Come risolviamo i problemi?

Come risolviamo i problemi

Come risolviamo i problemi

Le persone non si muovono nel mondo sempre sulla base di sequenze di decisioni apprese nel passato e rivelatesi adattive. Per quanto molti comportamenti siano automatici e non siano oggetto di scelte deliberate e ponderate, esistono delle situazioni nella vita in cui dobbiamo fermarci e riflettere. Dobbiamo, cioè, risolvere un problema nuovo che non possiamo ignorare o scansare. Molto spesso i problemi sono troppo complessi per venire risolti da una singola mente umana. In questi casi noi siamo soliti ricorrere a due strategie:

1. suddividere il problema in sottoproblemi;

2. non usare algoritmi di soluzioni, ma euristiche. Gli algoritmi sono una serie di regole esplicite, come quelle previste dalle grammatiche che generano il linguaggio. Tali regole, se adottate esplicitamente, permettono di risolvere il problema. Consideriamo, per esempio, il gioco del tris, che consiste nel cercare di allineare tre pedine in una matrice a nove celle.

Se si gioca contro un avversario e si usa questo algoritmo: non permettere all’avversario di avere simultaneamente due linee con due pedine, la partita finisce inevitabilmente alla pari. In molti problemi il gioco prevede troppe possibilità per poter usare algoritmi. In questi casi si ricorre a euristiche, cioè a regole che non riescono a dare una descrizione dettagliata ed esaustiva delle strategie per giungere alla soluzione, ma che ci permettono di affrontare e risolvere il problema «al meglio».

La soluzione non sarà quekottimale ma raggiungeremo esiti soddisfacenti. Le euristiche sono flessibili ed economiche. Per esempio, nel gioco degli scacchi, suggerimenti come i seguenti sono in realtà euristiche: «non incolonnare due pedine», «tenere le posizioni centrali della scacchiera», e così via. Data la ben nota tendenza a focalizzarsi, una delle euristiche più potenti è l’analisi mezzifini, che ci guida nel considerare approcci alternativi alla soluzione. A tal scopo è opportuno affrontare un problema distinguendo:

• stato iniziale: il modo in cui vengono descritte le condizioni di partenza;

• stato-obiettivo: il modo in cui viene illustrato l’obiettivo da raggiungere;

• operatori: le operazioni per passare da uno stato all’altro;

• stati intermedi del problema: gli stati che si ottengono applicando un operatore a uno stato in vista del raggiungimento dell’obiettivo. Il modello mentale di questi quattro aspetti del problema è stato chiamato da Simon, che per primo ha studiato le euristiche e le soluzioni soddisfacenti (e non ottimali), spazio del problema. Il nostro modo di rappresentarci lo stato iniziale di un problema è spesso cruciale.

Uno stato iniziale efficace può guidarci verso modelli che ci permettono di raggiungere facilmente la soluzione. Si consideri il seguente problema:
Due stazioni distano 50 miglia. Alle 14 di un sabato due treni partono dalle due stazioni l’uno in direzione dell’altro. Nell’istante in cui i due treni partono, un uccello spicca il volo dal primo treno verso il secondo. Quando, l’uccello raggiunge il secondo treno, torna indietro. L’uccello continua così finché i treni non si incontrano. Se entrambi i treni viaggiano a 25 miglia e l’uccello a 100 miglia all’ora, qual è la distanza percorsa dall’uccello nel momento in cui i treni si incontrano?
Di fronte a un problema come questo, si può formulare in modo diverso la domanda finale Invece di chiederci: quale distanza deve percorre l’uccello? Ci si può chiedere: per quanto tempo deve volare l’uccello? Ci vuole un operatore che trasformi la distanza in tempo. Applicato questo operatore, lo stato intermedio diventa la seguente domanda: per quanto tempo vola l’uccello? Lo stato intermedio successivo è la risposta a questa domanda, cioè un’ora.

Se sappiamo il tempo, è facile ricavare la distanza dato che vola a 100 miglia all’ora. Per sapere per quanto tempo vola l’uccello dobbiamo sapere per quanto tempo viaggiano i treni. Dato che i treni viaggiano a 25 miglia all’ora e devono coprire una distanza di 50 miglia, si inferisce che viaggeranno per un’ora prima di incontrarsi. Sapendo che l’uccello in un’ora fa 100 miglia, abbiamo trovato la soluzione del problema.

Le rappresentazioni alternative, per quanto formalmente equivalenti, possono influenzare non solo la soluzione di problemi ma anche la presa di decisioni. Diventare esperti nel risolvere problemi di una data professione significa per lo più riuscire a trovare le euristiche da applicare alle rappresentazioni più efficaci dei problemi. Queste spesso consistono m modelli che l’inesperto non riesce a ideare in quanto resta fissato sul modo con cui il mondo gli ha presentato la questione da risolvere.

Simon, il pioniere delle ricerche in questo campo, ha più volte comparato l’attività di soluzione dei problemi alle attività di progettazione. Per esempio: progettare complessi processi di produzione; creare strutture organizzative che coordinino l’operato di più agenti; costruire complesse sequenze di mosse, regole, comportamenti e strategie, per uno o più agenti individuali, per raggiungere insieme un obiettivo. Comune a tutti questi problemi di progettazione è il fatto che essi comportano una ricerca in ampi spazi, in cui le componenti del problema si combinano in vari modi e devono essere strettamente coordinate Si pensi, per esempio, ai seguenti casi.

1. La progettazione di un oggetto complesso; per esempio, un aeroplano: generalmente esso richiede la coordinazione di molti e differenti elementi – tipo e potenza del motore, forma e dimensione delle ali, materiali utilizzati, e così via. Ciascuno di questi elementi è, a sua volta, composto da molte altre componenti più piccole.

2. La soluzione di un gioco complesso, per esempio il cubo di Rubik o gli scacchi: una soluzione efficace, cioè una soluzione vincente, è una lunga sequenza di mosse. Ogni mossa dev’essere scelta nell’ambito di un insieme di possibilità tanto grande da rendere l’esplosione dell’intero albero del gioco impossibile, in tempo finito, per un agente a razionalità limitata. Le relazioni tra le singole mosse di una frequenza – per esempio, quanto incide sul risultato finale se alla decima mossa spostiamo il cavallo anzichè il pedone? – non sono precisabili se non in modo intuitivo. Infatti la comprensione effettiva e perfetta di tali relazioni sarebbe possibile solo per chi conoscesse l’intero albero del gioco. Di qui l’uso inevitabile di euristiche.

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