Анатолий Томилин - Хочу всё знать [1970]
Есть несложные игры (например, «крестики и нолики», «волк и овцы» и т. п.), в которых все препятствия можно наперёд перечислить и дать рецепты, как их преодолевать. И тогда, чтобы играть наилучшим образом, достаточно иметь перед глазами или в памяти список с указанной «рецептурой». Машина проводит такие игры безошибочно. Это и понятно: они требуют от неё только памяти или точного расчёта, а и то, и другое — её конёк.
Будь и шахматы подобной игрой, где удаётся учесть и проанализировать до конца все варианты, которые могут возникнуть, машина уже претендовала бы на чемпионскую корону. В любой момент она находила бы сильнейший ход, обращаясь лишь к своей колоссальной памяти: там хранились бы точные указания для всех возможных позиций. Но в шахматах позиций и вариантов столько, что о таких точных указаниях нечего и мечтать. Посадите за доски всех жителей планеты и обяжите каждого круглые сутки ежесекундно делать ход. Когда будут переиграны все варианты шахматных партий? Через сто лет? Через тысячу? Через миллион? Единица со «шлейфом» из ста нулей — вот сколько веков потребуется для этого! Это гигантское число практически бесконечно, и потому все шахматные познания и спортивные достоинства машины не обеспечивают ей умения всегда выбирать хороший ход: точных указаний для каждой позиции нет, а раз так, то нужно «соображать» самой.
ЧТО УСВОИЛА?А теперь посмотрим, как машину обучают и что она уже усвоила.
Прежде чем усадить её за шахматную доску, нужно было подобрать язык, на котором удалось бы с ней о шахматах разговаривать. Наиболее удобным оказался язык чисел. И вот начались занятия…
Ей растолковали, как ходят фигуры, объяснили, что такое шах, мат, рокировка и прочие премудрости, и она теперь уверенно делает ходы по правилам.
Ей дали понять, что шахматное имущество следует в игре беречь, и она постоянно начеку, а невнимательного и зевающего противника обязательно накажет.
Она знает: чем фигуры подвижнее, тем они сильнее; особенно нужно охранять короля; проходная пешка — будущий ферзь…
Её научили рассчитывать на несколько ходов вперёд, и она проделывает это с невероятной скоростью. Если же в глубине её расчёта таится мат, она непременно объявит его.
Вот, например, шахматная задача, решённая электронной машиной:
Белые начинают и дают мат в три хода — таково задание. Это означает: требуется найти за белых такие ходы, которые при любых (даже самых лучших!) ответах чёрных обеспечат не позже третьего хода мат чёрному королю.
Хотя у чёрных, кроме короля, ничего нет, а у белых три пешки вот-вот превратятся в ферзей, решить эту задачу не просто. Хитрость её в том, что как раз те ходы, которые выглядят самыми лучшими — превращение пешек в ферзей — к решению не приведут. Они, как говорят шахматисты, являются «ложным следом», сбивающим решателя.
В самом деле: попробуем превратить в ферзя пешку c7. Итак: 1. c7—c8Ф+ (+ обозначает шах). За чёрных возможны три ответа. Если они ответят 1… Крe6:d6, то белые смогут объявить мат даже вторым ходом: 2. e7—e8КX (К — означает превращение пешки в коня, а знак X — мат). Если чёрный король пойдёт 1… Крe6—f7, то последует 2. g7—g8Ф+ Крf7:f6 3. Фc8—f5Х — опять-таки всё в порядке. Однако побей чёрные пешку 1… Крe6:f6, и белым выполнить задание — дать мат третьим ходом — не удастся. А это значит, что ход 1. c7—c8Ф+ ошибочен, что, начав так, белые задачу не решат.
Попробуйте начать ходом 1. g7—g8Ф+ — вы убедитесь, что и при нём чёрным удаётся избежать мата в три хода. Превращение в ферзя пешки e7, то есть 1. e7—e8Ф+ тоже ни к чему не приведёт. Также ни ходы королём, ни ходы пешкой d6 или f6 не позволят решить задачу. Однако, чтобы всё это выяснить, нужно затратить немало времени. Как же необходимо играть, чтобы мат в три хода был обеспечен при любых ответах чёрных?
…В электронную машину вложили перфокарту, на которой в закодированном виде была записана позиция диаграммы и задание — дать мат в три хода. И уже через 12 минут машиной был отпечатан «рецепт»:
1. e7—e8С (оказывается, пешку надо превратить не в «всемогущего» ферзя, а в «слабого» слона!) И теперь, если 1… Крe6:d6, то 2. c7—c8Л (сейчас пешку необходимо превратить только в ладью! А почему не в ферзя, вы скажете сами) 2… Крd6—e6 3. Лc8—c6Х. Если же чёрные играют 1… Крe6:f6, то получается симметричный вариант тоже с матом на третьем ходу.
Чтобы «добыть» решение, машина должна была перепробовать все различные ходы белых и ответы чёрных. А это даже при таком малом количестве фигур и скромной глубине расчёта — до третьего хода — составило около ста тысяч разных вариантов!
Как видите, решение шахматных задач машина выполняет, можно сказать, на «хорошо», а вот в игре ей такую оценку пока поставить нельзя. Но для учёных главное — именно игра с противником. Ведь они хотят создать машину, у которой будет вырабатываться интуиция, а для решения задач машине интуиция не требуется. Она будет ей необходима только для победы в игре с сильным противником, в игре, где число возникающих вариантов практически бесконечно, где к цели надо стремиться, не зная заранее, выполнима она или нет, и где нельзя предугадать все препятствия.
ПОЧЕМУ ОНА «НЕУСПЕВАЮЩАЯ»Чтобы понять это, проследим, как машина избирает ход. Она просто пробует одно за другим движения всех своих и противника фигур, то есть действует по методу так называемого «дерева перебора». Что это значит? А вот что.
Допустим, машина играет белыми. В создавшемся положении для неё возможны 30 разных ходов. Сначала она намечает какой-то один ход — это «ствол». К нему примеривает все имеющиеся ходы чёрных. Пусть их тоже 30. Значит, у одного «ствола» выросло уже 30 «веток». К каждой из этих «веток» следует опять примерить 30 «веточек» — следующих ходов белых. Затем у каждой из этих 30 «веточек» появляются по 30 отростков — ходов чёрных… И так далее, что можно продолжать безгранично. «Дерево перебора» при этом очень быстро разрастается до неимоверных размеров, и перебрать все его «веточки», что необходимо для выбора лучшего хода, становится невозможно. Но рассмотрен только один «ствол», а ведь их было 30 — надо ещё испытать и другие 29… Вот почему приходится обрывать такой расчёт: выполнить его дальше, чем на 4 хода вперёд, даже машина при всей своей «скорострельности» не в состоянии.
В итоге такого четырёхходового расчёта через «мозг» машины проходят сотни тысяч различных шахматных позиций. Каждую из них она должна расценить по особому «прейскуранту», заложенному в неё программистом. Некоторые из позиций она сочтёт наиболее для себя благоприятными и тогда выберет и сделает ход, ведущий к ним. Казалось бы, неплохой метод?
Обратимся к человеку. Попробуй сильный шахматист так же перебирать все ходы и варианты, ему не хватит жизни и для одной партии. А ведь если машина ведёт расчёт на четыре хода вперёд, то шахматист рассчитывает нужный ему вариант и на десять ходов! Но обратите внимание: нужный ему вариант. Он не «выращивает» это гигантское «дерево перебора», чтобы потом с его помощью выбрать ход. Нет! Он сперва намечает ход, а затем принимается за расчёты — всего два-три варианта, только для проверки. Он не проделывает эту чудовищно неэкономичную работу машины, всякий раз просчитывающей сотни тысяч бессмысленных или заведомо слабых вариантов, которые потом, как дым, бесполезно «уходят в воздух».
Как же шахматист ещё до того, как начать расчёт, угадывает заслуживающий внимания ход?
Новичок, как и машина, пробует, перебирает ходы, пока не остановится на таком, который ему почему-либо приглянётся. Но такое перебирание доступно ему, пока расчёт его только одноходовый: «Если противник пойдёт сюда, я отвечу так». И точка. Что будет дальше, этим он не интересуется, и этого он не видит.
Человек же, овладевший игрой, рассчитывает глубже, зато он всё больше и больше ходов отбрасывает заранее, как неприемлемые. А тот, кто приобрёл уже большой опыт в игре, обзаводится словно каким-то компасом и тогда без предварительных расчётов почти безошибочно прокладывает курс в океане шахматных вариантов. Компас этот и есть та особая способность человека, которая приобретается с опытом, способность, которая называется интуицией.
Итак, машина и человек играют каждый по-своему: машина методом перебора всех вариантов, человек — интуитивно. Способ человека — несравненно экономнее, но, может быть, способ машины надёжнее? Ведь рассматриваются, казалось бы, все продолжения и выбирается лучшее… Не так ли? Ничего подобного! Во-первых, продолжение, которое в итоге «тяжких раздумий» избирает машина, оказывается рассчитанным ею всего на три—четыре хода вперёд, а продолжение, интуитивно избранное человеком, проверяется им значительно глубже. Во-вторых: и машине и человеку при выборе хода приходится получающиеся позиции оценивать. Но если сравнить по точности, то интуитивная оценка человека — взвешивание на весах аптекарских, а оценка машины — на весах багажных.
