и
случайного успеха, в результате которого
животное приобретает разные формы
поведения на всех уровнях своего
развития. Всякое действие является
реакцией на ситуацию, а не на какой-либо
внешний импульс. Таким образом, Торндайк
делает вывод, что поведение любого
живого существа определяется тремя
составляющими:

1)
ситуацией, которая включает в себя как
внешние, так и внутренние процессы,
оказывающие воздействие на индивидуума,

2)
реакцией или внутренними процессами,
происходящими в результате этого
воздействия;

3)
тонкой связью между ситуацией и реакцией,
т.е. ассоциацией.

В
своих опытах Торндайк показал, что
интеллект, как таковой, и его активность
могут быть изучаемы и без обращения к
разуму. Акцент с установления внутренних
связей переносился им на установление
связей между внешней ситуацией и
движениями, что внесло новые веяния в
ассоциативную психологию. Механический
детерминизм Торндайк в своей теории
соединил с биологическим, а потом и с
биопсихическим, существенно расширив
область психологии, ранее ограниченную
пределами сознания. [1]

На
основе своих исследований Торндайк
вывел несколько законов научения:

1.
«Закон упражнения» гласит, что повторение
определённого акта способствует научению
и облегчает его выполнение в дальнейшем.

В
более поздних работах он провёл
эксперимент. В эксперименте испытуемому
требовалось нарисовать линию в 4 дюйма
с закрытыми глазами три тысячи раз.
Результат, который получил Торндайк,
привел его к выводу, что повторение
одних и тех же действий почти не учат
человека и мало влияют на психику.

2.
«Закон готовности» (или установки):
предварительная готовность к акту (в
простейшем случае, стимул-реакция),
повышает удовлетворение от его
выполнения». [4]

Закон
готовности, в своем существе подтверждает
факт существования и присутствия в
информационных потребностях познавательной
функции научения. Торндайк попытался
сформулировать свою идею в
квазиневрологических терминах, сообщив
гипотезу о том, что нервная система
должна настроиться или оказаться готовой
для оперативного управления определенными
связями.

В
отечественной психологии термин
используется преимущественно для
обозначения осознанных готовностей
личности к оценкам ситуации и поведению,
обусловленных ее предшествующим опытом.
[5]

3.
«Закон ассоциативного сдвига»: при
реакции на один определенный раздражитель
из нескольких, действующих одновременно,
другие раздражители, участвовавшие в
данной ситуации, в дальнейшем вызывают
такую же реакцию.

4.
«Закон эффекта» заключается в том, что
действие, совершаемое с удовольствием,
усиливает связь между стимулом и
реакцией, а неудовольствие — ослабляет.

Этот
закон вызвал множество споров, поскольку
включал в себя фактор мотивации (фактор
чисто психологической направленности).
Закон эффекта говорил о том, что любое
действие, вызывающее удовольствие в
определенной ситуации, ассоциируется
с ней и в дальнейшем повышает вероятность
повторения данного действия в подобной
ситуации, неудовольствие же (или
дискомфорт) при действии, ассоциируемое
с определенной ситуацией, приводит к
снижению вероятности совершения этого
акта в похожей ситуации. Это подразумевает,
что в основе научения лежат также
некоторые полярные состояния внутри
организма. Еще один закон, предложенный
Торндайком, касался врожденного комплекса
движений. Если действия, совершенные в
определенной ситуации, приводят к
успешным результатам, то их можно назвать
удовлетворяющими, в противном случае
они будут нарушающими. Понятие успешного
результата Торндайк дает на уровне
нейронов. При успешном действии система
нейронов, приведенная в готовность, на
самом деле функционирует, а не бездействует.

5.
«Закон использования»: акты или
ассоциации, которые используются
(упражняются, повторяются), тем самым
усиливаются (укрепляются) по сравнению
с теми, которые не используются.

6.
«Закон частоты»: при прочих равных
условиях, чем чаще акт повторяется, тем
более быстро происходит научение этому
акту.

Следует
отметить, что «научение» Торндайк
характеризует как: связь между стимулом
и реакцией, сила которого оценивается
вероятностью возникновения реакции на
стимул.

Первая
работа Торндайка «Ум животных» (1898)
стала важным открытием на пути внедрения
объективного метода в исследование
процесса научения. Также он известен,
как создатель «закона упражнения»,
«закона эффекта», «закона готовности»,
«закона использования» и «закона
частоты».

Благодаря
этим экспериментам Торндайк сделал
вывод, что животные действуют методом
«проб и ошибок и случайного успеха».

Торндайк
не считал себя бихевиористом, хотя его
законы и исследования часто характеризует
его как сторонника этого направления.
[6]

Заключение

Э.Л.
Торндайк — один из виднейших
психологов-эксперименталистов
современности. Он является, по всей
вероятности, основоположником психологии
поведения, так называемого американского
бихевиоризма, и объективной психологии
вообще. И.П. Павлов в предисловии к
«20-летнему опыту изучения высшей нервной
деятельности (поведения) животных» как
имя первого из создателей новой
психологии. Там говорится: «Должен
признать, что честь первого по времени
вступления на новый путь должна быть
предоставлена Э.Л. Торндайку, который
на 2-3 года предупредил наши опыты, и
книга которого должна быть признана
классической как по своему взгляду на
всю предстоящую грандиозную задачу,
так и по точности полученных результатов».
Это одно уже указывает на то, что
теоретическая позиция Торндайка
совершенно совпадает с исходными точками
складывающихся на наших глазах новых
психологических систем.[8]

Э.
Торндайк очень верно говорит об
односторонности школы, которая воспитывает
только одну способность — умение
оперировать представлениями; сам
учитель, человек этого типа мышления,
по его мнению, еще далеко не все для
школы. Он считает, что ученик сам
воспитывает себя. В конечном итоге
воспитывает учеников то, что они сами
делают, а не то, что делает учитель; важно
не то, что мы даем, а то, что мы получаем;
только через свою самостоятельность
ученики изменяются.

Работы
Торндайка внесли большой вклад в
современную психологию. Изучив поведение
животных, Торндайк пришел к выводу, что
решение проблемы достигается путем
«проб и ошибок», который истолковывался
как «слепой отбор» движений, произведенных
наугад, пока после перебора множества
вариантов находится один, который
обеспечивает достижение желаемого
результата. Впоследствии этот вывод
был перенесен и на характеристику учения
о человеке.

Список
литературы

1.Торндайк
Э., Уотсон Дж. Бихевиоризм. Москва, 1998

2.Торндаик
Э. Процесс учения у человека. — Москва,
1935.

3.
Талызина Н.Ф. Теоретические проблемы
программированного обучения. — Москва,
1969.

4.Шаповаленко
И.В. Психология развития и возрастная
психология. Гардарики, 2007 г.

5.Словарь
практического психолога. Сост. С.Ю.
Головин. Минск, Харвест, 1998.

6.
http://veoclub.flyboard.ru

7.
Талызина Н.Ф. Управление процессом
усвоения знаний. — Москва, 1984.

8.
Выготский Л.С. Собрание сочинений,
Москва, 1982-84

From Wikipedia, the free encyclopedia

Trial and error is a fundamental method of problem-solving^[1] characterized by repeated, varied attempts which are continued until success,^[2] or until the practicer stops trying.

According to W.H. Thorpe, the term was devised by C. Lloyd Morgan (1852–1936) after trying out similar phrases «trial and failure» and «trial and practice».^[3] Under Morgan’s Canon, animal behaviour should be explained in the simplest possible way. Where behavior seems to imply higher mental processes, it might be explained by trial-and-error learning. An example is a skillful way in which his terrier Tony opened the garden gate, easily misunderstood as an insightful act by someone seeing the final behavior. Lloyd Morgan, however, had watched and recorded the series of approximations by which the dog had gradually learned the response, and could demonstrate that no insight was required to explain it.

Edward Lee Thorndike was the initiator of the theory of trial and error learning based on the findings he showed how to manage a trial-and-error experiment in the laboratory. In his famous experiment, a cat was placed in a series of puzzle boxes in order to study the law of effect in learning.^[4] He plotted to learn curves which recorded the timing for each trial. Thorndike’s key observation was that learning was promoted by positive results, which was later refined and extended by B. F. Skinner’s operant conditioning.

Trial and error is also a method of problem solving, repair, tuning, or obtaining knowledge. In the field of computer science, the method is called generate and test (Brute force). In elementary algebra, when solving equations, it is guess and check.

This approach can be seen as one of the two basic approaches to problem-solving, contrasted with an approach using insight and theory. However, there are intermediate methods which for example, use theory to guide the method, an approach known as guided empiricism.

This way of thinking has become a mainstay of Karl Popper’s critical rationalism.

Methodology[edit]

The trial and error approach is used most successfully with simple problems and in games, and it is often the last resort when no apparent rule applies. This does not mean that the approach is inherently careless, for an individual can be methodical in manipulating the variables in an attempt to sort through possibilities that could result in success. Nevertheless, this method is often used by people who have little knowledge in the problem area. The trial-and-error approach has been studied from its natural computational point of view ^[5]

Simplest applications[edit]

Ashby (1960, section 11/5) offers three simple strategies for dealing with the same basic exercise-problem, which have very different efficiencies. Suppose a collection of 1000 on/off switches have to be set to a particular combination by random-based testing, where each test is expected to take one second. [This is also discussed in Traill (1978–2006, section C1.2]. The strategies are:

• the perfectionist all-or-nothing method, with no attempt at holding partial successes. This would be expected to take more than 10^301 seconds, [i.e., 2^1000 seconds, or 3·5×(10^291) centuries]
• a serial-test of switches, holding on to the partial successes (assuming that these are manifest), which would take 500 seconds on average
• parallel-but-individual testing of all switches simultaneously, which would take only one second

Note the tacit assumption here that no intelligence or insight is brought to bear on the problem. However, the existence of different available strategies allows us to consider a separate («superior») domain of processing — a «meta-level» above the mechanics of switch handling — where the various available strategies can be randomly chosen. Once again this is «trial and error», but of a different type.

Hierarchies[edit]

Ashby’s book develops this «meta-level» idea, and extends it into a whole recursive sequence of levels, successively above each other in a systematic hierarchy. On this basis, he argues that human intelligence emerges from such organization: relying heavily on trial-and-error (at least initially at each new stage), but emerging with what we would call «intelligence» at the end of it all. Thus presumably the topmost level of the hierarchy (at any stage) will still depend on simple trial-and-error.

Traill (1978–2006) suggests that this Ashby-hierarchy probably coincides with Piaget’s well-known theory of developmental stages. [This work also discusses Ashby’s 1000-switch example; see §C1.2]. After all, it is part of Piagetian doctrine that children learn first by actively doing in a more-or-less random way, and then hopefully learn from the consequences — which all has a certain resemblance to Ashby’s random «trial-and-error».

Application[edit]

Traill (2008, espec. Table «S» on p.31) follows Jerne and Popper in seeing this strategy as probably underlying all knowledge-gathering systems — at least in their initial phase.

Four such systems are identified:

• Natural selection which «educates» the DNA of the species,
• The brain of the individual (just discussed);
• The «brain» of society-as-such (including the publicly held body of science); and
• The adaptive immune system.

Features[edit]

Trial and error has a number of features:

• solution-oriented: trial and error makes no attempt to discover why a solution works, merely that it is a solution.
• problem-specific: trial and error makes no attempt to generalize a solution to other problems.
• non-optimal: trial and error is generally an attempt to find a solution, not all solutions, and not the best solution.
• needs little knowledge: trials and error can proceed where there is little or no knowledge of the subject.

It is possible to use trial and error to find all solutions or the best solution, when a testably finite number of possible solutions exist. To find all solutions, one simply makes a note and continues, rather than ending the process, when a solution is found, until all solutions have been tried. To find the best solution, one finds all solutions by the method just described and then comparatively evaluates them based upon some predefined set of criteria, the existence of which is a condition for the possibility of finding a best solution. (Also, when only one solution can exist, as in assembling a jigsaw puzzle, then any solution found is the only solution and so is necessarily the best.)

Examples[edit]

Trial and error has traditionally been the main method of finding new drugs, such as antibiotics. Chemists simply try chemicals at random until they find one with the desired effect. In a more sophisticated version, chemists select a narrow range of chemicals it is thought may have some effect using a technique called structure–activity relationship. (The latter case can be alternatively considered as a changing of the problem rather than of the solution strategy: instead of «What chemical will work well as an antibiotic?» the problem in the sophisticated approach is «Which, if any, of the chemicals in this narrow range will work well as an antibiotic?») The method is used widely in many disciplines, such as polymer technology to find new polymer types or families.

Trial and error is also commonly seen in player responses to video games — when faced with an obstacle or boss, players often form a number of strategies to surpass the obstacle or defeat the boss, with each strategy being carried out before the player either succeeds or quits the game.

Sports teams also make use of trial and error to qualify for and/or progress through the playoffs and win the championship, attempting different strategies, plays, lineups and formations in hopes of defeating each and every opponent along the way to victory. This is especially crucial in playoff series in which multiple wins are required to advance, where a team that loses a game will have the opportunity to try new tactics to find a way to win, if they are not eliminated yet.

The scientific method can be regarded as containing an element of trial and error in its formulation and testing of hypotheses. Also compare genetic algorithms, simulated annealing and reinforcement learning – all varieties for search which apply the basic idea of trial and error.

Biological evolution can be considered as a form of trial and error.^[6] Random mutations and sexual genetic variations can be viewed as trials and poor reproductive fitness, or lack of improved fitness, as the error. Thus after a long time ‘knowledge’ of well-adapted genomes accumulates simply by virtue of them being able to reproduce.

Bogosort, a conceptual sorting algorithm (that is extremely inefficient and impractical), can be viewed as a trial and error approach to sorting a list. However, typical simple examples of bogosort do not track which orders of the list have been tried and may try the same order any number of times, which violates one of the basic principles of trial and error. Trial and error is actually more efficient and practical than bogosort; unlike bogosort, it is guaranteed to halt in finite time on a finite list, and might even be a reasonable way to sort extremely short lists under some conditions.

Jumping spiders of the genus Portia use trial and error to find new tactics against unfamiliar prey or in unusual situations, and remember the new tactics.^[7] Tests show that Portia fimbriata and Portia labiata can use trial and error in an artificial environment, where the spider’s objective is to cross a miniature lagoon that is too wide for a simple jump, and must either jump then swim or only swim.^[8][9]

See also[edit]

References[edit]

Further reading[edit]

• Ashby, W. R. (1960: Second Edition). Design for a Brain. Chapman & Hall: London.
• Traill, R.R. (1978–2006). Molecular explanation for intelligence…, Brunel University Thesis, HDL.handle.net
• Traill, R.R. (2008). Thinking by Molecule, Synapse, or both? — From Piaget’s Schema, to the Selecting/Editing of ncRNA. Ondwelle: Melbourne. Ondwelle.com — or French version Ondwelle.com.
• Zippelius, R. (1991). Die experimentierende Methode im Recht (Trial and error in Jurisprudence), Academy of Science, Mainz, ISBN 3-515-05901-6

Основные направления деятельности Эдуарда Торндайка

Педагогом и психологом Эдуардом Торндайком был внесен большой вклад в развитие педагогической науки. Он считается основателем педагогической психологии. Именно им был совершен переворот в исследованиях по сравнительной психологии.

Наиболее известными разработками, прославившими ученого, являются:

• Закон эффекта.
• Методика обучения путем проб и ошибок.

Торндайком впервые были проведены замеры поведенческих процессов в количественном выражении. В своих исследованиях поведенческих процессов, Торндайк брал группу испытуемых, на которых распространял различного рода воздействия, а затем проводил оценку и анализ итогов и показателей поведенческих реакций на тот или иной фактор воздействия.

Его исследовательская деятельность была начата с проведения экспериментов с животными. Закон эффекта был разработан посредством проведения исследования того, как кошки обучаются находить выход при попадании в ловушку. Данный закон базируется на том, что ответы на вопросы, дающие положительный исход в сложной ситуации тесно с ней связываются и взаимодействуют, а значит и повторяться еще раз. А ответы на вопросы, несущие отрицательный исход ситуации практически не связываются с ней, а соответственно не могут повториться еще раз.

Учения Торндайка были основаны на теории бихевиоризма, т.е. исследовании поведения в разнообразных ситуациях и под влиянием различных факторов.

Свою исследовательскую деятельность человеческого поведения, ученый начал с проведения экспериментов над детьми дошкольного возраста. Эксперимент заключался в загадывании исследователем разнообразных объектов и предметов, а ребенок должен был угадать загаданное. Отгаданное слово поощрялось, например, конфетой.

Данное исследование базировалось на взаимосвязи слов и мыслительных процессов. Когда человек представляет в своем сознании какие-то объекты, процессы, явления, то происходит двигательная активность его речевого аппарата. Она является практически незаметной и на нее не обращают внимание ни сами мыслящие субъекты, ни окружающие люди. Ученый предположил, что есть возможность увеличить восприимчивость окружающих к изменениям в речевой подвижности, чтобы угадать мысли другого человека. Помочь повысить восприимчивость к таким малозаметным движениям должно было желание отгадать мысль другого субъекта.

Экспериментальная деятельность над людьми вскоре была запрещена Торндайку. После этого он начал проводить исследования по научению животных.

Идея создания теории «Проблемного ящика»

Теория проблемного ящика была разработана Торндайком после экспериментов Конвея Ллойда-Моргана, проводящего исследование своей собаки, которая стремилась выскочить со двора, пытаясь каким-то образом открыть калитку.

Данная идея основывалась на том, что проблемный ящик отражал затруднительную ситуацию, в которую попадал экспериментальный объект. Затем он пытается выбраться из нее, предпринимая ряд действий. В случае с животными это были агрессивные бросания на стенки ящика, его царапание, рычание и т.д. Одно случайное действие давало положительный исход операции – из ящика удавалось выбраться. Повторение эксперимента проводилось многократно. Каждый новый повтор свидетельствовал о том, что количество неверных действий уменьшалось и время выхода наружу сокращалось. В конечном итоге, животному удавалось научиться действовать верно, не совершая ненужных действий.

Проведение исследование осуществлялось на основе построения графиков. Они свидетельствовали о том, что животное добивается нужного результата случайным образом, действуя методом проб и ошибок. Графики говорили о том, что осознанного мыслительного процесса у животного не наблюдается. Оно не приходит к пониманию того, что какие-то из его действий являются ошибочными и только одно оказывается верным. В результате Эдуард Торндайк сделал выводы о том, что научение носит поступательный характер т.е. для формирования связей требуется прохождение определенных этапов и временного периода.

На основании данной идеи, Торндайком были разработаны следующие законы:

1. Закон упражнения – та или иная реакция на стимул зависит от числа повторений действий, силы и временного периода;
2. Закон готовности – разнообразие реагирования на ту или иную ситуацию зависит от подготовленности животного к этому действию. Если субъект готов к действию, то его свершение приносит ему удовлетворение, а не исполнение раздражает, вызывает агрессивную или негативную реакцию;
3. Закон эффекта – удовлетворение укрепляет взаимосвязь и взаимодействие между реагированием и стимулированием, а негатив, напротив, расторгает эту связь, ослабляет ее, либо никоим образом на нее не влияет. Данный закон базируется на наличии фактора стимулирования;
4. Закон использования – любые действия, поступки, которые повторяются неоднократно постепенно закрепляются и запоминаются, а те которые не повторяются соответственно не закрепляются;
5. Закон частоты – при отсутствии дополнительного воздействия сторонних факторов, повторяющее выполнение действия ускоряет научение его совершению.

На основании исследований, проведенных на животных, Торндайком были сделаны выводы о человеческом поведении, согласно которым личность воспитывает сама себя, путем совершения проб и ошибок, поиска верного пути из множества вариантов.