logo

Теория принятия решений

Оглавление:

Лекция 1

Лекция 2

Лекция 3

Лекция 4

Лекция 5

Лекция 6

Лекция 7

Лекция 8

Лекция 9

Лекция 10

Лекция 11

Лекция 12

Лекция 13

Лекция 14

 

Возможность человеческого ума формули­ровать и решать сложные проблемы очень мала по сравнению с размером проблем, решение ко­торых необходимо для объективно рациональ­ного поведения в реальном мире или даже для разумного приближения к такой объективной рациональности.

Н . A. Simon. Models of Man: Social and Rational

 

Модель человеческого мозга «Грандом», созданная в Монтландии

«Сегодня у нас вводная лекция и экскурсия в Институт Моз­га, - начал очередной профессор. - Знаете ли вы, какой интерес для туристов-иностранцев, посещающих нашу столицу, пред­ставляет экскурсия в Институт Мозга, где они своими глазами могут увидеть фантастических размеров «Грандом» - уникаль­ную модель человеческого мозга? В этой действующей модели воссозданы все нейроны, все их бесчисленные взаимосвязи, что позволяет проникнуть в тайну тайн великой природы - в меха­низм мыслительного процесса, ежеминутно, ежечасно осущест­вляемого нашим мозгом.

И вам несказанно повезло, друзья мои; у вас будет возможность поработать с этой удивительной моделью! Университет Власти выделил значительную сумму за доступ к этому устройству.

А сейчас расскажу об истории создания «Грандома».

В течение многих и многих лет психологи-когнитологи и нейрофизиологи производили свои исследования изолированно, независимо друг от друга. Были, конечно, отдельные попытки связать поведение людей с работой мозга, но не существовало приборов, а главное - не было специалистов, знающих обе эти области и одинаково свободно владеющих необходимыми мето­дами исследований.

Положение радикально изменилось примерно 100 лет тому назад, когда был изобретен позитограф - прибор, регистрирую­щий возбуждение отдельных нейронов. Оценив возможности но­вого направления, Министерство исследований Монтландии суб­сидировало специальную научную программу, которая позволила в конечном итоге создать «Грандом».

В этой модели сотни быстрых компьютеров согласованно управляют работой отдельных участков мозга и их взаимодей­ствием. Итак, наш «Грандом» - это гигантская копия человече­ской головы. Он свободно узнает предметы, разговаривает, при­нимает самостоятельные решения. И мы можем отслеживать на специальных дисплеях, как происходит работа мозга, как она связана с когнитивным процессом.

Вот «Грандом» созерцает цветную картинку, и мы можем следить за возбуждением нейронов по разноцветным вспышкам, пробегающим на экране дисплея. Компьютеры записывают и за­тем воспроизводят (в замедленном темпе) работу мозга при ре­шении логических задач, при чтении текстов, при восприятии зрительных образов, при отгадывании головоломок.

Исследования, которые привели к созданию «Грандом», по­зволяют понять человека, принимающего решения. Человеческие ошибки и неудачные попытки увидеть проблему в целом связаны с самой структурой мозга, с его ограниченной способностью од­новременно сосредоточиться на многих факторах, оценивая их сущность и определяя суммарное суждение на основе этих оце­нок. Причем дело здесь не в размере мозга, а именно в его функ­циональных возможностях, предопределенных самой природой.

Благодаря «Грандом» можно увидеть и как работает наш мозг при сравнении вариантов решений, имеющих противоречи­вые оценки по многим критериям. Наблюдая и анализируя этот процесс, мы можем понять, насколько сложны эти задачи, как пытается мозг обойти эти сложности, как в процессе обработ­ки теряется часть информации и как возникают ошибки.

Работа с «Грандом» позволила познать материальные осно­вы логической деятельности человека. Но она привела также к парадоксальному открытию: многие человеческие чувства и эмоции не рождаются в мозгу, а лишь вмешиваются в его рабо­ту. Любовь к прекрасному, чувства вины и сострадания, появле­ние ощущения самого себя в мире - все это нельзя объяснить только деятельностью мозга».

 

( Продолжение следует )

 

Лекция 7. ЧЕЛОВЕЧЕСКАЯ СИСТЕМА ПЕРЕРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ И ЕЕ СВЯЗЬ С ПРИНЯТИЕМ РЕШЕНИЙ

 

  1. Этапы переработки информации, типы памяти
  2. Модель памяти
  3. Кратковременная память
    1. Три этапа переработки информации в кратковременной памяти
    2. Кодирование
    3. Хранение
    4. Магическое число
    5. Денежный насос
    6. Последовательная обработка информации
    7. Извлечение
    8. Магическое число
  4. Дескриптивные исследования многокритериальных проблем
    1. Прослеживание процесса принятия решений
    2. Результаты дескриптивных исследований
  5. Долговременная память
    1. Кодирование
    2. Хранение
    3. Извлечение
  6. Рабочая память
  7. Психологические теории человеческого поведения при принятии решений
    1. Теория поиска доминантной структуры
    2. Теория конструирования стратегий
  8. Исследование возможностей человека в задачах классификации многомерных объектов
    1. Схема экспериментов
    2. Параметры, используемые для оценки поведения испытуемых в задачах классификации
    3. Описание экспериментов
    4. Результаты экспериментов
    5. Обсуждение результатов первой серии экспериментов
    6. Анализ и обсуждение результатов второй серии экспериментов
    7. Общее обсуждение
  9. Выводы
  10. Библиографический список

1. Этапы переработки информации, типы памяти

Рассмотрим одну из наиболее актуальных и важных про­блем в принятии решений — проблему организации человече­ской системы переработки информации. И понимание мира, и ощущение себя как личности связано с человеческой системой переработки информации. Эту систему на разных уровнях изу­чают представители разных научных дисциплин. Мы будем го­ворить здесь в первую очередь о психологии.

Психологию можно определить как научное изучение пове­дения и умственных процессов человека. Психология охваты­вает широкий спектр проблем: от психофизиологии до социаль­ной психологии.

Изучением человеческой системы переработки информации занимается когнитивная психология. Множество эксперимен­тов, выполненных психологами в разных странах мира за по­следние десятилетия, позволили получить массу интересных сведений о восприятии, о памяти, о работе человеческого моз­га. Мы выделим те результаты, которые непосредственно отно­сятся к проблеме принятия решений человеком.

Принято различать три основных этапа переработки ин­формации в памяти: получение информации из внешнего мира (кодирование), сохранение информации в памяти (хранение) и получение информации из памяти (извлечение). Например, вы видите удивительно красивую радугу и запоминаете это явле­ние (кодирование). Через некоторое время (хранение) вы рас­сказываете об этом явлении другим людям (извлечение).

Психологи выделяют разные типы памяти для хранения информации в течение короткого и длительного периодов вре­мени: кратковременную память (КП) и долговременную память (ДП). Далее мы остановимся на этих типах памяти подробнее. Кроме того, различают также память для хранения разной по характеру информации (факты или умения). Например, навыки управления автомобилем хранятся в иной части памяти, чем формальное знание правил дорожного движения. Есть дан­ные, что эти два типа знаний об окружающем мире находятся в разных частях головного мозга.

2. Модель памяти

На наш взгляд, интересной и правдоподобной является мо­дель памяти, предложенная Р. Актинсоном и Р. Шифриным [1]. Достоинством этой модели, с нашей точки зрения, является то, что она хорошо объясняет экспериментальные результаты по решению человеком задач переработки информации [2]. Соглас­но этой модели, существуют три вида памяти: сенсорная, крат­ковременная и долговременная. Виды памяти различаются вре­менем удержания и объемом запоминаемого материала, спосо­бом кодирования и уровнем организации хранимой информа­ции. Информация из внешнего мира поступает в сенсорные ре­гистры, где хранится около трети секунды. Далее она поступает в кратковременную память, где подвергается кодированию и может храниться до 30 с (а при повторениях — существенно больше). Без повторений информация или вытесняется другой информацией, или угасает. Через КП информация может посту­пать в долговременную память. Последнюю можно представить себе как неограниченное по объему хранилище, в котором ин­формация может храниться сколь угодно долго.

Эта модель, как и ряд других, возникла на базе так назы­ваемой компьютерной метафоры, которая проводит параллель между устройством компьютера (ввод информации, оператив­ная память, запоминающие устройства) и устройством челове­ческой системы переработки информации.

Несмотря на простоту компьютерной метафоры, она оказа­лась удивительно удачной для объяснения результатов различ­ных психологических экспериментов.

3. Кратковременная память

По мнению большинства психологов, именно в кратковре­менной памяти человека происходят процессы принятия реше­ний. В соответствии с моделью в кратковременную память по­ступает информации как из внешнего окружения (через сенсорную память), так и из долговременной памяти. Содержание кратковременной памяти иногда отождествляется с содержани­ем сознания, так как человек контролирует операции над ин­формацией, хранимой в кратковременной памяти.

3.1. Три этапа переработки информации в кратковременной памяти

Мы подробно остановимся на переработке информации в кратковременной памяти как на проблеме, крайне важной для принятия решений. Существует много интересных эксперимен­тов и фактов, характеризующих три основных этапа переработ­ки информации в КП: кодирование, хранение, извлечение.

3.2. Кодирование

Как человек кодирует информацию? Пусть вам показывают лист бумаги, на котором написана фамилия: Иванов. Что вы запомнили — написание букв или их произношение? Исследо­вания показывают, что мы чаще всего запоминаем звуки, соот­ветствующие буквам, т.е. используем при запоминании вер­бального материала акустическое кодирование. Опишем неко­торые эксперименты, на которых основано это утверждение [3]. В экспериментах испытуемым показывали последователь­ность из шести букв (например, БРЛМКС) в течение 1-2 с. За­тем субъект должен был через некоторое время вспомнить эту последовательность. Оказалось, что неправильно воспроизве­денная буква была по звучанию близка к правильной (напри­мер, с-з, б-п).

Интересный эксперимент осуществил профессор Г.Саймон с китайскими студентами. Китайцы вместо букв используют иероглифы, причем несколько иероглифов могут иметь одина­ковое название. Когда китайцам показывали на короткое время последовательность иероглифов, они затем воспроизводили правильно шесть из них (в среднем), если иероглифы называ­лись по-разному, и только три, если названия были одинако­вые (и, следовательно, не могли быть кодированы по-разному акустически).

3.3. Хранение

Важнейшей характеристикой кратковременной памяти яв­ляется ее объем, определяемый количеством одновременно со­храняемых в ней элементов. Основной вывод, к которому при­ходят авторы различных работ, заключается в том, что объем кратковременной памяти ограничен.

Многочисленные эксперименты по изучению возможности человека перерабатывать информацию и различать уровни из­мерения стимулов (интенсивности звука, оттенков цвета и т.п.) обобщены в знаменитой статье Дж. Миллера [4] о «магическом числе 7±2». В этой статье на большом фактическом материале сделан вывод, что пропускная способность человека как изме­рительного устройства ограничена. Так, например, при разли­чении звуковых тонов нельзя давать испытуемому более шести тонов, если мы хотим, чтобы он не ошибался.

Миллер определил предел пропускной способности челове­ка числом 1+2 бинарных единиц (битов). В экспериментах уда­лось определить также объем непосредственной (КП) памяти человека через число запоминаемых отрезков информации. Дж. Миллер назвал запоминаемый отрезок информации чан-ком ( chunk ). Количество чанков в самых разных эксперимен­тах не превышало числа 7±2, причем чанком может быть как буква, так и фраза — нечто, воспринимаемое испытуемым как один смысловой образ. Так, машинистка запоминает при пере­печатывании текста с незнакомыми словами не более семи букв [5]. В иных задачах на запоминание чанк может быть сложным смысловым образом.

Подробно вопрос о размере чанка исследовал на себе Г.Сай­мон [6] путем запоминания слов и фраз, имеющих различное смысловое содержание и находящихся в различной связи. По­лученные результаты подтвердили в основном результаты Дж. Миллера. Было показано, что время обучения также зави­сит от числа чанков. Г.Саймон делает вывод, что психологиче­ская реальность чанка достаточно хорошо продемонстрирована, а объем кратковременной памяти составляет от пяти до семи чанков.

Если люди не повторяют (мысленно или вслух) поступив­шую в КП информацию, она быстро забывается. Забывание происходит оттого, что либо новые чанки как бы вытесняют старые, либо информация угасает со временем.
3.4. Магическое число

Кратковременная память содержит ту часть наших знаний, которая в данный момент осознается человеком. Возможна сле­дующая аналогия: вы бродите в огромном темном зале с фона­риком в руке. Узкий луч фонарика освещает различные пред­меты, но не дает вам возможности увидеть комнату в целом.

Ограниченность объема кратковременной памяти означает, что все отдельные компоненты информации (например, оценки вариантов решения по многим критериям) должны помещаться в каком-то «таинственном ящике», куда входит не более девя­ти чанков. Человек очень быстро осуществляет операции с по­мещенными в кратковременную память чайками. Перенос ин­формации из долговременной памяти в кратковременную за­нимает намного больше времени.

В настоящее время нет общепризнанных гипотез о связи ограничений объема кратковременной памяти с организацией человеческого мозга, но существуют интересные догадки [7].

Любопытно, что, изучая поведение крыс, кошек, обезьян, мы можем найти аналогичные ограничения по объему одновре­менно используемой информации.

Таким образом, в той части памяти, где осуществляется принятие решений, мы имеем существенные ограничения на­ших возможностей по переработке информации. Действительно, в реальной жизни могут произойти одновременно несколько со­бытий, могут существовать разные варианты решений со многи­ми оценками, а также могут иметь место несколько альтерна­тив. Человеческая система переработки информации имеет огра­ничение, которое проявляется при решении таких задач. Но че­ловек использует две возможности, чтобы обойти это ограниче­ние. Прежде всего он стремится сделать чанки как можно более емкими, т.е. «упаковать» в них побольше информации. Конеч­но, для этого ему нужно предварительное знакомство с этой ин­формацией. Например, трудно запомнить без ошибок числа: 191—798—816—13, но если мы их сгруппируем по-иному: 1917— 988—1613, то человек, знакомый с историей России, сразу узна­ет период царствования Романовых и год принятия христиан­ства. Следовательно, у человека эта информация помещается в три чанка, три смысловых блока информации, которые легко запоминаются. Для другого человека чанком может быть знако­мая фраза и т.д. (приемы мнемотехники).

Итак, первый способ приспособления человека к своим внутренним ограничениям — создание все более емких чанков. Особенно преуспевают в этом люди, всю жизнь изучающие объ­екты, которые сравнительно мало меняются. Шахматисты-профессионалы запоминают в виде чанков сложные позиции, композиторы — гармонические сочетания звуков, врачи — мно­гообразные сочетания симптомов у больных. Наиболее успеш­ные в своей области профессионалы становятся прекрасными экспертами, способными быстро и почти безошибочно прини­мать решения.

В отличие от врачей и шахматистов государственные дея­тели, а также бизнесмены чаще всего встречаются с задачами принятия новых решений. Для таких решений характерна ли­бо новая, не встречавшаяся ранее ситуация, либо новая обста­новка, в которой надо решать прежнюю проблему. Время от времени каждый человек сталкивается с необходимостью при­нятия новых решений. В этом случае в памяти человека уже нет запасенных заранее емких чанков.

Но есть другой способ переработки сложной и объемной информации: упрощение проблемы, ее приспособление к воз­можностям человеческой системы переработки информации. Если ЛПР не может поместить в КП все оценки вариантов ре­шений по многим критериям, он упрощает задачу. Заметим, что опытные руководители делают это крайне умело, оставляя суть проблемы и отбрасывая второстепенные детали. При этом люди используют некоторые типовые приемы, называемые эв­ристиками. Действительно, если сравниваются два объекта и по ряду критериев их оценки близки, то вполне логично просто не рассматривать эти критерии. Другой прием: разбить крите­рии на группы, сравнить объекты по группам критериев, а уже потом - в целом. Третий прием: выбрать объект, который по большинству критериев лучше, чем другой, не обращая внима­ние на сами оценки (насколько же он лучше). Если количество объектов, подлежащих сравнению, велико, то их сначала про­пускают через «фильтр», предъявляя определенные требования к их качеству по отдельным критериям. Только тогда, когда число объектов невелико, человек изучает внимательно их плюсы и минусы, используя, как правило, парные сравнения объектов.

Все эти приемы появились не из-за лени или прихоти от­дельных ЛПР, а как ценные средства, позволяющие, несмотря на ограничения возможностей переработки информации, ре­шать сложные задачи. Каждый из этих приемов в большинстве случаев эффективен. Но для каждого из них можно подобрать «ловушки противоречивости», как это сделал А. Тверский [8].
3.5. Денежный насос

Профессор А. Тверский придумал оригинальный экспери­мент. Группе испытуемых предъявлялись пары объектов, имевших оценки по трем критериям, причем один из критери­ев был для них намного более важен, чем два других. В предъ­являемой паре один из объектов (объект А) был немного лучше по важному критерию, но существенно хуже по менее важным критериям, чем другой объект (объект В). Пренебрегая неболь­шими отличиями по важному критерию, человек выбирал объ­ект В. После этого ему предъявлялись выбранный им объект В и объект С, превосходящий В по двум менее важным критери­ям, но слегка уступающий объекту В по самому важному кри­терию. Человек выбирал объект С. В третьей паре ему предъяв­ляли объект С и первоначально исключенный из первой пары объект А. Тут уже человек замечал накопившееся отличие по наиболее важному критерию и выбирал объект А. Такой тип поведения называется нетранзитивным.

Обнаружив, что группа испытуемых, участвовавших в экс­перименте, вела себя нетранзитивно, А. Тверский назвал на­блюдавшуюся схему поведения «денежный насос». Действи­тельно, рассуждал он, при каждом сравнении человек получает возможность улучшить свой первоначальный выбор. Но при этом его могут попросить заплатить хотя бы немного (напри­мер, 1 рубль) за такую возможность. Заплатив несколько раз за улучшение своего выбора (человеку предъявляется не три, а большее число пар объектов, сконструированных подобным же образом), человек возвращается к первоначальному объекту и может опять захотеть его улучшить. При этом он как бы ходит по кругу, т.е. платит деньги и возвращается к тому объекту, с которого начал.

Вряд ли можно считать такое поведение рациональным.
3.6. Последовательная обработка информации

Ограничение емкости КП приводит людей к необходимости обрабатывать поступающую из внешнего мира информацию по­следовательно, а не воспринимать ее всю сразу — аналогично устройствам с ограниченной пропускной способностью.

Г.Саймон высказал мнение, что и такая система перера­ботки информации была достаточна хороша для людей на про­тяжении многих веков их существования [9]. В первобытном мире события являлись людям «по очереди», и по каждому из них принималось отдельное решение.

Только в современном, быстро меняющемся мире резко возросла нагрузка на человеческую систему переработки ин­формации. Необходимо принимать сложные решения с учетом многих обстоятельств, при большой неопределенности послед­ствий. Принятые решения быстро устаревают. Все эти обстоя­тельства имеют следствием ошибочные решения, принимаемые ЛПР. Естественные эвристики и интуиция ЛПР оказываются недостаточными для принятия разумных решений. Кроме того, ЛПР, как и всякий человек, иногда может совершить ошибку просто от невнимательности или по небрежности.
3.7. Извлечение

Может возникнуть представление, что при ограниченной по объему информации в КП существует возможность немедленно­го извлечения из нее любого чанка. Однако это не так. Чем больше чанков в КП, тем медленнее извлечение информации.

Впервые это показали эксперименты Р.Стернберга [3]. В экспериментах испытуемые запоминали последовательность цифр, количество которых было меньше семи, и отвечали за­тем на вопрос, содержится ли новая, заданная цифра в этой по­следовательности. Судя по результатам экспериментов, испы­туемые ведут себя следующим образом: они производят после-

довательное сравнение заданной цифры со всеми запомненны­ми цифрами, а уже потом принимают решение, содержится ли заданная цифра в последовательности или нет. Такая стратегия выгодна в том случае, когда принятие решения занимает на­много больше времени, чем сравнение. Р.Стернберг определил время одного сравнения: 35 мс.

4. Дескриптивные исследования многокритериальных проблем

Многокритериальные задачи принятия решений представ­ляют собой особо сложный класс задач для человеческой систе­мы переработки информации. Наличие многих критериев при­водит к большой нагрузке на кратковременную память, застав­ляя человека использовать различные эвристики, для того что­бы справиться с задачей при ограниченном объеме кратковре­менной памяти.

В то же время в практической деятельности человека мно­гокритериальные задачи встречаются все чаще, что вызвано не­обходимостью учитывать одновременно много различных фак­торов. Именно поэтому психологические исследования поведе­ния человека в задачах многокритериального выбора активно проводятся в последнее десятилетие. Разработаны специальные методики проведения этих исследований [10, 11].
4.1. Прослеживание процесса принятия решений

Такое название получили исследования, направленные на то, чтобы зафиксировать последовательность этапов человече­ского мышления при решении многокритериальных задач. Об­щая схема экспериментов заключается в том, что испытуемым в том или ином виде предъявляется группа альтернатив, из ко­торых следует либо выбрать одну лучшую, либо их классифи­цировать, либо их упорядочить. Известны три основных метода исследования поведения испытуемых.

1. Мышление вслух (устные протоколы). В экспериментах испытуемых просят сопровождать свои решения проговарива-нием вслух. Эти «мысли вслух» записывают на магнитофон и затем подвергают анализу. Приведем пример - сравнение ис­пытуемыми двух вариантов съема квартиры. Возможный устный протокол выглядит так: «Посмотрим на стоимость аренды квартир А и В. Для А стоимость $270, а для В - $220. Стои­мость А выше, но А находится в тихом месте, а В расположена на шумной улице. Но зато В — рядом со станцией метро, что весьма удобно».

Мышление вслух — не очень привычная процедура для ис­пытуемых, но после небольшой тренировки они привыкают проговаривать вслух свои мысли. Записанные и перепечатан­ные протоколы передаются двум кодировщикам, которые раз­деляют их на сегменты, относящиеся либо к одной оценке (на­пример, стоимость для альтернативы А), либо к типу анализа (например, сравнение двух альтернатив по одному критерию, просмотр оценок одной альтернативы). Осуществляется сравне­ние результатов кодировки и устраняются разногласия между кодировщиками. После этого проводится анализ стратегии ис­пытуемого.

Наиболее распространенными являются следующие типы стратегий:

•  стратегия аддитивной полезности: ЛПР как бы суммирует оценки альтернативы по критериям в один образ и затем сравнивает альтернативы;

•  стратегия аддитивных разностей: ЛПР как бы суммирует разности оценок альтернатив по критериям и выбирает луч­шую альтернативу;

•  стратегия исключения по аспектам: ЛПР исключает из рас­смотрения альтернативы, не удовлетворяющие требованиям хотя бы по одному аспекту (критерию);

•  стратегия исключения по уровням требований: ЛПР исклю­чает альтернативы, не удовлетворяющие минимальным тре­бованиям по всем критериям.

Естественно, что в процессе анализа альтернатив ЛПР мо­жет менять стратегии. Вводятся следующие определения: по-альтернативный поиск - если три операции и более относи­лись к одной альтернативе, и покритериалъный поиск - если три операции и более относились к одному критерию. Таким образом, поведение испытуемого характеризуется также и сме­ной стратегий.

Устные протоколы привлекли общее внимание и показали свою полезность в исследованиях, проведенных Г. Саймоном и

его учениками в области искусственного интеллекта [12]. Так, с помощью устных протоколов было получено понимание того, как человек решает головоломки, логические задачи.

2. Информационная доска. Этот способ исследований был предложен Д. Пейном [10]. В современном виде он может быть представлен следующим образом. На экране компьютера появ­ляется таблица, столбцы которой соответствуют альтернативам, а строки — критериям. На пересечении столбца и строки в квад­рате находится оценка альтернативы по критерию. В начале работы испытуемого все оценки закрыты. Испытуемый может открывать их в любом порядке, совмещая курсор с квадратом и щелкая мышкой. Последовательность открытия оценок харак­теризует его стратегию.

3. Метод фиксации движений глаз. При использовании этого метода многомерные альтернативы размещают на специ­альном листе, который находится на некотором расстоянии пе­ред испытуемым. Движения глаз испытуемого фиксируются специальной аппаратурой, которая позволяет определить место на листе, куда направлен взгляд, и длительность фиксации взгляда.

В серии исследований Рассо и его сотрудники [11] показа­ли, что метод фиксации движения глаз чрезвычайно информа­тивен при изучении процессов сравнения многокритериальных альтернатив. Во-первых, фиксируются все элементарные дви­жения, которые, хотя и не тождественны мыслительным опера­циям, неплохо их характеризуют. Во-вторых, как показывают исследования, экспериментальная обстановка мало влияет на стратегию сравнения.

Конечно, аппаратура для записи движений глаз сложна и дорога. Достаточно сложным является и анализ записи, при котором выделяются не отдельные фиксации, а их совокупно­сти (понятийные единицы). Однако в целом данный метод по­зволил ближе всего подойти к элементарным операциям по пе­реработке информации, осуществляемым человеком.
4.2. Результаты дескриптивных исследований

Что же достигнуто к настоящему времени в понимании процессов переработки информации человеком в многокрите­риальных задачах? На этот вопрос есть много общих и частных ответов. Мы постараемся выделить из них то, что в настоящее время можно считать результатами, многократно подтвердив­шимися при использовании различных методов исследований.

Прежде всего остановимся на соответствии стратегий и за­дач. При помощи разных методов было показано, что для задач выбора лучшей альтернативы при небольшом числе альтернатив характерны аддитивные стратегии. Этот результат был получен методами фиксации движений глаз, устных протоколов, инфор­мационной доски. Было найдено, что при шести-десяти альтер­нативах люди сравнивают их попарно, запоминают лучшую и переходят к следующей. При большом числе альтернатив и кри­териев (до 12) часто используют смешанные стратегии: сначала стратегии исключения, оставляющие небольшое число альтерна­тив, а уже потом — аддитивные стратегии при малом числе ос­тавшихся альтернатив. Было показано также, что словесные оценки на шкалах критериев чаще приводили к поальтернатив-ным сравнениям (при небольшом числе альтернатив).

С помощью разных методов было определено, что для задач отнесения альтернатив к классам решений преимущественно используются стратегии исключения.

Различные стратегии и упрощающие эвристические прие­мы появились именно вследствие специфических свойств крат­ковременной памяти человека. Во многих случаях жизненной практики эвристики, безусловно, полезны. Многокритериаль­ные задачи являются тем особым, крайне трудным для челове­ка классом задач, где привычные эвристики часто приводят к противоречиям, к нарушениям рациональности.

Наряду с ограниченным объемом кратковременной памяти есть другая важная особенность человеческой системы перера­ботки информации - пластичность, умение адаптироваться к конкретной задаче. На поведение человека при сравнении мно­гокритериальных альтернатив влияют характер оценок (число­вые или словесные), количество критериев и альтернатив и т.д. Более того, при тех же альтернативах и критериях на страте­гию человека существенно влияет форма предъявления ему информации. В эксперименте Бетмана и Какара [13] испытуе­мым предъявляли информацию об альтернативах, имевших оценки по N критериям, тремя различными способами: в виде матрицы N ® п, в виде перечня альтернатив со всеми их оцен­ками (каждая альтернатива - на отдельной странице), в виде перечня совокупностей оценок альтернатив по каждому крите­рию. Стратегии испытуемых в этих трех случаях значительно различались.

Как ограниченная емкость кратковременной памяти, так и пластичность являются объективными характеристиками сис­темы переработки информации. Многие конкретные стратегии определяются персональным пониманием той или иной задачи, причем далеко не всегда правильным. Поэтому выбор страте­гии решения сам по себе является для человека самостоятель­ной задачей. В этом выборе проявляется его индивидуальность, его мотивация и предварительные установки

5. Долговременная память

Хотя принятие решений осуществляется в основном в крат­ковременной памяти, между двумя видами памяти происходит постоянный обмен информацией. Вообще связь между этими двумя видами памяти очень сильная. Существует точка зрения, что они не являются различными нейронными системами, а соответствуют различным состояниям активации единой ней­ронной системы.

Требуется время, чтобы информация, поступившая из КП, закрепилась в ДП, но после этапа закрепления она может хра­ниться в ДП очень долго. Есть эксперименты, показывающие, что человек может вспомнить далекие по времени и, казалось бы, насовсем забытые события и факты. Можно предположить, что мы содержим в мозгу огромное количество информации, но не всегда можем найти «ключик от сундука», где хранится эта информация. Долговременная память также принимает уча­стие в принятии человеком решений, поставляя в КП необхо­димые факты, знания и умения.

Так же, как и в КП, в долговременной памяти можно выде­лить три этапа переработки информации: кодирование — хране­ние — извлечение.

5.1. Кодирование

Преобладающим способом кодирования информации для вербального материала является смысловое кодирование. Это означает, что чаще всего мы не запоминаем информацию до­словно. Мы помним основное ее содержание. Например, после прочтения письма мы можем совсем иными словами, но доста­точно точно описать его содержание.

5.2. Хранение

Существует множество различных и достаточно сложных моделей долговременной памяти. Каждая из них соответствует определенной части имеющихся экспериментальных данных. С точки зрения проблем принятия решений нам представляет­ся наиболее привлекательной модель, основанная на семанти­ческой близости [3]. В этой модели семантический класс может быть представлен в долговременной памяти как набор атрибу­тов или признаков. Каждый объект представляется как бы точ­кой в пространстве признаков, причем близким объектам соот­ветствуют близкие расстояния в этом пространстве.

Другая распространенная модель может быть названа иерархической. Люди лучше запоминают информацию и реже ее забывают, если сведения упорядочены от более общих к бо­лее частным. Например, удобно хранить информацию о живых существах, относя их к классам млекопитающих, птиц, пре­смыкающихся, земноводных, рыб и т.д. Мы можем различать разные группы птиц по местам обитания, по поведению и т.д.

Иерархическая организация информации оказывается весь­ма эффективной. В одном из экспериментов испытуемых про­сили запомнить информацию, представленную в иерархическом виде. Другая группа испытуемых получила эту же информа­цию без какой-либо структуры, просто как набор названий. Испытуемые запоминали (в среднем) 65% информации, пред­ставленной в иерархическом виде, и только 19% информации при случайном порядке предъявления [3].

5.3. Извлечение

При принятии решений мы переносим из долговременной памяти в кратковременную необходимую информацию, если, ко­нечно, мы ее не забыли. Как отмечает Г. Саймон, долговременная память похожа на большую энциклопедию, которая создает­ся одновременно с умением делать выборки по индексам.

В отличие от обычных энциклопедий человеческая память позволяет делать выборки по индексам совершенно разного ха­рактера. Вспоминая о птицах, мы можем, например, использо­вать как признаки их окраску, размер, тип питания, пути ми­грации и т.д.

Особый интерес с точки зрения принятия решений пред­ставляет удивительная способность экспертов быстро и безоши­бочно находить необходимые решения. Для экспертов (шахма­тистов, инженеров, врачей) характерен быстрый переход от описания объекта к правильной его оценке.

Каким образом эксперты сразу и с малым числом ошибок находят нужные решения?

Проведенные исследования показали, что эксперты хранят в долговременной памяти очень большое количество информа­ции (чанков) в специально организованном виде. По оценке Г. Саймона, количество таких чанков для одной области дея­тельности может составлять от десятков тысяч до 1 млн [6]. За многолетнюю практику (по мнению Г.Саймона, необходимо не менее 10 лет для того, чтобы стать экспертом в любой области) профессионалы отбирают наиболее информативные для приня­тия решений признаки. Так, шахматисты описывают позиции, используя такие термины, как «угроза для короля», «возмож­ность атаки» и т.д. С помощью этих индексов шахматисты бы­стро находят в памяти позиции, необходимые при выборе сле­дующего хода.

6. Рабочая память

По мнению ряда исследователей, представленная выше мо­дель памяти Аткинсона - Шифрина с выделением кратковре­менной и долговременной памяти, является слишком упро­щенной. Вместо модели кратковременной памяти вводят мо­дель рабочей памяти [18]. Эта модель может быть представлена как состоящаяся из трех компонентов:

•  центральный исполнительный блок, представляющий на­правленное внимание человека к обрабатываемой информации;

•  блок обработки акустической информации;

•  блок обработки визуальной и пространственной инфор­мации («блокнот эскизов»).

Основным компонентом модели является центральный ис­полнительный блок, имеющий ограниченную емкость. Два дру­гих блока являются вспомогательными.

Блок обработки акустической информации имеет контур повторения. В экспериментах было обнаружено, что емкость этого контура равна количеству слов, которые может прочитать человек вслух за две секунды. Также было найдено, что объем запоминаемой информации в блоке обработки акустической информации зависит от скорости повторения. Эксперименты показали, что акустическая информация обрабатывается иначе, чем зрительная. Согласно современным представлениям основ­ная функция контура повторения состоит в облегчении чтения трудного материала.

Блок обработки визуальной и пространственной информа­ции важен для ориентировки на местности, решения простран­ственных задач, анализа изображений.

Центральный блок представляет собой избирательное вни­мание человека к тем или иным фрагментам обработки инфор­мации.

Сравнивая модель рабочей памяти с моделью Аткинсона — Шифрина, следует отметить: более детальная модель рабочей памяти позволяет лучше объяснить результаты многих экспе­риментом. С другой стороны, объем рабочей памяти хотя и ог­раничен, но четко не определен.

7. Психологические теории человеческого поведения при принятии решений

Результаты экспериментальных исследований поведения лю­дей при решении многокритериальных задач были использо­ваны при разработке психологических теорий, описывающих поведение людей в задачах выбора.

7.1. Теория поиска доминантной структуры

Эта теория была предложена Г. Монтгомери и О. Свенсоном [14]. Они выдвинули гипотезу о том, что при выборе лучшей из нескольких альтернатив ЛПР стремится создать доминантную

структуру. Путем попарного сравнения всех (либо части) аль­тернатив ЛПР хочет найти альтернативу, которая: . лучше каждой из прочих хотя бы по одному критерию; • ее недостатки менее существенны, чем недостатки сравни­ваемых с ней альтернатив.

В соответствии с теорией поиска доминантной структуры ЛПР в процессе принятия решений охватывает взглядом все имеющиеся альтернативы и выбирает ту, которая по первому впечатлению может оказаться доминирующей. Затем он попар­но сравнивает с выбранной прочие альтернативы. Если при этих сравнениях выбранная альтернатива оказалась лучшей, то доминантная структура построена и ЛПР может объяснить свой выбор. Если при каком-либо из сравнений какая-то иная альтернатива окажется лучшей, то уже она рассматривается как потенциально доминирующая и с ней сравниваются все прочие.

Теория поиска доминантной структуры подтвердилась при прослеживании процессов принятия решений методом вербаль­ных протоколов. Оказалось, что внимание (процент от общего времени решения задачи), уделяемое доминантной альтернати­ве в процессе выбора, было больше, чем для какой-либо иной альтернативы.

7.2. Теория конструирования стратегий

Д.Пейн предложил и обосновал другую теорию человече­ского поведения при выборе лучшей (или лучших) из много­критериальных альтернатив. Эта теория может быть названа теорией конструирования стратегий [15]. Д.Пейн предположил, что в процессе решения задачи используется не одна, а не­сколько стратегий и эвристик. Сравнивая альтернативы, люди могут сначала пренебречь различиями в оценках по некоторым критериям, затем использовать стратегию аддитивных разно­стей, далее — стратегию исключения и т.д. Для поведения ис­пытуемых в эксперименте характерна именно совокупность стратегий, а не одна стратегия. При этом на формирование со­вокупной стратегии оказывают непосредственное влияние те оценки альтернатив, которые попадают в зону внимания чело­века. На этапах сравнений альтернатив правила выбора могут изменяться в зависимости от усилий, затрачиваемых человеком при применении правила, и в зависимости от желаемой точно­сти выбора. Люди могут совершить ошибочный выбор страте­гии под влиянием тех или иных (часто малозначимых) харак­теристик альтернатив. Гипотезы Д.Пейна получили подтвер­ждение при прослеживании процессов принятия решений мето­дом информационной доски.

Как отмечает Д.Пейн, изложенные выше черты поведения характерны для неподготовленных испытуемых. ЛПР, имею­щие опыт в принятии решений, владеют своими излюбленны­ми стратегиями, которые они и применяют при решении задач.

8. Исследование возможностей человека в задачах классификации многомерных объектов

В ряде экспериментов была показана непосредственная связь человеческого поведения с организацией человеческой системы переработки информации [16, 17]. Объектом исследо­вания являлись широко распространенные на практике задачи классификации многомерных ситуаций. Например, с такими задачами сталкивается руководитель программы проведения научных исследований и разработок, принимая решения о включении в программу тех или иных проектов.

С этими же задачами сталкиваются и инженер, устанавли­вающий характер неисправности в сложной технической систе­ме, и покупатель в магазине, разделяя интересующие его това­ры на два класса — заслуживающие или не заслуживающие дальнейшего рассмотрения. Во всех этих примерах человек ре­шает задачу отнесения объекта, имеющего совокупность харак­теристик (оценки по многим критериям), к одному из несколь­ких классов решений. Иначе говоря, человек осуществляет многомерную классификацию.

8.1. Схема экспериментов

При проведении экспериментов с различными группами людей (студентами, старшеклассниками, сотрудниками НИИ) предполагалось, что сложность задачи экспертной классифика­ции зависит от следующих параметров задач: числа критериев, числа оценок на их шкалах, числа классов решений. Была вы­двинута гипотеза, что поведение людей может измениться при

определенном увеличении того или иного параметра задачи. Сложность задачи классификации в каждом из экспериментов определялась тремя следующими параметрами: числом крите­риев (признаков, характеристик) N , описывающих оценивае­мые объекты; числом оценок W i ( i = l , ..., n ) на порядковых шкалах этих критериев (оценки упорядочены от лучшей к худшей); числом классов решений Р, к которым следует отне­сти рассматриваемые объекты. Все возможные сочетания оце­нок по разным критериям определяют полное множество воз­можных описаний объектов. В каждом из экспериментов испы­туемому предлагалось оценить все возможные объекты, отнеся каждый из них к одному из заданных классов решений.

Как пример рассмотрим одну из задач, решавшихся студен­тами. В качеств е объектов классификации выступали описания арендуемых квартир — объектов, хорошо знакомых испытуе­мым. В качестве критериев оценки объектов предлагались:

•  размеры подсобных помещений и кухни;

•  расположение комнат;

•  район, где находится квартира;

•  экологическая обстановка в районе;

•  стоимость.

Для каждого из критериев была разработана шкала из трех словесных оценок, упорядоченных по качеству от первой к третьей. Так, для первого критерия использовалась следующая шкала оценок:

•  подсобные помещения и кухня большой площади;

•  подсобные помещения и кухня малой площади;

•  кухня малой площади, подсобные помещения отсутствуют. Итак, в данном случае N=5 и Wi =3. Нетрудно убедиться, что сочетания различных оценок по критериям задают полное множество возможных объектов. В данном случае количество этих объектов Q =3 5 =243. Описание 243 гипотетических квар­тир в случайном порядке предъявлялось испытуемому. Его за­дача состояла в отнесении каждого сочетания к одному из сле­дующих классов решений:

•  квартира хорошая и полностью вас удовлетворяет;

•  квартира удовлетворительная, хотя и имеет ряд недос­татков;

•  квартира вам не подходит.

8.2. Параметры, используемые для оценки поведения испытуемых в задачах классификации

Отнесение какого-либо объекта к некоторому классу в усло­виях упорядоченности классов решений (первый класс лучше второго и т.д.) и порядковых шкал оценок критериев наклады­вает определенные ограничения на отношения между объекта­ми. Так, объекты, доминирующие по критериальным оценкам над данным объектом, не могут быть отнесены к классу, худ­шему, чем класс данного объекта. С другой стороны, объекты, над которыми он доминирует, не могут быть отнесены к клас­су, лучшему, чем класс данного объекта. Нарушение этих ог­раничений считалось ошибкой, допускаемой испытуемым при классификации.

Поведение испытуемых оценивалось по трем параметрам, смысл которых следует объяснить более подробно.

1. Число противоречий. Задача испытуемых состояла в раз­делении объектов (сочетаний оценок по критериям) на упорядо­ченные классы. На рис. 7.1,а приведен крайне простой вариант этой задачи - разделение на два класса (первый класс лучше второго) сочетаний оценок по двум критериям: А и В (первые оценки - лучшие; оценки на шкалах упорядочены по качеству). На рис. 7.1,а представлено гипотетическое разделение на два класса (пустые клетки — первый класс, заштрихованные — вто­рой класс). Очевидно, что оценка клетки А2В2 противоречит оценкам клеток A 2 B 3, А3В2, A 4 B 2 и А3В3. Следовательно, в дан­ной классификации на рис. 7.1,а имеются четыре противоречия.

2. Число замен (ошибок). Наряду с числом противоречий информативным является и другой показатель - число измене­ний в ответах испытуемого, которые делают классификацию непротиворечивой. Так, в классификации, представленной на рис. 7.1,а, нужно только одно изменение — назначение другого (первого) класса для сочетания А2В2. Эта замена делает клас­сификацию непротиворечивой. Число замен характеризует чис­ло ошибок, совершенных испытуемыми при классификации.

3. Сложность границ между классами. Этот критерий, предложенный нами ранее [19], оценивает сложность правил, используемых при классификации. Так, граница между клас­сами на рис. 7.1,6 очень проста, поскольку испытуемый фактически заменил критерии на ограничения. Его решающее прави­ло в данном случае очень просто: к первому классу относятся сочетания, имеющие оценки лучшие, чем a 5 и лучше, чем B 4 .

Граница между классами на рис. 7.1,а значительно слож­нее. Легко убедиться, что она описывается пятью сочетаниями оценок по двум критериям. Замена критерия на ограничения может происходить по двум причинам.

Рис.7.1. Сложное (в) и простое (б) разделение на два класса сочетаний оценок по двум критериям: А и В

Во-первых, среди испытуемых могут быть люди, которые рассматривают исходную задачу не как многокритериальную, а как более простую — однокритериальную с ограничениями по другим критериям (недаром А. Тверский [8] и Д. Рассо [11] предварительно отбирали испытуемых, использующих все кри­терии).

Во-вторых, как мы увидим далее, один и тот же человек может перейти к использованию ограничений вместо критериев при усложнении задачи. Известно, что стратегия последова­тельного введения ограничений вместо критериев («исключе­ние по аспектам») в когнитивном отношении крайне проста.

В соответствии с вышеописанными критериями был уста­новлен уровень требований к качеству выполнения задания, в соответствии с которым выносилось суждение о том, справился ли испытуемый с задачей классификации. Известно, что, вы­полняя те или иные операции по переработке информации, человек может ошибаться. Однако ошибка ошибке рознь. Как показано на рис. 7.1,а, ошибки, совершаемые вдали от границ, влекут за собой большое число противоречий. Эти ошибки, как правило, очевидны. Они не мешают установить границы между классами решений. Иначе обстоит дело с ошибками, совершае­мыми у самой границы. Так, если испытуемый отнес ко второ­му классу клетку А2В3 на рис. 7.1,а, то имеется лишь одно противоречие (принадлежность клетки А3В3 к первому классу), и вопрос ставится следующим образом: отнести клетку А2В3 к первому классу или клетку А3В3 ко второму классу. Следова­тельно, ошибки около границы и на самой границе особенно опасны тем, что они меняют границу между классами, и при большом числе таких ошибок невозможно установить четкие границы между классами решений.

В связи с этим в качестве значения первого критерия, оп­ределяющего, справился ли испытуемый с задачей, было при­нято число ошибок, совершаемое около границы - на единич­ном расстоянии от границы (изменение на одну оценку по лю­бому критерию переводит сочетание в элемент границы). Было принято, что испытуемый справляется с задачей лишь в том случае, когда число таких ошибок у границ между классами не превышает двух. В качестве второго критерия, определяющего, справился ли испытуемый с задачей классификации, была вы­брана сложность границы, отражающая сложность решающих правил, используемых испытуемыми. А именно: требовалось, чтобы среди граничных элементов между классами были хотя бы один-два элемента, представляющих сочетания оценок кри­териев. Иначе говоря, считалось, что если испытуемый перевел все критерии в ограничения и превратил задачу в «исключение по аспектам», то он не справился с задачей. Действительно, в последнем случае задача многокритериальной классификации просто исчезает.

8.3. Описание экспериментов

Следует разделить эксперименты на две группы: 1) эксперименты, проводимые с людьми, не имевшими большой практики в принятии решений (студенты, школьни­ки - первая серия экспериментов),

2) эксперименты, где в качестве испытуемых выступали профессионалы, решающие реальные практические задачи (вторая серия экспериментов).

Для первой группы испытуемых имелись широкие возмож­ности варьировать параметры задачи классификации и условия эксперимента. Студенты (эксперименты с 1-го по 12-й) класси­фицировали арендуемые квартиры, решая, насколько предла­гаемые варианты удовлетворяют их, а школьники (эксперимен­ты 13 и 14) - высшие учебные заведения, определяя насколько они подходят им для поступления после окончания школы. Для второй группы испытуемых возможности варьирования пара­метров задачи почти отсутствовали, и схема эксперимента соот­ветствовала реальной задаче. В экспериментах второй серии уча­ствовали члены редакционного совета научно-исследовательско­го института, оценивая качество предлагаемых к опубликова­нию препринтов (эксперименты 15 и 16).

8.4. Результаты экспериментов

Данные о среднем количестве ошибок, допускаемых испы­туемыми при выполнении 100 классификаций в каждом из экспериментов, представлены в табл. 7.1.

Как видно из таблицы, среднее число ошибок зависит от сложности задачи классификации. Можно определить зависи­мость количества ошибок от параметров Р, N и W . Это позво­лило получить следующий результат: число ошибок (число за­мен) при фиксированных N и W существенно зависит от числа классов решений Р.

Среднее время, затрачиваемое испытуемыми на вынесение одного суждения о принадлежности объекта к тому или иному классу, составляло 14 с. Дополнительный анализ качества вы­полнения классификации, проведенный для каждого испытуе­мого в соответствии с критериями, позволил вынести сужде­ние, справился ли испытуемый с заданием. Например, в экспе­рименте 9, при N=4 (число критериев), Wi =4, i =1,...,4 (число оценок на порядковых шкалах), Р=2 (число классов решений), 67% испытуемых справились с задачей (среднее число ошибок равнялось 3). В эксперименте 7, при тех же N=4 и W =4, но уже при Р=4, не справились с задачей 90% испытуемых, причем наблюдалось резкое увеличение числа противоречий и ошибок (среднее число замен равнялось 8,8).

Были найдены такие значения N , W , Р, что при увеличении одного из этих параметров значительная часть испытуемых пе­реставала справляться с задачей. Было условно определено, что если как минимум треть испытуемых из группы, состоявшей обычно из 10-15 человек, успешно справляется с задачей, то задача классификации данной сложности находится в пределах возможностей человека.

Таблица 7.1 Результаты экспериментов по решению задачи классификации многомерных объектов

Номер эксперимента
Количество испытуемых
Размерность задачи
Среднее число допущенных ошибок
Процент испытуемых, справившихся с задачей
N
W
P
Q
1
9
7
2
5
128
9,5
11
Первая серия экспериментов
2
9
7
2
4
128
6,5
0
3*
19
7
2
3
128
6,5
37
4
15
5
3
4
243
9,7
13
5*
20
5
3
3
243
5,8
35
6*
24
5
3
2
243
5,0
46
7
20
4
4
4
256
8,8
10
8
20
4
4
3
256
6,2
20
9*
9
4
4
2
256
3
67
10
10
3
5
5
125
17
0
11
11
3
5
4
125
8,8
9
12*
10
3
5
3
125
5,1
60
13
16
5
3
4
243
9,8
19
14*
16
5
3
2
243
3,5
73
15*
9
5
3
2
243
3,3
Вторая серия экспериментов
16
4
5
3
4
243
1,3
Примечание: N-число критериев; W-число градаций на шкалах их оценок; P-число классов; Q-число классифицируемых объектов; *-сложность данной задачи находится в пределах возможностей человека
8.5. Обсуждение результатов первой серии экспериментов

Результаты экспериментов подтвердили гипотезу о сущест­вовании пределов возможностей испытуемых в задачах много­критериальной классификации. Полученные результаты показывают, что при определенных значениях параметров происхо­дит резкое увеличение числа противоречий и замен. Испытуе­мые перестают справляться с задачей, и по их ответам невоз­можно установить границы между классами.

В чем же причина такого явления? Для ответа на этот во­прос был проведен специальный анализ. Как уже отмечалось, результаты работы испытуемых могут быть представлены в ви­де элементов границ между классами. Эти элементы показыва­ют, что все альтернативы, доминирующие над ними, относятся к более высоким классам, а доминируемые ими - к более низ­ким. После приведения ответов испытуемых к непротиворечи­вому виду по алгоритмам, предложенным в [17], можно легко определить границы между классами. Эти границы характери­зуются как количеством элементов границы, так и их сложно­стью. Проведенный содержательный анализ элементов границ, а также сопоставление его результатов с результатами анализа письменных протоколов показали, что элементы границы не являются независимыми. Обычно совокупность нескольких элементов границ отражает более общее правило, которое име­ет для испытуемых четкое смысловое содержание. Такие пра­вила могут быть определены путем группировки элементов границ по их близости (по содержанию одинаковых оценок). Эти правила достаточно просты для запоминания. Для примера приведем одно из правил, использовавшихся студентами: если квартира расположена в промышленном районе и одновремен­но дорогая, то она не подходит (третий класс) независимо от планировки.

Совокупность такого рода правил отражается в элементах границ между классами, объединяя их в структурные единицы информации. Стратегии, использовавшиеся испытуемыми, можно представить как совокупность таких правил. Для двух экспериментов (эксперименты 4 и 13), в которых испытуемые не справились с задачей классификации, и для двух экспери­ментов (эксперименты 6 и 14), в которых испытуемые справи­лись с нею, для каждого испытуемого были выделены правила, используемые ими при классификации в виде структурных единиц информации, объединяющих элементы границ между классами. При анализе оказалось, что в случаях, когда испы­туемые справлялись с задачей, количество используемых испы­туемыми правил не превышало восьми. В случаях, когда испы­туемые не справлялись с задачей, анализ позволил выявить существование большего числа правил. Усредненное для групп испытуемых количество правил, используемых для классифи­кации в экспериментах 4 и 13, составляло 12, а в экс­периментах 6 и 14 равнялось 5. Наиболее вероятное объясне­ние этих данных состоит в следующем. При решении очеред­ной задачи отнесения альтернативы к тому или иному классу испытуемый вынужден помещать в кратковременную память все правила, представляющие собой как бы структурные еди­ницы информации, которыми он оперирует. Как известно, объ­ем кратковременной памяти ограничен.

В случае, когда испытуемые использовали при классифи­кации не более девяти правил (структурных единиц информа­ции), они справлялись с задачей. При попытке воспользоваться большим числом структурных единиц информации оказалось, что часть из них отсутствовала в кратковременной памяти в моменты принятия решений, что и приводило к резкому увели­чению числа ошибок и противоречий.

Полученные в работе данные о среднем времени, затрачи­ваемом на вынесение суждения о принадлежности объекта к какому-либо классу, косвенным образом подтверждают это предположение. Среднее время на выполнение одной классифи­кации в первой серии экспериментов составляет 14 с. А по­скольку время, требуемое для фиксации информации в долго­временной памяти, согласно данным [12], составляет порядка 5 с, то можно сделать вывод, что в процессе классификации нет активного обмена информацией между структурами долго­временной и кратковременной памяти. Данные работы [2] сви­детельствуют о том, что время выполнения одной операции в КП занимает около 100 мс. Несопоставимость этого времени с временем, требуемым для обращения к долговременной памя­ти, вынуждает систему переработки информации в КП мини­мизировать связи с долговременной памятью, замедляющие на два- три порядка скорость переработки информации.

8.6. Анализ и обсуждение результатов второй серии экспериментов

Основная цель этой серии экспериментов заключалась в оценке того, как профессионалы справляются с задачами клас­сификации и в какой мере выводы, полученные при работе с группами студентов и школьников, могут быть перенесены на реальные практические задачи классификации. Было проведено два эксперимента, в которых задача многокритериальной клас­сификации была совмещена с профессиональными задачами ис­пытуемых. В эксперименте 15 испытуемые классифицировали предлагаемые к публикации препринты ( N = 5, W = 3, Р = 2); при этом Е = 3,3 (см. табл. 7.1). Проведенный анализ свидетель­ствовал, что все испытуемые (члены редакционно-издательского совета), кроме одного, справились с задачей классификации при двух классах решений. Анализ границ между классами свиде­тельствовал, что никто из испытуемых не использовал в процес­се классификации более пяти правил, объединяющих элементы границ в структурные единицы информации.

Мы ожидали, что с усложнением задачи (эксперимент 16, 4 класса решений) увеличится, как и ранее, количество ошибок. Однако число ошибок оказалось даже меньшим (см. табл. 7.1). В связи с этим особенный интерес представлял анализ страте­гий испытуемых. Результаты анализа границ между классами свидетельствовали, что испытуемые резко упростили свои стра­тегии при возрастании сложности задачи. Поэтому двое из че­тырех испытуемых (в соответствии с критерием «сложность решающего правила») не справились с задачей классификации, несмотря на незначительное количество допущенных ошибок.

Число используемых при классификации правил не пре­вышало объема КП. Следует отметить: несмотря на то что предметное содержание задачи классификации было близким для испытуемого по его профессиональной ориентации, сама задача классификации препринтов, представленных посредст­вом описания их критериальных оценок, была для них новой.

Итак, можно сделать вывод, что поведение опытных спе­циалистов, принимающих решение, при усложнении задач классификации отличается от поведения обычных людей, При решении новых, не повторяющихся в их практике задач клас­сификации, сложность которых превышает границы их воз­можностей, они стремятся прежде всего быть последовательны­ми, непротиворечивыми. Для этого они упрощают свою задачу, отбрасывая часть критериев из рассмотрения, переводя их в ог­раничения. Существенно упрощая при этом задачу, они прак­тически решают вместо исходной задачи другую, приспособ­ленную к реальным возможностям человеческой системы пере­работки информации.

8.7. Общее обсуждение

Что же показывают полученные результаты? Прежде всего мы имеем доказательства существования поразительно четких границ возможностей человека в задачах многомерной класси­фикации. Эти границы замаскированы у опытных ЛПР их уме­нием явно упрощать задачу и переходить, по сути дела, к стра­тегии «последовательного исключения по аспектам», при кото­рой нагрузка на кратковременную память минимальна, хотя са­ма задача искажается. Применительно к новым задачам мно­гокритериальной классификации полученные в работе резуль­таты позволили сделать заключение о возможностях человека при решении 90 разных по сложности задач классификации. Так, данные эксперимента 3, которые свидетельствовали, что решение задачи классификации объектов по трем классам, ха­рактеризуемых семью критериями и двумя градациями на шка­лах их оценок, находится в пределах возможностей человека, позволили сделать выводы, что еще 12 заведомо более легких за­дач также находятся в пределах возможностей человека.

Результаты оценки возможностей человека в задачах раз­ной сложности сведены в табл. 7.2, где в клетках указано пре­дельное число критериев, при которых испытуемые еще справ­ляются с задачей многокритериальной классификации [17]. Невозможность решения задач, более сложных, чем указаны в табл. 7.2, выражается в многочисленных противоречиях, в до­пускаемых ошибках или в упрощении задачи в ущерб ее со­держательной стороне.

Таблица 7.2 Число критериев, при котором возможна классификация

Количество оценок на порядковых шкалах
Количество классов решений
2
3
4
5
2
7-8
6-7
4-5
3
3
5-6
3-4
2-3
2
4
3-4

Обратимся к табл. 7.2. При решении любой задачи класси­фикации испытуемый должен учитывать все три основных па­раметра задачи: критерии, оценки на шкалах, классы реше­ний. Если мы перемножим наибольшие значения этих пара­метров, приведенные в табл. 7.2, то получим значения в преде­лах 30—42. Как и Дж. Миллер, мы можем сделать вывод, что «разрешающие возможности» человека в задачах многомерной классификации не превышают шести двоичных единиц инфор­мации.

Возникает вопрос: насколько непреодолимы для человека очерченные выше границы? Есть ли возможности фактически расширить способности человека решать сложные многокрите­риальные задачи?

На наш взгляд, такие возможности имеются. Одна из них состоит в попытке заменить параллельные задачи с большой на­грузкой на кратковременную память последовательными за­дачами. Прежде всего следует упомянуть об иерархических ре­шающих правилах, когда можно использовать иерархию клас­сификаций. Необходимым условием для этого является со­держательность для эксперта понятий, используемых на каждом уровне иерархии. Конечно, этот подход не универсален и в каж­дом случае должен применяться творчески. В специальных экс­периментах нами проверялась эффективность различных страте­гий выборочной классификации, при которой классификация осуществляется как бы последовательно (сначала выбираются все объекты, относящиеся к первому классу, затем — ко второму классу, и т. д.), что позволило уменьшить число допущенных ошибок в 1,5 раза по сравнению с условиями обычной класси­фикации, когда испытуемый, последовательно рассматривая каждый объект, относит его к тому или иному классу.

Результаты экспериментов свидетельствуют о том, что су­ществуют ограничения возможностей человека в широком кру­ге интеллектуальных задач. Эти ограничения объективны и оп­ределяются особенностями человеческой системы переработки информации. Такие же пределы и ограничения можно устано­вить и в других задачах принятия решений - нужны лишь но­вые критерии оценки поведения и новые эксперименты.

Выводы

1. Поведение человека в задачах принятия решений имеет спе­цифические особенности, которые определяются характеристи­ками человеческой системы переработки информации. Эти осо­бенности проявляются как в лабораторных экспериментах, так и в практических ситуациях. Многочисленные исследования пове­дения людей в реальной жизни (принятие политических реше­ний, игра на скачках, игры на деньги) показывают, что здесь (хо­тя, возможно, и в другом виде) проявляются типичные черты по­ведения человека, определяемые характеристиками челове­ческой системы переработки информации.

2. Наиболее проверенной является модель системы переработки информации человеком, включающая три блока: сенсорную па­мять, кратковременную память, долговременную память. Приня­тие решений осуществляется при активном использовании КП.

3. Человеческая система переработки информации прекрасно при­способлена к решению многих задач, с которыми человек сталки­вается в своей жизни. В определенных пределах человек спосо­бен решать и многофакторные задачи - при небольшом числе факторов. Кроме того, человек обладает набором эвристик, по­зволяющих ему решать задачи любой сложности, предваритель­но упрощая их и приспосабливая к своим ограниченным возмож­ностям. Но есть задачи, которые сложны для человека. В самом факте существования таких задач нет ничего удивительного. В конце концов, человек - биологическое существо, и его воз­можности ограничены физиологией. Человек не может прыгнуть на 5 м (с места, конечно), обходиться без воды 5 суток и т.д. Точно так же человек не может непосредственно учитывать мно­го факторов без использования эвристик. А все эвристики обла­дают следующим свойством: они хороши для большинства слу­чаев, но в некоторых - ведут к логическим ошибкам, противоре­чиям. Простой прием - пренебрежение малыми различиями в оценках двух альтернатив по критериям - вызывает нетранзи­тивность, как это убедительно показал А, Тверский [8].

4. Особенно трудны для человека появившиеся в последние деся­тилетия многокритериальные задачи, они часто и приводят к ошибкам и противоречиям в принятии решений.

5. На поведение человека большое влияние оказывает его умение преобразовывать исходную информацию, творчески формиро­вать структурные единицы информации из исходного материала, использовать чанки, ранее запасенные в долговременной памя­ти. Именно эти способности наряду с характеристиками задачи существенно определяют человеческое поведение. При всем этом на поведение человека в задачах принятия решений оказы­вают сильное влияние объективные характеристики его системы переработки информации и прежде всего ограниченная емкость кратковременной памяти.

Библиографический список

  1. Аткинсон Р. Человеческая память и процесс обучения. М .: Прогресс , 1980.
  2. Simon Н . А . Information-processing models of cognition // J. Amer. Soc. Information Science. Sept. 1981.
  3. Солсо Р . Л . Когнитивная психология . М .: Тривола , 1996.
  4. Миллер Дж. А. Магическое число семь плюс или минус два. О некоторых пределах нашей способности перерабатывать информацию // Инженерная психология. М.: Прогресс, 1964.
  5. Солтхауз Г.А. Психологические аспекты машинописи // В мире науки. 1984. № 7.
  6. Simon H . A . How big is a chunk // Science . 1974. № 183.
  7. Виноградова О.С. Гиппокамп и проблемы памяти. М .: Наука , 1987.
  8. Tversky A. Intransitivity of preferences // Psychological Review. 1969. № 76.
  9. Simon H.A. Reason in Human Affairs. Stanford, California: Stanford University Press, 1983.
  10. Ларичев О.И. Объективные модели и субъективные решения. М .: Наука , 1987.
  11. Russo J.E., Rosen L.D. An Eye Fixation Analysis Of Multiattribute Choice // Memory and cognition. 1975. № 3.
  12. Саймой Г . Науки об искусственном . М .: Мир , 1972.
  13. Bettman I., Kakkar P. Effects of information presentation format on consumer information acquisition strategies // J. Consumer Res. 1977. V.3.
  14. Montgomery H., O. Svenson. A think-aloud study of dominance structuring in decicion processes // H. Montgomery, O. Svenson (Eds.). Process and Structure on Human Decision Making Chichester J. Wiley and Sons, 1989.
  15. Payne J. W., J. R. Bettman, E. Coupey, E. J. Johnson. A constructive pro­cess view of decision making:multiple strategies in judgment and choice // O. Huber, J. Mumpower, J. van der Pligt, P. Koele (Eds.). Current Themes in Psychological Decision Research . North Holland , Amsterdam , 1993.
  16. Ларичев О.И., Мошковнч Е.М. О возможностях получения от человека не­противоречивых оценок многомерных альтернатив // Дескриптивный под­ход к изучению процессов принятия решений при многих критериях. Сб. тр. ВНИИСИ / Под ред. С. В. Емельянова и О. И. Ларичева. М., 1980. № 9.

Верстальщики: студенты гр. БЭВд-41:         Гришин Александр, Святов Кирилл, Сметанкина Динара, Шумилов Александр, Шутова Юлия