التجربة والخطأ

التجربة والخطأ هي طريقة أساسية لحل المشكلات ^{[ 1 ]} تتميز بمحاولات متكررة ومتنوعة تستمر حتى النجاح، ^{[ 2 ]} أو حتى يتوقف الممارس عن المحاولة.

بحسب دبليو إتش ثورب ، صاغ هذا المصطلح سي . لويد مورغان (1852-1936) بعد تجربة عبارات مشابهة مثل "التجربة والفشل" و"التجربة والممارسة". ^{[ 3 ]} مع ذلك، كانت عبارة "التجربة والخطأ" مستخدمة بالفعل عام 1833، حيث وردت في عنوان كتاب "الأساليب العملية للتجربة والخطأ في تحديد خط العرض والوقت في البحر". ^{[ 4 ]} وفقًا لمبدأ مورغان ، ينبغي تفسير سلوك الحيوان بأبسط طريقة ممكنة. فعندما يبدو السلوك وكأنه ينطوي على عمليات عقلية عليا، يمكن تفسيره بالتعلم بالتجربة والخطأ. ومن الأمثلة على ذلك الطريقة الماهرة التي فتح بها كلبه توني بوابة الحديقة، والتي قد يُساء فهمها بسهولة على أنها تصرف ذكي من قِبل من شاهد السلوك النهائي. لكن لويد مورغان كان قد راقب وسجل سلسلة المحاولات التي تعلم بها الكلب الاستجابة تدريجيًا، واستطاع أن يثبت أنه لا حاجة إلى ذكاء لتفسيرها.

كان إدوارد لي ثورندايك رائد نظرية التعلم بالتجربة والخطأ، استنادًا إلى النتائج التي توصل إليها من خلال دراسة كيفية إجراء تجربة مماثلة في المختبر. في تجربته الشهيرة، وُضعت قطة في سلسلة من صناديق الألغاز لدراسة قانون الأثر في التعلم. ^{[ 5 ]} رسم ثورندايك منحنيات التعلم التي سجلت توقيت كل تجربة. كانت ملاحظة ثورندايك الأساسية هي أن التعلم يتعزز بالنتائج الإيجابية، وهو ما تم تطويره وتوسيعه لاحقًا من خلال نظرية التكييف الإجرائي لـ ب. ف. سكينر .

التجربة والخطأ هما أيضاً أسلوب لحل المشكلات، والإصلاح ، والضبط، أو اكتساب المعرفة . في مجال علوم الحاسوب ، يُطلق على هذا الأسلوب اسم التوليد والاختبار ( التجربة والخطأ ) . في الجبر الابتدائي ، عند حل المعادلات، يُطلق عليه اسم التخمين والتحقق . ^{[ 6 ]}

يمكن اعتبار هذا النهج أحد النهجين الأساسيين لحل المشكلات، مقارنةً بالنهج الذي يعتمد على الفهم العميق والنظرية . ومع ذلك، توجد طرق وسيطة، على سبيل المثال، تستخدم النظرية لتوجيه المنهج، وهو نهج يُعرف بالتجريبية الموجهة .

لقد أصبح هذا النمط من التفكير ركيزة أساسية للعقلانية النقدية لكارل بوبر .

يُستخدم أسلوب التجربة والخطأ بنجاح كبير في حل المشكلات البسيطة وفي الألعاب، وغالبًا ما يكون الملاذ الأخير عندما لا تنطبق أي قاعدة واضحة. هذا لا يعني أن هذا الأسلوب عشوائي بطبيعته، إذ يمكن للفرد أن يكون منهجيًا في التعامل مع المتغيرات في محاولة لفرز الاحتمالات التي قد تؤدي إلى النجاح. مع ذلك، غالبًا ما يستخدم هذا الأسلوب أشخاصٌ ذوو معرفة قليلة في مجال المشكلة. وقد دُرِسَ أسلوب التجربة والخطأ من وجهة نظره الحسابية الطبيعية ^{[ 7 ].}

للتجربة والخطأ عدد من الميزات:

• التوجه نحو الحلول: لا تحاول التجربة والخطأ اكتشاف سبب نجاح الحل، بل مجرد اكتشاف أنه حل .
• خاصة بالمشكلة: لا تحاول التجربة والخطأ تعميم الحل على مشاكل أخرى.
• غير مثالي: إن التجربة والخطأ هما عموماً محاولة لإيجاد حل ، وليس كل الحلول، وليس الحل الأمثل .
• لا يتطلب الأمر معرفة كبيرة: يمكن اتباع أسلوب التجربة والخطأ حيث تكون المعرفة بالموضوع قليلة أو معدومة.

من الممكن استخدام أسلوب التجربة والخطأ لإيجاد جميع الحلول أو الحل الأمثل عندما يكون عدد الحلول الممكنة محدودًا وقابلًا للاختبار. لإيجاد جميع الحلول، يُدوّن المرء ملاحظةً ويستمر في المحاولة، بدلًا من إنهاء العملية عند إيجاد حل، حتى يتم تجربة جميع الحلول. لإيجاد الحل الأمثل، تُجرى جميع المحاولات باستخدام الطريقة المذكورة، ثم تُقيّم بشكل مقارن بناءً على مجموعة محددة مسبقًا من المعايير، والتي يُعد وجودها شرطًا أساسيًا لإمكانية إيجاد الحل الأمثل. (أيضًا، عندما يكون هناك حل واحد فقط، كما هو الحال في تجميع أحجية الصور المقطوعة، فإن أي حل يتم إيجاده هو الحل الوحيد، وبالتالي فهو بالضرورة الحل الأمثل).

لطالما كانت التجربة والخطأ الطريقة الرئيسية لاكتشاف أدوية جديدة، كالمضادات الحيوية . ببساطة، يجرب الكيميائيون مواد كيميائية عشوائيًا حتى يجدوا مادة ذات تأثير مطلوب. وفي نسخة أكثر تطورًا، يختار الكيميائيون نطاقًا ضيقًا من المواد الكيميائية التي يُعتقد أنها ذات تأثير ما، باستخدام تقنية تُسمى علاقة التركيب بالنشاط . (يمكن اعتبار الحالة الأخيرة تغييرًا في طبيعة المشكلة بدلًا من تغيير استراتيجية الحل: فبدلًا من السؤال "ما هي المادة الكيميائية التي ستكون فعالة كمضاد حيوي؟"، يصبح السؤال في النهج المتطور "أي من المواد الكيميائية، إن وُجدت، في هذا النطاق الضيق ستكون فعالة كمضاد حيوي؟"). تُستخدم هذه الطريقة على نطاق واسع في العديد من المجالات، مثل تكنولوجيا البوليمرات لاكتشاف أنواع أو عائلات جديدة من البوليمرات.

كما أن أسلوب التجربة والخطأ شائع في ردود فعل اللاعبين على ألعاب الفيديو - فعندما يواجه اللاعبون عقبة أو زعيمًا ، فإنهم غالبًا ما يشكلون عددًا من الاستراتيجيات لتجاوز العقبة أو هزيمة الزعيم، ويتم تنفيذ كل استراتيجية قبل أن ينجح اللاعب أو يترك اللعبة.

تعتمد الفرق الرياضية أيضاً على التجربة والخطأ للتأهل إلى الأدوار الإقصائية أو التقدم فيها والفوز بالبطولة ، حيث تُجرب استراتيجيات وخطط لعب وتشكيلات وتكتيكات مختلفة على أمل التغلب على كل خصم في طريقها نحو النصر. ويكتسب هذا الأمر أهمية خاصة في سلسلة مباريات الأدوار الإقصائية التي تتطلب تحقيق عدة انتصارات للتأهل ، حيث يُتاح للفريق الخاسر فرصة تجربة تكتيكات جديدة لإيجاد طريقة للفوز، إن لم يكن قد خرج من المنافسة بعد.

يمكن اعتبار المنهج العلمي متضمناً عنصر التجربة والخطأ في صياغة الفرضيات واختبارها. قارن أيضاً بالخوارزميات الجينية ، والتقسية المحاكاة ، والتعلم المعزز - جميعها أنواع من البحث تُطبّق الفكرة الأساسية للتجربة والخطأ.

يمكن اعتبار التطور البيولوجي شكلاً من أشكال التجربة والخطأ. ^{[ 8 ]} يمكن النظر إلى الطفرات العشوائية والاختلافات الجينية الجنسية على أنها تجارب، بينما يُنظر إلى ضعف القدرة الإنجابية، أو عدم تحسنها، على أنه خطأ. وهكذا، بعد فترة طويلة، تتراكم "معرفة" الجينومات المتكيفة جيدًا بمجرد قدرتها على التكاثر.

يمكن اعتبار خوارزمية Bogosort ، وهي خوارزمية فرز نظرية (غير فعالة وغير عملية للغاية)، بمثابة نهج تجريبي لفرز القوائم. مع ذلك، لا تُسجّل الأمثلة البسيطة النموذجية لخوارزمية Bogosort ترتيبات القائمة التي تم تجربتها، وقد تُجرّب الترتيب نفسه عددًا غير محدود من المرات، مما يُخالف أحد المبادئ الأساسية للتجربة والخطأ. في الواقع، تُعدّ التجربة والخطأ أكثر كفاءة وعملية من خوارزمية Bogosort؛ فعلى عكسها، تضمن التوقف في وقت محدد عند التعامل مع قائمة محدودة، بل وقد تكون طريقة معقولة لفرز قوائم قصيرة جدًا في بعض الحالات.

تستخدم عناكب القفز من جنس بورتيا أسلوب التجربة والخطأ لاكتشاف تكتيكات جديدة ضد فرائس غير مألوفة أو في مواقف غير عادية، وتتذكر هذه التكتيكات الجديدة. ^{[ 9 ]} تُظهر الاختبارات أن عنكبوتي بورتيا فيمبرياتا وبورتيا لابياتا قادرتان على استخدام أسلوب التجربة والخطأ في بيئة اصطناعية، حيث يكون هدف العنكبوت عبور بحيرة مصغرة واسعة جدًا بحيث لا تسمح له بالقفز ببساطة، وعليه إما القفز ثم السباحة أو السباحة فقط. ^{[ 10 ] [ 11 ]}

• أشبي، دبليو آر (1960: الطبعة الثانية). تصميم للدماغ . تشابمان وهول : لندن.
• ترايل، آر آر (1978-2006). التفسير الجزيئي للذكاء... ، أطروحة جامعة برونيل ، HDL.handle.net
• ترايل، آر آر (2008). التفكير بالجزيء، أو المشبك العصبي، أو كليهما؟ - من مخطط بياجيه إلى اختيار/تحرير الحمض النووي الريبي غير المشفر . أوندويل: ملبورن. Ondwelle.com - أو النسخة الفرنسية Ondwelle.com.
• زيبيليوس، ر. (1991). Die experienceierende Methode im Recht (التجربة والخطأ في الفقه)، أكاديمية العلوم، ماينز، ISBN 3-515-05901-6