Существуют два подхода к процессам научного открытия с позиций И. и. При первом подходе не предпринимается попыток моделировать когнитивные процессы исследователей; здесь в основном используются технические методы И. и. Второй подход связан с мат. моделированием интеллектуальных процессов научного открытия. Первый подход представлен машинными программами, к-рые открывают или повторно открывают научные и мат. знания. Используя набор изощренных эвристик, записанных в умещающемся всего на двух страницах LISP коде, автоматизированная вычислительная программа совершила целый ряд мат. открытий, включая принцип простых чисел (предположение о том, что любое четное число можно представить в виде суммы двух простых чисел) и осн. теорему арифметики. Шен разраб. широкую вычислительную архитектуру систем И. и. для совершения (научных) открытий, к-рая позволяет реализовать AM-программу и ее преемника EURISCO. Лэнгли, Саймон, Брэдшоу и Житков приводят описание целого ряда сложнейших программ, с помощью к-рых были заново открыты количественные законы в физике и астрономии. Напр., программа BACON.3 заново открыла, среди др., законы Галилея (об ускорении), законы Ома и третий закон движения планет Кеплера. В химических науках программа MetaDendral осуществила значительные открытия, к-рые были впоследствии опубликованы в элитарном научном журнале. Второй подход представлен программой KEKADA, непосредственно и тщательно моделирующей эксперим. процедуры и научные открытия выдающегося биохимика Ганса Кребса, к-рому принадлежит приоритет в установлении природы эффекта орнитина и описании цикла мочевины. Кребс сделал свои открытия в 1932 г., а позднее Холмс — на основе лабораторных записей Кребса и интервью с ним — осуществил чрезвычайно подробную реконструкцию последовательности когнитивных и эксперим. событий, предшествовавших открытиям Кребса в области обмена веществ. Опираясь на эти описания Холмса, Кулкарни и Саймон создали KEKADA, программу И. и., к-рая имитировала биохимические открытия Кребса. Процессы открытия KEKADA заключают в себе структуру управляющей логики высокого уровня, осн. на двухпространственной модели решения задач. Эта модель исследует, систематически и циклически, пространство образцов, состоящее из множества экспериментов и их результатов, и пространство правил (rule space), состоящее из гипотез и вложенных в них структур знаний. Эвристические операторы координируются для реализации поиска в пространстве образцов и пространстве правил. Сравнительный анализ действий KEKADA с действиями Кребса показал высокую степень сходства с тем сложным и замысловатым процессом экспериментирования, к-рый привел к открытию орнитинового цикла. На основании этого почти полного сходства в действиях, Кулкарни и Саймон приходят к выводу, что KEKADA «представляет собой теорию стиля экспериментирования Кребса». Кулкарни и Саймон тж заключают, что в силу наличия в этой системе множества независимых эвристик широкой сферы действия, KEKADA представляет собой общую модель и общую теорию процесса научного открытия. Вычислительные теории процессов научного открытия можно в целом понять на основе общей логики, к-рая включает набор базовых допущений. «Исследования Кулкарни и Саймона по системе KEKADA будут использованы для проверки этих допущений и, т. о., для оценки самой логики вычислительных теорий научного открытия. Допущение о том, что процессы творчества в научном открытии имеют познаваемый характер, может получить поддержку в случае признания того, что описания Холмса заслуживают нек-рой степени доверия. ... Допущение о том, что творческие процессы научного открытия поддаются определению, м. б. подтверждено заданными в KEKADA дефинициональными эвристиками, к-рые включают способность к планированию и постановке экспериментов, к распознаванию неожиданных эксперим. рез-тов, к последовательному уточнению гипотез и продолжению стратегий управления систематическим экспериментированием. Допущение о том, что процессы научного открытия представляют собой подмножества общих стратегий решения задач, получает поддержку в двух пространственной модели решения задач, к-рая обеспечивает общую суперструктуру для развертывания управляющей логики в системе KEKADA. Допущение о том, что процессы научного открытия могут моделироваться на основе стандартных эвристик вычислительных систем для автоматического решения задач, поддерживается... содержащимся в KEKADA широким набором общих эвристик, потенциально применимых к решению научных проблем, выходящих за круг решенных Кребсом.» Вычислительные теории процесса научного открытия по существу направлены на эмуляцию когнитивных процессов, в отличие от теорий челов. процессов научного открытия, к-рые учитывают мотивационные и аффективные процессы. «Наши изыскания направляются тем, что мы обозначили принципом внутренней мотивации креативности: Люди будут проявлять наибольшую креативность, если они ощущают, что мотивированы в первую очередь интересом, наслаждением, радостью и напряжением, исходящими от самой работы, а не внешними давлениями. В сущности, мы говорим, что любовь людей к своей работе имеет тесную связь с творческим характером их деятельности. Это утверждение находит безусловную поддержку в описаниях феноменологии творческого процесса. Большинство отчетов специалистов о творческих личностях, как и их собственные сообщения, наполнены высказываниями о глубокой увлеченности и невероятной любви таких людей к своей работе.» Внутренняя мотивация как необходимое условие челов. творчества не является существенной для вычислительных систем научного открытия. В подходе к научному открытию с позиций И. и. достаточным условием служит наличие механизмов алгоритмов и эвристических операторов. Представляется несомненным, что мат. системы научного открытия, такие как программы KEKADA и BACON.3, могут приводить к впечатляющим рез-там. Следует заметить, однако, что эти системы являются индуктивными и требуют ввода исходных данных. Чтобы достичь творческих высот совр. теорет. физики, потребуются радикально новые вычислительные системы, к-рые выходят за пределы ограничений, накладываемых индуктивным методом.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Процесс научного открытия» з дисципліни «Психологічна енциклопедія»
