Prueba y error

Prueba y error es un método fundamental de resolución de problemas caracterizado por intentos repetidos y variados que continúan hasta el éxito, o hasta que el practicante deja de intentarlo.

Según W. H. Thorpe, el término fue ideado por C. Lloyd Morgan (1852–1936) después de probar frases similares "prueba y fracaso" y "ensayo y práctica". Bajo el Canon de Morgan, el comportamiento animal debe explicarse de la manera más simple posible. Cuando el comportamiento parece implicar procesos mentales superiores, podría explicarse mediante el aprendizaje por ensayo y error. Un ejemplo es una forma hábil en la que su terrier Tony abrió la puerta del jardín, fácilmente malinterpretado como un acto perspicaz por parte de alguien que vio el comportamiento final. Lloyd Morgan, sin embargo, había observado y registrado la serie de aproximaciones mediante las cuales el perro había aprendido gradualmente la respuesta y pudo demostrar que no se requería perspicacia para explicarla.

Edward Lee Thorndike fue el iniciador de la teoría del aprendizaje por prueba y error basada en los hallazgos que mostró sobre cómo manejar un experimento de prueba y error en el laboratorio. En su famoso experimento, se colocó un gato en una serie de cajas de rompecabezas para estudiar la ley del efecto en el aprendizaje. Trazó para aprender curvas que registraron el tiempo de cada prueba. La observación clave de Thorndike fue que los resultados positivos promovieron el aprendizaje, lo que luego fue refinado y ampliado por el condicionamiento operante de B. F. Skinner.

La prueba y error también es un método para resolver problemas, reparar, ajustar u obtener conocimiento. En el campo de la informática, el método se llama generar y probar (Fuerza bruta). En álgebra elemental, al resolver ecuaciones, se trata de adivinar y verificar.

Este enfoque puede verse como uno de los dos enfoques básicos para la resolución de problemas, en contraste con un enfoque que utiliza la percepción y la teoría. Sin embargo, existen métodos intermedios que, por ejemplo, utilizan la teoría para guiar el método, un enfoque conocido como empirismo guiado.

Esta forma de pensar se ha convertido en un pilar del racionalismo crítico de Karl Popper.

Metodología

El método de prueba y error se usa con más éxito con problemas simples y en juegos, y suele ser el último recurso cuando no se aplica ninguna regla aparente. Esto no significa que el enfoque sea intrínsecamente descuidado, ya que un individuo puede ser metódico en la manipulación de las variables en un intento de clasificar las posibilidades que podrían dar como resultado el éxito. Sin embargo, este método suele ser utilizado por personas que tienen poco conocimiento en el área del problema. El enfoque de prueba y error ha sido estudiado desde su punto de vista computacional natural

Aplicaciones más simples

Ashby (1960, sección 11/5) ofrece tres estrategias simples para tratar el mismo problema de ejercicio básico, que tienen eficiencias muy diferentes. Supongamos que una colección de 1000 interruptores de encendido/apagado debe establecerse en una combinación particular mediante pruebas aleatorias, donde se espera que cada prueba tome un segundo. [Esto también se discute en Traill (1978–2006, sección C1.2]. Las estrategias son:

• el método todo-o-nada perfeccionista, sin intento de tener éxitos parciales. Se espera que esto tome más de 10^301 segundos, [es decir, 2^1000 segundos, o 3·5×(10^291) siglos]
• un test de serie de interruptores, aferrados a los éxitos parciales (asumiendo que estos son manifiestos), que tomaría 500 segundos en promedio
• pruebas paralelas pero individuales de todos los interruptores simultáneamente, que sólo tomaría un segundo

Tenga en cuenta la suposición tácita aquí de que no se aplica ninguna inteligencia o perspicacia al problema. Sin embargo, la existencia de diferentes estrategias disponibles nos permite considerar un dominio de procesamiento separado ("superior"), un "meta-nivel" por encima de la mecánica de Manejo de interruptores: donde las diversas estrategias disponibles se pueden elegir al azar. Una vez más, esto es "ensayo y error", pero de un tipo diferente.

Jerarquías

El libro de Ashby desarrolla este "metanivel" idea, y la extiende a toda una secuencia recursiva de niveles, sucesivamente uno encima del otro en una jerarquía sistemática. Sobre esta base, argumenta que la inteligencia humana emerge de dicha organización: depende en gran medida del ensayo y error (al menos inicialmente en cada nueva etapa), pero emerge con lo que llamaríamos "inteligencia" al final de todo. Por lo tanto, presumiblemente, el nivel más alto de la jerarquía (en cualquier etapa) seguirá dependiendo del simple ensayo y error.

Traill (1978–2006) sugiere que esta jerarquía de Ashby probablemente coincide con la conocida teoría de las etapas de desarrollo de Piaget. [Este trabajo también analiza el ejemplo de 1000 interruptores de Ashby; ver §C1.2]. Después de todo, es parte de la doctrina piagetiana que los niños aprenden primero haciendo activamente de una manera más o menos aleatoria, y luego, con suerte, aprenden de las consecuencias, todo lo cual tiene cierto parecido con Ashby. 39; 'ensayo y error' aleatorio.

Solicitud

Traill (2008, espec. Tabla "S" en la página 31) sigue a Jerne y Popper al ver esta estrategia como probablemente la base de todos los conocimientos -sistemas de recolección — al menos en su fase inicial.

Se identifican cuatro de estos sistemas:

• Selección natural que "educa" el ADN de la especie,
• El cerebro del individuo (sólo discutido);
• El "cerebro" de la sociedad como tal (incluido el cuerpo de la ciencia públicamente sostenido); y
• El sistema inmunológico adaptativo.

Características

La prueba y error tiene una serie de características:

• solución: prueba y error no hace ningún intento de descubrir ¿Por qué? una solución funciona, simplemente que es una solución.
• problema específico: el ensayo y el error no intenta generalizar una solución a otros problemas.
• no optimista: el juicio y el error es generalmente un intento de encontrar a solución, no Todos soluciones, y no la mejor solución.
• necesita poco conocimiento: los ensayos y el error pueden proceder donde hay poco o ningún conocimiento del tema.

Es posible usar prueba y error para encontrar todas las soluciones o la mejor solución, cuando existe un número finito comprobable de soluciones posibles. Para encontrar todas las soluciones, uno simplemente toma nota y continúa, en lugar de finalizar el proceso, cuando se encuentra una solución, hasta que se hayan probado todas las soluciones. Para encontrar la mejor solución, uno encuentra todas las soluciones por el método que se acaba de describir y luego las evalúa comparativamente en base a un conjunto predefinido de criterios, cuya existencia es una condición para la posibilidad de encontrar la mejor solución. (Además, cuando solo puede existir una solución, como al armar un rompecabezas, entonces cualquier solución encontrada es la única solución y, por lo tanto, necesariamente la mejor).

Ejemplos

Tradicionalmente, el ensayo y error ha sido el método principal para encontrar nuevos medicamentos, como los antibióticos. Los químicos simplemente prueban químicos al azar hasta que encuentran uno con el efecto deseado. En una versión más sofisticada, los químicos seleccionan una gama limitada de productos químicos que se cree que pueden tener algún efecto utilizando una técnica llamada relación estructura-actividad. (El último caso puede considerarse alternativamente como un cambio del problema en lugar de la estrategia de solución: en lugar de "¿Qué producto químico funcionará bien como antibiótico?", el problema en el enfoque sofisticado es ";¿Cuál de los químicos en este rango estrecho, si alguno, funcionará bien como antibiótico?") El método se usa ampliamente en muchas disciplinas, como la tecnología de polímeros para encontrar nuevos tipos o familias de polímeros.

La prueba y el error también se ven comúnmente en las respuestas de los jugadores a los videojuegos: cuando se enfrentan a un obstáculo o a un jefe, los jugadores a menudo forman una serie de estrategias para superar el obstáculo o derrotar al jefe, y cada estrategia se lleva a cabo antes que el jugador. o tiene éxito o sale del juego.

Los equipos deportivos también hacen uso de prueba y error para clasificar y/o progresar en los playoffs y ganar el campeonato, probando diferentes estrategias, jugadas, alineaciones y formaciones con la esperanza de derrotar a todos y cada uno de los oponentes en el camino hacia la victoria. Esto es especialmente crucial en las series de playoffs en las que se requieren múltiples victorias para avanzar, donde un equipo que pierde un juego tendrá la oportunidad de probar nuevas tácticas para encontrar la manera de ganar, si aún no han sido eliminados.

Se puede considerar que el método científico contiene un elemento de prueba y error en su formulación y prueba de hipótesis. También compare algoritmos genéticos, recocido simulado y aprendizaje de refuerzo: todas las variedades de búsqueda que aplican la idea básica de prueba y error.

La evolución biológica se puede considerar como una forma de prueba y error. Las mutaciones aleatorias y las variaciones genéticas sexuales pueden verse como pruebas y la mala aptitud reproductiva, o la falta de mejora de la aptitud, como el error. Así, después de mucho tiempo 'conocimiento' de genomas bien adaptados se acumula simplemente en virtud de que son capaces de reproducirse.

Bogosort, un algoritmo de clasificación conceptual (que es extremadamente ineficiente y poco práctico), puede verse como un método de prueba y error para clasificar una lista. Sin embargo, los ejemplos simples típicos de bogosort no rastrean qué órdenes de la lista se han intentado y pueden intentar la misma orden cualquier cantidad de veces, lo que viola uno de los principios básicos de prueba y error. La prueba y error es en realidad más eficiente y práctica que bogosort; a diferencia de bogosort, se garantiza que se detendrá en un tiempo finito en una lista finita, e incluso podría ser una forma razonable de ordenar listas extremadamente cortas bajo algunas condiciones.

Las arañas saltadoras del género Portia usan prueba y error para encontrar nuevas tácticas contra presas desconocidas o en situaciones inusuales, y recuerdan las nuevas tácticas. Las pruebas muestran que Portia fimbriata y Portia labiata pueden usar prueba y error en un entorno artificial, donde el objetivo de la araña es cruzar una laguna en miniatura que es demasiado ancha para un simple salto, y debe saltar y luego nadar o solo nadar.