Heuristique
Une heuristique est un moyen pratique de résoudre un problème. Elle est meilleure que le hasard, mais ne fonctionne pas toujours. Une personne développe une heuristique en utilisant son intelligence, son expérience et son bon sens. L'essai et l'erreur sont l'heuristique la plus simple, mais l'une des plus faibles. Les règles empiriques et les "suppositions éclairées" sont d'autres noms pour désigner les heuristiques simples. Comme une heuristique n'est pas certaine d'obtenir un résultat, il y a toujours des exceptions.
Les heuristiques sont parfois assez vagues : "regardez avant de sauter" est un guide de comportement, mais "pensez aux conséquences" est un peu plus clair. Parfois, une heuristique est un ensemble d'étapes. Lorsque les médecins examinent un patient, ils passent par toute une série de tests et d'observations. Ils ne découvrent peut-être pas ce qui ne va pas, mais ils se donnent les meilleures chances de réussir. C'est ce qu'on appelle un diagnostic.
En informatique, une "heuristique" est une sorte d'algorithme. Les algorithmes sont écrits pour obtenir une bonne solution à un problème. Un algorithme heuristique peut généralement trouver d'assez bonnes solutions, mais il n'y a aucune garantie ou preuve que les solutions sont correctes. Le temps nécessaire pour exécuter l'algorithme est un autre facteur à prendre en considération.
Contexte
L'heuristique est l'art de trouver une solution adéquate à un problème, en utilisant des connaissances limitées et peu de temps. Plus formellement, l'heuristique est basée sur l'expérience ; elle peut accélérer la recherche d'une solution en utilisant des règles simples. Une recherche complète peut prendre trop de temps ou être trop difficile à réaliser.
En termes plus précis, les heuristiques sont des stratégies qui utilisent des informations facilement accessibles, bien qu'elles soient peu applicables, pour contrôler la résolution de problèmes chez les êtres humains et les machines.
L'heuristique peut être utilisée dans certains domaines scientifiques, mais pas dans d'autres : Pour l'économie, une solution à un pour cent d'erreur est souvent acceptable ; un télescope qui présente une erreur d'un degré est probablement inutilisable s'il est pointé sur un objet éloigné. Le même télescope pointé vers la fenêtre d'en face tolérera probablement cette erreur ; un télescope présentant une erreur d'un degré n'aura pas un grand impact sur une courte distance.
L'heuristique peut être utilisée pour estimer une réponse qui est ensuite rendue plus claire en réalisant une solution exacte à une très petite échelle, peut-être pour économiser du temps, de l'argent ou de la main-d'œuvre sur un projet - par exemple, une estimation heuristique du poids que devrait porter un pont peut être utilisée pour déterminer si le pont doit être en bois, en pierre ou en acier, et des quantités appropriées du matériau nécessaire peuvent être achetées pendant que la conception exacte du pont est en cours de réalisation.
Cependant, l'utilisation de l'heuristique dans certains domaines très techniques peut être préjudiciable - l'informatique en est un exemple. Programmer un ordinateur pour qu'il exécute plus ou moins les actions souhaitées peut entraîner de graves problèmes. C'est pourquoi les tâches informatiques doivent généralement être assez précises. Toutefois, il existe certains domaines dans lesquels les ordinateurs peuvent calculer des solutions heuristiques en toute sécurité - par exemple, la technologie de recherche de Google repose fortement sur l'heuristique, produisant des "quasi-accidents" à une requête de recherche lorsqu'une correspondance exacte ne peut être trouvée. Cela permet à l'utilisateur de corriger les erreurs produites par la recherche. Exemple : En cherchant le nom "Peter Smith" et en ne trouvant pas ce nom exact, le moteur de recherche trouve une correspondance heuristique avec "Pete Smith", et la personne qui utilise le moteur de recherche doit décider si Pete et Peter sont la même personne.
Exemples
Polya
Voici quelques autres heuristiques couramment utilisées, tirées du livre de Polya de 1945, How to Solve It :
- Si vous avez des difficultés à comprendre un problème, essayez de faire un dessin.
- Si vous ne pouvez pas trouver de solution, essayez de supposer que vous en avez une et voyez ce que vous pouvez en tirer ("travailler à rebours").
- Si le problème est abstrait, essayez d'examiner un exemple concret.
- Essayez d'abord de résoudre un problème plus général : le "paradoxe de l'inventeur" : le plan le plus ambitieux peut avoir plus de chances de succès.
Problème d'emballage
Un exemple où les heuristiques sont utiles est une sorte de problème d'emballage. Le problème consiste à emballer un certain nombre d'articles. Il y a des règles à respecter. Par exemple, chaque article a une valeur et un poids. Le problème est maintenant d'obtenir les objets les plus précieux, avec le moins de poids possible. Un autre exemple consiste à placer un certain nombre d'objets de tailles différentes dans un espace confiné, comme le coffre d'une voiture.
Pour obtenir la solution parfaite au problème, toutes les possibilités doivent être essayées. Ce n'est souvent pas une bonne option, car les essayer prend beaucoup de temps, et en moyenne, la moitié des possibilités doivent être essayées jusqu'à ce qu'une solution soit trouvée. La plupart des gens commencent donc par le plus gros objet, l'intègrent, puis essaient d'organiser les autres objets autour de lui. La plupart du temps, cela donne une bonne solution. Il y a cependant des cas où cette solution est très mauvaise et où une autre technique doit être utilisée.
Il s'agit donc d'une solution heuristique.
Exemple d'un problème d'emballage. Il s'agit d'un problème unidimensionnel (de contrainte) de sac à dos : quelles boîtes faut-il choisir pour maximiser la somme d'argent et maintenir le poids total en dessous de 15 kg ? Un problème multidimensionnel pourrait considérer la densité ou les dimensions des boîtes, ces dernières étant un problème d'emballage typique. (La solution dans ce cas est de choisir toutes les boîtes en plus de la boîte verte).
Questions et réponses
Q : Qu'est-ce qu'une heuristique ?
R : Une heuristique est un moyen pratique de résoudre un problème qui est meilleur que le hasard, mais qui ne fonctionne pas toujours.
Q : Comment les heuristiques sont-elles développées ?
R : Une personne développe une heuristique en faisant appel à son intelligence, à son expérience et à son bon sens.
Q : Quelle est l'heuristique la plus simple ?
R : L'heuristique la plus simple est l'essai et l'erreur.
Q : Quels sont les autres noms des heuristiques simples ?
R : D'autres noms pour les heuristiques simples incluent les règles empiriques et les "suppositions éclairées".
Q : Les heuristiques comportent-elles toujours des exceptions ?
R : Oui, puisqu'une heuristique n'est pas certaine d'obtenir un résultat, il y a toujours des exceptions.
Q : Qu'est-ce qu'un diagnostic dans le domaine médical ?
R : Un diagnostic est un ensemble d'étapes par lesquelles les médecins passent lorsqu'ils examinent un patient afin de se donner les meilleures chances de réussite.
Q : Qu'est-ce qu'une "heuristique" en informatique ?
R : En informatique, une heuristique est une sorte d'algorithme qui peut généralement trouver d'assez bonnes solutions, mais il n'y a aucune garantie ou preuve que ces solutions sont correctes.
