Морфологические методы

Термином “МОРФОЛОГИЯ” в биологии и языкознании определяется учение о внутренней структуре исследуемых систем (организмов, языков) или сама внутренняя структура этих систем.

Идея морфологического способа мышления восходит к Аристотелю и Платону, к средневековой модели логического перебора Луллия. Однако в систематизированном виде методы морфологического анализа сложных проблем были разработаны швейцарским астрономом Цвикки, и долгое время морфологический подход к исследованию сложных систем был известен под названием метода Цвикки.

Основная идея морфологического подхода – систематически находить наибольшее число, а в пределе – все возможные варианты поставленной проблемы или реализации системы путем комбинирования основных (выделенных исследователем) структурных элементов системы или их признаков. При этом система или проблема может разбиваться на части разными способами и рассматриваться в различных аспектах.

Цвикки предложил ряд отдельных способов (методов) морфологического моделирования: метод систематического покрытия поля (МСПП), метод отрицания и конструирования (МОК), метод морфологического ящика (ММЯ), метод экстремальных ситуаций (МЭС), метод сопоставления совершенного с дефектным (МССД), метод обобщения. Наибольшую известность получили три первых метода.

Метод систематического покрытия поля предполагает, что существует некоторое число “опорных пунктов” знания в любой исследуемой области. На этом пространстве опорных пунктов, используя известные правила и принципы мышления, с помощью МСПП ищут возможные варианты решения поставленной проблемы.

Этими опорными пунктами могут быть теоретические положения, эмпирические факты, известные на данный момент компоненты сложной системы, открытые законы, в соответствии с которыми протекают различные процессы, и т. п.

Метод отрицания и конструирования основывается на соображениях, которые Цвикки сформулировал следующим образом:

“На пути конструктивного прогресса лежат догмы и компромиссные или диктаторские ограничения. Следовательно, есть смысл их отрицать, а то, что получается из отрицания, необходимо конструктивно переработать”.

В соответствии с этим МОК реализуется с помощью трёх этапов:

1. формирование ряда высказываний (положений, утверждений, аксиом и т. п.), соответствующих современному уровню развития исследуемой области знаний;

2. замена одного, нескольких или всех сформулированных высказываний на противоположные;

3. построение всевозможных следствий, вытекающих из такого отрицания, и проверка непротиворечивости вновь полученных и оставшихся неизменными высказываний.

МОК может быть реализован в форме одного из методов мозговой атаки.

Метод морфологического ящика основан на формировании и анализе морфологической таблицы – морфологического ящика (МЯ).

Построение и исследование МЯ по Цвикки проводится в пять этапов:

1. формулировка поставленной проблемы;

2. определение параметров (классификационных признаков, от которых зависит решение проблемы); процедура анализа может быть итеративной с изменением набора параметров по мере уточнения представления об исследуемом объекте или процессе принятия решений;

3. деление параметров по их значениям (формирование классификаторов по выбранным признакам) и представление их в виде матриц-строк; набор значений (по одному из каждой строки) различных параметров представляет собой возможный вариант решения моделируемой задачи;

4. оценка всех имеющихся в МЯ вариантов;

5. выбор наилучшего варианта решения задачи (морфологический перебор), используя специально введенные для этого критерии отбора (один или несколько).

Для облегчения этой работы специально создаются и используются языки моделирования, планирования и проектирования, которые применяются для ”порождения” возможных ситуаций в системе, возможных вариантов решения и их оценки.