ヒューリスティック

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ヒューリスティック

ヒューリスティック（英: heuristic、独: Heuristik）または発見的（手法）^:7:272とは、必ずしも正しい答えを導けるとは限らないが、ある程度のレベルで正解に近い解を得ることができる方法である。発見的手法では、答えの精度が保証されない代わりに、解答に至るまでの時間が短いという特徴がある。「アルゴリズム」に対置する概念である。

主に計算機科学と心理学の分野で使用される言葉であり、どちらの分野での用法も根本的な意味は同じであるが、指示対象が異なる。すなわち、計算機科学ではプログラミングの方法を指すが、心理学では人間の思考方法を指すものとして使われる。なお、論理学では仮説形成法と呼ばれている。人間の思考におけるヒューリスティックは、直観的な思考のショートカットであるが、認知バイアスに陥る危険性もある。

計算機科学では、コンピューターに計算やシミュレーションを実行させるときに、発見的手法を用いることがある。たいていの計算は、計算結果の正しさが保証されるアルゴリズムか、または計算結果が間違っているかもしれないが誤差がある範囲内に収まっていることが保証されている近似アルゴリズムを用いて計算する。しかし、そのような方法だと、計算時間が爆発的に増加してしまうようなことがある。そのような場合に、妥協策として発見的手法を用いる。発見的手法は、精度の保証はないが、平均的には近似アルゴリズムより解の精度が高い。また、発見的手法の中でも、任意の問題に対応するように設計されたものは、メタヒューリスティックという。

アルゴリズムの近似精度や実行時間を評価したいが、真面目に評価するのが困難な場合、アドホックな仮定（妥当な仮定に見えるものの、その正しさを証明できないような、その場しのぎの仮定）をおいて評価を行うことが多い。こうした仮定のことを「発見的仮定」と呼ぶ^:82。

情報セキュリティの世界では、ヒューリスティックな手法を利用すると誤検知の可能性が生じるものの未知のリスクにも対応できるようになることが知られている。近年のアンチウイルスソフトウェアでは、ヒューリスティックエンジンを搭載したものが増加してきている。「静的ヒューリスティック検知」と「動的ヒューリスティック検知」があり、いずれもプログラムの動作に着目してウイルスと疑われるプログラムを検知する。但し、検知した段階では100%の正確さは保証しないため、最終的には人間による個別の判断が必要な場合もある。フリーソフトにも搭載されており、その進展を見せている。ただし、経験則的なルールを適用するため、個々のソフトの発見的機能は名称として同じでも、利用するルールは異なっているものが多い。一般的には誤検知を少なくするために、既知のリスクだけを100%正確に検出するパターンマッチングを併用する。

心理学における発見的手法は、人が複雑な問題解決などのために、何らかの意思決定を行うときに、暗黙のうちに用いている簡便な解法や法則のことを指す。これらは、経験に基づくため、経験則と同義で扱われる。判断に至る時間は早いが、必ずしもそれが正しいわけではなく、判断結果に一定の偏り（バイアス）を含んでいることが多い。なお、発見的手法の使用によって生まれている認識上の偏りを、「認知バイアス」と呼ぶ。認知バイアスは幅広い経験を積むことで軽減することが可能である。

利用可能性発見的手法、想起発見的手法

想起しやすい事柄や事項を優先して評価しやすい意思決定プロセスのことをいう。

英語の訳語である検索容易性という言葉の示す通りの発見的手法である。

代表性発見的手法

特定のカテゴリーに典型的と思われる事項の確率を過大に評価しやすい意思決定プロセスをいう。

代表的な例として、「リンダ問題」がある。

係留と調整

最初に与えられた情報を基準として、それに調整を加えることで判断し、最初の情報に現れた特定の特徴を極端に重視しやすい意思決定プロセスをいう。

本節ではヒューリスティックによって問題解決に成功した例を示す。

USエアウェイズ1549便不時着水事故でパイロットがヒューリスティックを利用した結果として乗員・乗客全員の命が救われた事例がある。事故発生当時、USエアウェイズ便は離陸直後に雁の群れと衝突（バードストライク）し、エンジンが停止した。次の空港へ安全に着陸したいところであったが、飛行機が次の空港まで到達できるかは定かではない。パイロットは即座の判断を行うために、物理的な計算（軌道や風向など）を行わず、フロントガラスの外に見えるある一点に注目した。このとき、フロントガラスの一点は上昇していた、すなわち飛行機は既に墜落し始めていたのである。パイロットは、空港まで飛行機を飛ばさずハドソン川に着陸する選択肢を選んだ。これにより、乗客・乗員全員は無事だったという。視線ヒューリスティックを利用した短時間の判断が、合理的な判断（人の命を救う）を導いた例といえる。

• 萩下敬雄、大崎純「発見的手法と非線形計画法の統合による離散構造の位相最適化」『日本建築学会構造系論文集』第73巻第633号、日本建築学会、2008年11月30日、1959-1965頁、doi:10.3130/aijs.73.1959、2019年8月25日閲覧。 
• 竹原有紗「用語解説：第7回テーマ：ヒューリスティックアプローチ」『電気学会論文誌B』第131巻第5号、電気学会、2011年5月1日、5-7頁、doi:10.1541/ieejpes.131.NL5_7、2019年8月25日閲覧。 
• 玉置久「最適化」『計測と制御』第46巻第4号、電気学会、2007年4月10日、268-273頁、doi:10.11499/sicejl1962.46.268、2019年8月25日閲覧。 
• 洪起、高梨晃一「信頼性理論に基づく最適設計 : 強度の経年劣化を考えた構造物の荷重係数」『日本建築学会構造系論文報告集』第418巻、一般社団法人日本建築学会、1990年12月30日、81-86頁、doi:10.3130/aijsx.418.0_81、2019年8月25日閲覧。 

出典は列挙するだけでなく、脚注などを用いてどの記述の情報源であるかを明記してください。 記事の信頼性向上にご協力をお願いいたします。（2018年8月）

• 中島秀之、高野陽太郎、伊藤正雄『岩波講座 認知科学 8 思考』岩波書店、1994年、10,112頁。ISBN 9784000106184。 
• 鹿取 廣人・杉本敏夫編『心理学』（第2版）東京大学出版会、2004年、174頁。ISBN 9784130120418。 
• 市川伸一「第六章 第一節 不確かな状況におけるヒューリスティックス」『考えることの科学-推論の認知科学への招待』（第2版）中央公論新社〈中公新書〉、1997年、110-113頁。ISBN 9784121013453。 
• T. ギロビッチ 著、守一雄・守秀子 訳『人間この信じやすきもの-迷信・誤信はどうして生まれるのか』新曜社、1993年。ISBN 9784788504486。 

• 仮説形成
• 確率的オウム
• 近似アルゴリズム
• ハルシネーション (人工知能)

• 『ヒューリスティック』 - コトバンク

表 話 編 歴 数理最適化 • 最適化問題 : メソッド • ヒューリスティック
非線形（無制約）	… 関数　 黄金分割探索 直線探索 ネルダー–ミード法 放物線補間 パウエル法 勾配法 収束性 信頼領域 ウルフ条件 準ニュートン法 BFGS法 ブロイデン法 L-BFGS法 DFP法 SR1法 BHHH法 その他の求解法 ガウス・ニュートン法 最急降下法（確率的） レーベンバーグ・マーカート法 共役勾配法（非線形共役勾配法） 打ち切りニュートン法 ドッグレッグ法 鏡像 座標 バルジライ・ボールウェイン法 … ヘッセ行列 最適化におけるニュートン法
非線形（制約付き）	一般 バリア関数 ペナルティ関数法 微分可能 ラグランジュの未定乗数法 拡張ラグランジュ関数法 逐次二次計画法 逐次線形計画法 逐次線形二次計画法
凸最適化	凸最小化 切除平面法 簡約勾配法 劣勾配法 近接勾配法 線形 および 二次 内点法 アフィンスケーリング法 カーマーカーの射影変換法 メロートラの予測子修正子法 基底-交換 単体法 改訂単体法 十文字法 レムケの相補掃き出し法 その他 カチヤンの楕円体法 有効制約法 列生成法 ベンダーズ分解法
組合せ最適化	系列範例 (Paradigms) 近似アルゴリズム 動的計画法 貪欲法 整数計画問題（分枝限定法・分枝カット法・分枝価格法） グラフ理論 最小全域木 ブルーフカ法 クラスカル法 プリム法 逆削除法 　最短経路問題 ベルマン–フォード法 ダイクストラ法 ワーシャル–フロイド法 ジョンソン法 フローネットワーク 最大流問題 ディニッツ法 エドモンズ–カープ法 フォード–ファルカーソン法 プリフロープッシュ法 最小費用流問題 ネットワーク単体法 アウトオブキルタ法
メタヒューリスティクス	進化的アルゴリズム（進化戦略・遺伝的アルゴリズム） 山登り法 局所探索法 焼きなまし法 タブーサーチ 群知能（ACO・PSO） ベイスンホッピング法 量子焼きなまし法
カテゴリ（最適化 • アルゴリズム） • ソフトウェア （一覧）

表 話 編 歴 意思決定理論
基本概念	曖昧性回避（英語版） 限定合理性 選択アーキテクチャ（英語版） 期待効用 期待値 双曲割引 レキシミン（英語版） 損失回避（英語版） 多属性効用 経路依存性 等確率の原理 プロスペクト理論 合理的選択理論 リスク回避 リスク選好（英語版） 満足化（英語版） 戦略的支配（英語版） 主観的期待効用（英語版） 確実性の原理（英語版） フォン・ノイマン＝モルゲンシュテルンの効用定理（英語版）
意思決定モデル	アンスコム＝オーマンの主観的期待効用モデル（英語版） 因果的意思決定理論（英語版） 意思決定フィールド理論（英語版） 感情的選択理論（英語版） 証拠的意思決定理論（英語版） ファジートレース理論（英語版） 時間選好 自然主義的意思決定（英語版） 規範的意思決定モデル（英語版） 量子認知（英語版） 認識優先型意思決定（英語版） ルビコンモデル（英語版） サヴェージの主観的期待効用モデル（英語版）
意思決定分析ツール	階層分析法 解析ネットワーク法（英語版） 費用便益分析 費用効果分析 費用効用分析（英語版） 意思決定会議（英語版） 意思決定曲線分析（英語版） 意思決定ルール（英語版） 意思決定支援システム 意思決定表（英語版） 意思決定木 意思決定マトリックス法（英語版） 意思決定バランスシート（英語版） ギッティンズ指数（英語版） 影響図（英語版） ミニマックス 多基準意思決定分析（英語版） スコアリングルール（英語版） 情報の価値（英語版） 完全情報の期待値（英語版） サンプル情報の期待値（英語版） 不確実性を含む期待値（英語版）
パラドックスとバイアス	アレのパラドックス（英語版） 確実性効果（英語版） 認知バイアス おとり効果 ディスポジション効果（英語版） エルスバーグのパラドックス（英語版） 保有効果（英語版） フレーミング効果（英語版） ヒューリスティック（英語版） ニューカムのパラドックス（英語版） 疑似確実性効果（英語版） 参照依存性（英語版） 後悔（英語版） サンクトペテルブルクのパラドックス 現状維持バイアス（英語版） サンクコスト
不確実性とリスク	深い不確実性下の意思決定（英語版） 探索と活用のジレンマ（英語版） 情報ギャップ意思決定理論（英語版） 賭けの確率（英語版） ロバスト意思決定（英語版）
関連分野	行動経済学 ゲーム理論 オペレーションズ・リサーチ 社会的選択理論 効用理論
主な研究者	デイヴィッド・ブラックウェル（英語版） ブルーノ・デ・フィネッティ モリス・H・デグルート（英語版） ピーター・C・フィッシュバーン（英語版） ゲルド・ギゲレンツァー イツハク・ギルボア（英語版） ダニエル・カーネマン R・ダンカン・ルース（英語版） オスカー・モルゲンシュテルン ハワード・ライファ レオナード・サヴェージ デイヴィッド・シュマイドラー（英語版） ハーバート・サイモン エイモス・トベルスキー ジョン・フォン・ノイマン
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