Охота на электроовец. Большая книга искусственного интеллекта - Марков Сергей Николаевич

Ещё одна беседа спорщика Леви имела неожиданные последствия. В составе команды разработчиков другой шахматной программы — Belle — в чемпионате 1974 г. участвовал Кен Томпсон, сегодня больше известный как создатель операционной системы Unix (совместно с Деннисом Ритчи), языка программирования Би, ставшего предшественником Си, а также кодировки UTF‑8. Томпсон вспоминает: «…после игр мы разговаривали в баре, и он [Леви] утверждал, что „компьютеры не могут играть эндшпили, даже простые, и они никогда не смогут“. Он сказал: „Я эксперт в окончании «ладья и пешка против ладьи», и компьютер никогда не сможет играть этот эндшпиль“. В тот вечер я пошёл в свою комнату, произвёл расчёты и пришёл к выводу, что задача вычислима, что вы можете получить решение этой игры, решить её с помощью иного механизма, понимаете, не с помощью обычных [алгоритмов] компьютерных шахмат, а совсем другим способом. Вы можете просто получить ответ, посмотреть его и составить таблицу правильных ходов. Вернувшись на следующий день, я сказал ему [Леви] об этом, на что он ответил „не-не, это потребует слишком большого числа полуходов, вы знаете“, на что я сказал „нет, это не зависит от числа полуходов, это другой метод“, но он ответил „о нет“, он просто отмахнулся от меня, и я, знаете, не просто разозлился, это не то слово, я… знаете… знаете… я пошёл домой и около десяти лет посвятил эндшпилям» [529].

История успехов Томпсона в области компьютерного анализа шахматных окончаний началась, как это ни странно, ещё с одного знаменитого спора.

Альфред Шейнволд, всемирно известный эксперт по бриджу, в одной из своих статей упоминает несколько ценных советов, которые он получил от отца в юности. «Сын! — говорил старший Шейнволд. — Однажды ты встретишь незнакомца, который предложит тебе поспорить на пять долларов, что он сможет заставить пикового вальта выпрыгнуть из колоды и пустить струю пива тебе в ухо. Сын, не спорь с ним, потому что если ты сделаешь это, то получишь полное ухо пива» [530]. К глубокому его сожалению, гроссмейстер Уолтер Браун, по всей видимости, игнорировал мудрость предков, поэтому получил струю условного пива в своё условное ухо. Браун позарился на ​​100 долларов, предложенные Томпсоном за победу над машиной в окончании «король и ферзь против короля и ладьи». Несмотря на два с половиной часа, выделенных на обдумывание, и целых пятьдесят ходов, гроссмейстер не смог выполнить задание и был вынужден заплатить. Казалось бы, какая ерунда, любой учебник шахматных окончаний рассказывает, как выиграть с ферзём против ладьи. Это действительно так, при правильной игре сильнейшая сторона гарантированно добивается победы, но оказалось, что это окончание намного сложнее, чем кто-либо мог предположить.

Свои результаты по анализу эндшпиля «ладья и король против ферзя и короля» Томпсон представил в 1977 г. на конференции Международной федерации по обработке информации. Помимо пари с Брауном, Томпсон провёл несколько показательных выступлений. Против программы пытались играть Ханс Берлинер, экс-чемпион мира по переписке, и Лоуренс Дей, чемпион Канады. Ни тот ни другой не смогли выиграть у программы, хотя любая позиция была для них выигрышной. В 1978 г. Брауну удалось наконец взять реванш: забрав ладью ровно на 50-м ходу, он всё-таки смог выиграть в позиции, в которой при идеальной игре победа достигалась за 31 ход.

В 1970–1980-е гг. Томпсоном и другими энтузиастами были посчитаны все четырёхфигурные окончания, а к концу 1980-х — уже и все пятифигурные.

Результаты, полученные Томпсоном, наделали много шума в шахматном мире. «Идеальный игрок», которым стала машина, вскрыл множество человеческих заблуждений относительно шахматной игры. Эффект был столь сильным, что ревизии подверглись даже сами шахматные правила. Мы уже упоминали правило пятидесяти ходов — правило шахматной игры, согласно которому игрок, имеющий очередь хода, имеет право потребовать ничью, если на протяжении последних пятидесяти ходов ни одна фигура не была взята и не было ни одного хода пешкой. Ещё в начале XX в. шахматный композитор Алексей Троицкий доказал, что в некоторых эндшпилях («король и два коня против короля и пешки» и «король, ладья и слон против короля и ладьи») выигрыш достигается более чем за пятьдесят ходов, в связи c чем FIDE в 1928 г. установила в правиле увеличение числа ходов для подобных эндшпилей. Далее это правило ещё несколько изменялось, и к 1982 г. было три вида окончаний, для которых число ходов было увеличено до ста.

Но в 1989 г. из-за данных, полученных Томпсоном, число 50 заменили на 75 (вместо 100) уже для шести видов окончаний. Между тем компьютерный анализ эндшпиля продолжался, было открыто множество новых эндшпилей, нарушающих правило пятидесяти ходов, ввиду чего в 1992 г. было принято соломоново решение: отменить все исключения из правила пятидесяти ходов.

В настоящее время рекордный вариант семифигурного эндшпиля, найденный в 2008 г., представляет собой 517 ходов без взятий при наилучшей игре для окончания «король, ферзь и конь против короля, ладьи, слона и коня».

В 1998 г. Евгений Налимов создал новый эффективный генератор шахматных окончаний. Благодаря этому, а также росту производительности компьютеров к началу 2000‑х были посчитаны все шестифигурные окончания, что произвело настоящую революцию в понимании некоторых эндшпилей.

Весной — летом 2012 г. были рассчитаны семифигурные окончания. Авторы таблиц — Владимир Махнычев и Виктор Захаров, сотрудники факультета вычислительной математики и кибернетики (ВМиК) Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова. Таблицы названы таблицами Ломоносова, поскольку в расчётах, помимо компьютера IBM Blue Gene/P, был использован суперкомпьютер МГУ «Ломоносов».

В настоящее время существует два альтернативных набора эндшпильных таблиц для всех семифигурных окончаний (Lomonosov и Syzygy), база данных семифигурных эндшпилей в формате Syzygy занимает 17 терабайт дискового пространства.

Для восьмифигурных окончаний по состоянию на сентябрь 2023 г. просчитаны позиции без пешек и с блокирующими друг друга пешками разных цветов [531]^, [532].

3.3.4 Виды решений: сильное, слабое, ультраслабое

Способ, позволяющий выбирать идеальные стратегии в игре, часто называют решением игры, а сами игры, для которых найдены решения, — решёнными играми. При этом решения могут принадлежать к одному из трёх видов.

Первый — сильное решение [strong solution]. При наличии сильного решения мы знаем (либо можем установить, затратив разумное количество ресурсов) теоретическую игровую оценку [game-theoretic value] для любой допустимой позиции игры. Под теоретической игровой оценкой обычно понимают результат игры при идеальных действиях всех игроков (для игр с элементами случайности аналогом теоретической игровой оценки будет математическое ожидание результата игры при идеальных действиях игроков, но мы сейчас не будем погружаться в анализ игр с неполной или несовершенной информацией). Зная теоретическую игровую оценку для каждой из позиций игры, игрок в любой позиции может выбирать идеальные ходы, играя тем самым «на уровне бога».

Слабое решение [weak solution], в отличие от сильного, предполагает лишь наличие стратегии (либо возможность её получить при затрате разумного количества ресурсов), позволяющей каждому из игроков, начавших игру со стартовой позиции игры, достичь результата, не уступающего теоретической игровой оценке. Поясним отличие слабого решения на примере крестиков-ноликов. Обладая слабым решением, мы знаем, какой ход нужно сделать в стартовой позиции игры. В ответ на все ответные ходы соперника мы в свою очередь знаем наши наилучшие ответы и так далее. Однако, если мы в какой-либо позиции совершим ход, отличный от того, который рекомендует нам имеющееся решение, мы окажемся в позиции, для которой у нас уже не будет информации о лучшем ходе. Если стратегия, содержащаяся в слабом решении, говорит нам ставить крестик в левый верхний угол поля, а мы вопреки этой рекомендации поставили его, например, на клетку ниже, мы необязательно проиграем партию или упустим возможный выигрыш, но мы попадём в позицию, точная оценка которой неизвестна. Таким образом, наличие слабого решения позволяет нам играть «на уровне бога» лишь в некотором подмножестве валидных позиций игры, включающем начальную игровую позицию.