理论教育 趣味代数学中的自动弈棋机:揭开真相

趣味代数学中的自动弈棋机:揭开真相

时间:2023-11-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:的确,既然棋盘上的棋局千变万化,又怎么会出现自动下棋的机器呢?其实,事实很简单,过去并没有真正能够自动下棋的机器,那只是人们美好的愿望而已。当时,其他的自动下棋机没有这么出名,但人们对于自动运算机器的研究始终没有停止过。下棋前向观众证明,箱子里面只有零件。不过,近几年发生的事情,使我们对这个结论产生了怀疑,因为出现了会“下棋”的机器。

趣味代数学中的自动弈棋机:揭开真相

如果有人告诉你,曾经出现过自动弈棋机,你可能难以相信。的确,既然棋盘上的棋局千变万化,又怎么会出现自动下棋的机器呢?

其实,事实很简单,过去并没有真正能够自动下棋的机器,那只是人们美好的愿望而已。他们希望出现这样的机器,其中,匈牙利的机械师沃里沃尔夫冈·冯·肯佩伦(Wolfgang von Kempelen,1734—1804)发明的自动弈棋机最有名。机器发明后,先在奥地利和俄罗斯的宫廷展示,然后在巴黎伦敦面向大众展览。拿破仑一世曾经和这台机器对弈,一比高低。19世纪中叶,这部机器流落到美国,在费城的一场大火中付之一炬。

当时,其他的自动下棋机没有这么出名,但人们对于自动运算机器的研究始终没有停止过。

其实,当时的下棋机都不是自动的,而是机器中隐藏着下棋高手。前面所说的这台自动弈棋机是一个复杂的大箱子,里面有不少机械零件。棋盘和棋子摆在箱子上面,由一个木偶来移动棋子。下棋前向观众证明,箱子里面只有零件。实际上,箱子里面的空间可以容纳一个身材矮小的人(著名棋手约翰·阿尔盖勒和威廉·刘易斯曾经扮演过这个角色)。当向观众展示箱子里面的零件时,箱子中的棋手就向隐蔽的部分移动。箱子中的零件只是一个摆设,在下棋过程中没有任何作用。

由此可以得出这样的结论:尽管可能出现的棋局数不胜数,但真正的自动弈棋机只是人们的美好想象。因此,不用担心机器会威胁人的棋艺。

不过,近几年发生的事情,使我们对这个结论产生了怀疑,因为出现了会“下棋”的机器。这就是我们前面提到的计算机,那么,计算机是怎么“下棋”的呢?

当然,计算机只会进行数的运算,不会做其他的事情。但是,计算机的运算是按步骤进行的,也就是按照事先编好的程序来运算。

计算机中下象棋的程序是编程人员根据下棋战术编写的,这种战术也就是下棋的规则,这套规则可以为走棋的每一步找到最好的方案。下面是战术中的一个例子,每一颗棋子都被规定了特定的分数:

国王…………+200分 卒……………+1分(www.daowen.com)

皇后…………+9分 落后卒………-0.5分

车……………+5分 被困卒………-0.5分

象……………+3分 并卒…………-0.5分

马……………+3分

此外,位置的优劣也有一定的判断方法,所占的分数是零点几。用白子的得分减去黑子的得分,得到的结果可以表明棋局的优劣。如果结果是正数,表明执白子的一方得胜的概率大;反之,则执黑子的一方可能得胜。

计算机通过计算得出,在三步内怎样才能使这个差值最大,从所有的方案中选出一个最好的方案,把它显示在特定的卡片上:“一步棋”就形成了[2]。计算机的运算速度很快,所以走一步棋用的时间很少,不会出现时间不够用的情况。

当然,只能提前“算出”三步的机器是一个相当差的“棋手”[3]。不过,随着计算机技术的不断提高,计算机“下棋”的本领也将会越来越厉害。

如果在这本书中详细地介绍计算机下棋的编程问题,就会增加阅读的难度。因此,下一章我们只讲解几个简单的计算机程序。

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