Игровые программы. Психологические аспекты (часть 2/2)

Jun 24, 2010 15:38

6.7.2 Вывод

На рис. 6.14 приведена позиция, взятая также из реальной партии, сыгранной самим де Гротом. Он тщательно изучил эту позицию, установил, что белые могут сделать не менее 56 ходов, а затем показал её экспертам, которые должны были определить наилучший по их мнению ход. По условиям эксперимента эксперты должны были рассуждать вслух.

Все шахматисты пришли к выводу, что прежде всего следует решить тактическую задачу - постараться найти спасение для фигур, находящихся под боем, вместо того, чтобы сразу составлять план игры на длительную перспективу. <…> несколько общих выводов <…>

1)      Избирательный анализ позиции. Дерево ходов у гроссмейстеров содержит от 20 до 76 узлов, что существенно меньше, чем чрезмерное комбинаторное увеличение числа допустимых ходов. Среднее число ходов, предлагаемых шахматистами для белых в этой позиции, меньше 5. Например, Керес предложил 3 хода, два из них он проанализировал очень подробно, и они оказались наилучшими. 20 шахматистов из 56 возможных ходов предложили только 22.

2)      Небольшая глубина анализа. Этот факт подтверждается и во многих других случаях. В противоположность широко распространенному мнению, большие мастера шахмат очень редко рассуждают на глубину более пяти или шести ходов (здесь, например, оказалось достаточной глубина в четыре хода). Более того, не было обнаружено никакого различия в глубине анализа у различных групп обследованных шахматистов.

3)      Частые возвращения назад. Часто анализ хода или даже целого эпизода повторялся по многу раз. По этому признаку де Грот различает три фазы анализа у шахматистов: а) разведка; б) обработка; в) доказательство.

Шахматист в каждом из трех случаем повторяет изучение позиции с различных точек зрения. Свои ходы и ходы противника многократно перерабатываются, по мере того как увеличивается глубина анализа. Задача, которую ставит перед собой шахматист, периодически переопределяется в зависимости от рабочей гипотезы; это происходит беспрерывно до принятия окончательного решения. Все ходы в данной позиции, которые не имеют связи с текущей гипотезой, полностью игнорируются. <…>

Таблица 6.5. Средние значения некоторых важных параметров при изучении шахматной позиции исследуемыми шахматистами

Число

анализируемых

ходов

на 1-м уровне

Полное

число

изученных

позиций

Максимальная

глубина

анализа

в полуходах

Время

Число

возвратов

при анализе

Гроссмейстеры

4,8

35

6,8

9’ 6”

6,3

Эксперты

3,4

30,8

6,6

10’ 8”

6,4

4)      Бедность оценок, используемых шахматистами. В протоколах часто появляются фразы такого типа: «Теперь белые имеют выигрышную позицию с далеко продвинутой пешкой»; «Черные заняли открытую линию»; «Сила атаки подавляет противника».

Кроме того, при анализе оценивается очень малое число позиций. Оно определяется достижением стабильной позиции, в которой тем или иным образом разрешается проблема, которую ставит перед собой шахматист в данный момент. При этом необходимое решение находится без помощи традиционных оценок. Используемые человеком оценки, как и общий анализ партии, основаны на общих, не поддающихся численному описанию концепциях работы мозга, имеющих мало общего с банальным описанием позиции с помощью оценочной функции. При этом непрерывно появляются и исчезают такие понятия, как открытое или закрытое пространство (или позиция), контроль (над полями, фигурами, зонами), слабая или сильная позиция. Для оценки позиции и выработки стратегии приближения к цели служат такие абстрактные формулировки, как «ход черных ферзем», «отступление слона», «защита короля», «пустой ход», «усиление давления», «отступление без потери темпа».

Обратимся теперь к деталям и результатам анализа позиции, приведенной на рис. 6.15. Большое число шахматистов пришли к выводу, что ход СхКd5 является наилучшим или поставили его на второе место. Удивительным является то, что этот ход найден в общем без достаточно глубокого анализа. Его действительно легко увидеть, но дерево ходов, с помощью которого его можно полностью обосновать, является весьма громоздким. Это обстоятельство наводит на ещё одно направление исследований кратковременной памяти. Примером, показывающим, что шахматисты имеют тенденцию упрощать анализ с помощью грубых оценок, является реакция Алехина. Он быстро высказал свое мнение об этой позиции: «Я с удовольствием сыграл бы за белых… СхК, безусловно, является очень сильным ходом, нужно проверить все варианты, но если время поджимает, то я играю Схd5». Построение дерева анализа заняло у него несколько минут - быстро сориентироваться в сильно разветвленном дереве невозможно. Даже гроссмейстеры могут в них запутаться. Флор, например, допустил в этой позиции явную ошибку. Рассматривая среди многих других вариант <…> он сказал, что ход <…>является вилкой на ферзя и ладью черных. Здесь произошла путаница, так как на поле <…>коня больше нет, он не может пойти на <…>!

Можно отметить нечто общее, что помогает шахматистам выполнить задание исследователя - это хорошее знание позиций, уже встречавшихся в сыгранных партиях. Алехин сразу заявил, что эта позиция ему напоминает недавнюю партию Ботвинника. Он предположил, что в дебюте был разыгран принятый ферзевый гамбит, а позиция соответствует 16-му ходу. Он смог даже восстановить все предыдущие ходы, сыгранные в партии. Очевидно, что это говорит об очень большом числе сыгранных и изученных партий, которые Алехин держал в памяти и связывал с ними отдельные ветви дерева ходов анализируемой позиции.

<…>

Психологические исследования шахматного анализа позволяют сделать три важных вывода:

1.       Гроссмейстеры своим мастерством обязаны не объему вычислений, который они проделывают, а своей способности выделить правильны ход.

2.       Поиск хороших ходов существенным образом связан со способностями шахматистов к восприятию позиции.

3.       Способность к восприятию позиции зависит от широты знакомства с опытом шахматной игры и в особенности от способности ассоциировать с конкретной позицией определенные структуры, присутствующие в большом числе в памяти шахматиста.

Психологи изучили также поведение человека при поиске решений в других областях.

Ньюэлл и Саймон (1982) анализировали протоколы работы студентов, выполнявших упражнения на логические предложения (гл. 3) и решавших арифметические задачи (гл. 8). Стратегии этих студентов, знания, которые они использовали, были переведены в форму правил выполнения определенных операций (гл. 7), после чего был довольно верно смоделирован общий ход их рассуждений. Мэтью и Томас (1985) опубликовали аналогичные работы, в которых приведены результаты анализа процессов игры в го, расчета электрических цепей, решения проблем механики.

Все исследования подтверждают приведенные здесь выводы: основная особенность анализа заключается в том, чтобы в конкретной ситуации обнаружить группы «важных» объектов (таких, которые участвуют в наибольшем числе взаимных связей). Успех анализа зависит от знания предмета исследования и качества структуризации этих знаний.

6.8 ROBIN - интеллектуальная программа для игры в шахматы

В разд. 6.1 описано семейство программ для игры в шахматы, которые по качеству игры значительно уступают шахматистам.

Поэтому фундаментальной проблемой для исследователей в области искусственного интеллекта является понимание того, как человеку удается достигать таких высоких результатов, если доступное ему для анализа дерево ходов по своим размерам в тысячи раз меньше, чем для ЭВМ. На основании полученных результатов могут быть разработаны принципы построения игровых программ, отличные от систематического перебора ходов. Именно в этом направлении начал работать в 1972 г. французский ученый Жак Питра (CNRS, Париж).

В его работе отправной точкой сложило следующее важное обстоятельство: если существует такое большое различие между деревьями, которые анализируются человеком и программой, то, следовательно, речь идет не об одном и том же дереве!

Это подтверждают и исследования Бине, де Грота, Саймона. Они показали, что шахматист быстро схватывает существенные особенности позиции, ему «бросаются» в глаза ходы, на которые нужно обратить внимание в первую очередь. Таким образом, хороший шахматист начинает исследование с углубленного анализа начальной позиции, очень точные характеристики позволяют ему тонко описывать ее потенциальные возможности и сильные стороны, а также выявлять недостатки каждого хода. На основе начального анализа ведется поиск наилучшего хода как по ширине дерева, которое ограничено только ходами, связанными с результатами анализа, так и по глубине вплоть до позиций, в которых перестают сказываться нестабильности, вызванные промежуточными ходами.

Следует также учесть еще один важный момент, отличающий мозг шахматиста от игровых программ первого поколения, - при мысленном анализе не соблюдается реальный порядок ходов: анализируются невозможные ходы, в первую очередь рассматриваются более поздние ходы, мгновенно рождаются планы, которые развиваются, отвергаются, снова принимаются и так далее до тех пор, пока окончательно не будет найден очередной ход.

Из рассмотренной картины можно сделать вывод, что в мозге шахматиста возникает не что иное, как дерево планов, а не слепое дерево ходов, имеющее к тому же и громадные размеры. Программа Жака Питра работает по тому же принципу. Большая часть ходов, найденных с ей помощь, вообще не замечается другими программами, а иногда даже и специалистами! Ее можно отнести ко второму поколению игровых программ, которое существенно отличается от первого и представляет настоящий интерес с точки зрения искусственного интеллекта, так как заложенные в его основу принципы можно перенести на многие другие области человеческой деятельности.

На закуску цитата, не вошедшая в подборку из-за несоответствия линии партии, но приглянувшаяся:
"Из-за малого объёма кратковременной памяти (7 единиц информации) всякая новая информация разрушает предыдущую. Вот почему оказывается довольно трудно проследить обратный ход своих мыслей."

talk in maths, Лорьер Ж.-Л.

Previous post Next post
Up