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「界面」=「インタフェース」。ユーザインタフェース研究の第一人者が、ユビキタス社会やインターフェース技术の动向を読み解く。

第50回 练习の効果

2010年12月14日

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何かの练习を始めるとき、最初のうちは上达が実感できるものの、続けるうちに上达の速度が落ちたりスランプに悩んだりすることは谁もが経験することだと思います。

ワインバーグの名着「ライト、ついてますか」などの翻訳者としても有名な东京工业大学名誉教授の木村泉氏は、练习量と上达の関系を定量的に评価したいと考え、大量の折り纸を自分で折るのに要する时间を计ることによってその関系について考察しました。

木村氏は、吉泽章氏の「创作折り纸」という本で绍介されている「みそさざい」という作品を15万回折り続け、折るのにかかった时间がどのように変化したかを记録しました。折るのに要した时间を縦轴に/试行回数を横轴にして両対数グラフを描いた结果として以下の図が报告されています。


木村泉. 长期的技能习得データの「见晴らし台」とその意义. 日本认知科学会第20回大会発表论文集, pp.28-29, 2003.

同じ折り纸を15万回も折り続けて时间を计测するというのは寻常な努力ではありませんが、努力に见合った兴味深い结果がこのグラフにあらわれています。このグラフでは以下のような特徴を见ることができます。

  1. 练习回数と上达度は巾乗则に従う

    なんでもフラクタル」の回で绍介しましたが、両対数グラフ上にプロットしたグラフが直线になるような関系があるとき、これらはべき乗则(幂乗测/巾乗则/Power Law)に従うといいます。実験结果を见ると上达度は奇丽に巾乗则に従っていることがわかります。このことを木村氏は练习の巾乗法则と名付け、様々な考察や実験を行なっています。

    たとえば2倍上达するのに100回の练习が必要なのであれば、2×2=4倍上达するのに100×100=10000回の练习が必要だということになります。なかなか上达の道は厳しいことがわかります。
  2. スランプの时期がある

    练习量と上达度はおよそ巾乗则に従うというものの、练习しても上达しない「スランプ」の时期が结构あることがわかります。スランプの时期は练习しても上达しないばかりか、かえって下手になっていくこともあります。スランプを脱出すると一気に上达が进み、大局的には巾乗则のとおり上达が进みます。
  3. 値の揺れのパタンがある

    急速に上达したと思っても揺り戻しのようにスランプ状态になっている场合が何度も観测され、周期的にギザギザしたグラフになっています。揺れのパタンははっきりしませんが、フラクタル的な性质を持っている可能性があります。

上达の様子に何故このような倾向があるのかはさらなる研究が必要でしょうが、脳内でバックグラウンド的に试行错误が行なわれることによって、一时的には下手になったように见えつつも最终的に上达が目に见える形として出现しているように思われます。

计算机上での学习アルゴリズムでも同じようなパタンが见られることがあります。8×8のチェス盘と8个のクイーンを用意し、2个のクイーンが同じ行や列や斜め线上に并ばないように配置するという「8-Queen」というパズルがあります。计算机で8-Queenを解こうとする场合、端から顺番に総当たりで解を捜すのが一般的ですが、确率的な最适化アルゴリズムである遗伝的アルゴリズムを使って解くこともできます。

下図は20×20の盘を使った「20-Queen」を遗伝的アルゴリズムで解いてみようとした例です。最初にランダムな解の集合を用意し、なるべくクイーンの冲突が少ないものが残るように遗伝的操作を缲り返しながら新しい世代を计算していくと、平均冲突数は下図のように减少していきます。

遗伝的アルゴリズムによる试行错误が行なわれた结果として解が最适値に近付いていく様子がわかりますが、単调に近付くのではなく、良くなったり悪くなったりしながら全体として最适解に近づいていく様子は折り纸の上达曲线と似ているといえるでしょう。

上达曲线の活用

人间の上达曲线にも计算机の学习曲线にもパタンが存在するのであれば、これをうまく活用する方法が考えられるでしょう。たとえば何かを练习しているとき、一度でもうまくいったことがあるならば、その後で多少スランプが続いたとしても「脳の中で试行错误が行なわれているのだ」と解釈して练习を続ければ、一定期间後にスランプを脱出できる可能性は高いでしょう。

木村氏のデータでは1万回目から2万回目までほとんど上达がみられていません。これだけスランプが続くと嫌になりそうなものですが、巾乗则を信じていたならば必ずスランプを乗り越えられると期待できたでしょうし、スランプ脱出の时期も大体予测できたから実験を続行できたのかもしれません。逆に、上达の见込みが无い场合はそのようなパタンが见られるでしょうから、早目に见切りをつける决心がつくかもしれません。

先が见えてしまうことは悲しいこともあるでしょうが、人生を无駄にしないためにこのようなデータを利用することは意义がありそうです。

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プロフィール

1959年生まれ。ユーザインタフェース研究。POBox、QuickML、本棚.orgなどのシステムを开発。ソニーコンピュータサイエンス研究所、産业技术総合研究所、Apple Inc.など勤务を経て现在庆应义塾大学教授。着书に『インターフェイスの街角』などがある。

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