Альфа-Зеро, Владимир Крамник и изобретение новых шахмат

Почти три года прошло с тех пор, как DeepMind's AlphaZero шокировал шахматный мир, потратив всего четыре часа на то, чтобы пройти путь от нуля до лучшей шахматной программы в мире, теперь они вернулись с еще одной идеей. На этот раз AlphaZero использовала свою способность самообучения для изучения вариантов игры в шахматы, чтобы увидеть, как такие изменения, как запрет рокировки, решение признать пат выигрышем или разрешение пешкам ходить вбок или назад изменят игру. 14-й чемпион мира по шахматам Владимир Крамник был в этой команде и оценил результаты.

Компания DeepMind опубликовала 98-страничный доклад "Оценка игрового баланса с AlphaZero: Исследование альтернативных правил в шахматах" (нажмите, чтобы загрузить), авторами которой являются Ненад Томашев, Ульрих Паке, Демис Хассабис и 14-й чемпион мира по шахматам Владимир Крамник.

В докладе приведены некоторые математические формулы, которые среднестатистический читатель пропустит, но анализ, основанный на большом количестве примеров партий, гораздо более доступен для понимания и наполнен интересными деталями. Например, стоимость фигур для обычных шахмат (авторы предупреждают, что это не следует воспринимать как "золотой стандарт"): Конь = 3,05 пешки, Слон = 3,33 пешки, Ладья = 5,63 пешки и Ферзь = 9,5 пешки.

Изюминкой для большинства любителей шахмат станет более чем 70-страничное приложение с примерами партий, позициями и комментариями Владимира Крамника. Это сокровищница веселых позиций и курьезов, но давайте сначала посмотрим на шахматную мотивацию исследования.

Крамник и проблема классических шахмат

3-й чемпион мира по шахматам Хосе Рауль Капабланка опасался "ничейной смерти" шахмат еще сто лет назад и придумал Шахматы Капабланки, которые играются на доске 10х8 с двумя новыми фигурами. В них почти никто не стал играть, но 11-й чемпион мира по шахматам Бобби Фишер придумал Шахматы Фишера (Fischer's Random Chess), или Chess960, которые стали достаточно популярны. В варианте, который он анонсировал в 1996-м году, фигуры на последнем ряду были случайным образом перетасованы в одну из 960 возможных комбинаций - все это практически исключает теорию дебюта, так как никто не способен глубоко проанализировать или запомнить столько разных позиций (хотя, если подумать - это похоже на работу для AlphaZero!).

Однако оба эти решения радикальны, в то время как 14-й чемпион мира Владимир Крамник был увлечен чем-то более тонким. Вернемся немного назад во времени. Казань, Россия, 2011 год, там прошли матчи претендентов за право сыграть матч на первенство мира против Виши Ананда. Магнус Карлсен, уже явно №1 в мире, решил не участвовать по причинам, которые оставили его коллег в недоумении, но его заменил Александр Грищук, который был в отличной форме, в том числе и на пресс-конференциях:

Грищук, который предрекал конец классических шахмат, сказал это после третьей ничьей в своем полуфинале против Крамника. Они снова сыграли в четвертой партии вничью, затем Грищук победил на тай-брейке, и к 6-ой и последней партии в финале мы увидели две результативные партии в классику из 29-ти, а сам Грищук сделал 13 ничьих подряд. Но в 14-й раз ему не повезло, так как Борис Гельфанд выиграл и довел счет до трех результативных партий из 30-ти, и вышел после этой победы на матч с Анандом.

Грищук и Крамник в Казани в 2011-м

В тот момент действительно казалось, что ничейная смерть близка, и после первой партии матча Крамник-Грищук, Владимир также поделился своими мыслями о ситуации:

9 лет спустя, уже после ухода из классических шахмат, оказалось, что эти мысли никогда не покидали Крамника! Но если раньше утверждение типа "было бы равенство" было трудно доказать или опровергнуть, не организовав несколько турниров и не дав топ-игрокам времени на подготовку и разработку новых стратегий, то теперь мы можем делать это "с помощью кремния", как пишется в докладе. Для AlphaZero несложно стать шахматистом с рейтингом 3000+ в обычные шахматы, и сделать то же самое для любого варианта, а когда он играет против самого себя, мы получаем представление о балансе сил и богатстве вариантов в каждой новой партии.

Все варианты, исследованные AlphaZero, сохраняют нормальную доску и фигуры в начальных позициях, причем авторы поясняют:

Давайте посмотрим на варианты и, просто для удовольствия, попробуем оценить их с точки зрения привлекательности. То, что следует далее, конечно, субъективно, и вы вполне можете не согласиться! (можете написать свое мнение в комментариях)

Топ-10 шахматных вариантов

10. Запрещена рокировка до 10-го хода

Это был первый вариант, который Владимир придумал 9 лет назад на той пресс-конференции, но это похоже на искусственный трюк, чтобы запутать профессиональных шахматистов, а не на новый интересный вариант шахмат. Надо помнить номер хода в голове или записывать на бумаге, а Владимир отмечает то, о чем логически можно было бы догадаться:

Этот вариант привел к гораздо меньшему количеству результативных партий не только по сравнению с шахматами без рокировки, но и с обычными шахматами, и вряд ли станет популярным.

9. Пат = победа

Мечта английского гроссмейстера Найджела Шорта, который предлагал этот вариант во время матча на первенство мира 2018-го года:

(Шорт: Если бы пат считался победой, что было логичным правилом на протяжении 700 лет, Магнус вел бы уже одно очко (после третьей партии) и люди бы гораздо меньше жаловались на ничьи)

Если пат был бы победой, то это не повлияло бы на ранние стадии партии, но Крамник считал, что это сделает шахматы менее ничейными. Но это оказалось не совсем правдой, по крайней мере тогда, когда AlphaZero было дано больше времени на размышления.

Он объясняет это тем, что многие из окончаний, которые могут быть защищены патом, могут быть защищены другими методами, если пат недоступен. Кроме того, пат, а не мат составил 37.2 процента побед, авторы объяснили это тем, что компьютер предпочитал пат, а не мат, когда оба варианта были возможны. В целом это не убедительный довод в пользу изменения правил пата, который некоторые считают одним из наиболее красивых мотивов в шахматах.

8. Полуторпеда

Торпедой называется ход пешки на два поля, в вариантах этот ход можно было делать не только первым ходом пешки. "Полуторпеда", допускает такой ход только с третьего ряда, так что если вы хотите продвинуть пешку до h5, вы можете сыграть h5, а затем h5 в один ход. Фианкетто g3 или b3 может внезапно стать атакующим выпадом g5 или b5. Владимир объясняет этот вариант следующим образом:

7. Пешка на одно поле

Когда Крамник еще в 2011 году упоминал об этом варианте, он отметил: "Но тогда белым будет трудно получить преимущество - партии будут абсолютно равными". Получается, что это не совсем так, поскольку белые получают перевес в каждом тестируемом варианте, но здесь он меньше, чем в классических шахматах, и ничья более вероятна. Авторы отмечают, что более медленная игра дает игрокам большее количество вариантов, но все же это больше похоже на попытку уйти от теории дебютов, партии выглядят не очень впечатляющими.

6. Пешки ходят назад

Если есть одна вещь, о которой мы говорим, когда речь идет о пешках, так это то, что они не могут двигаться назад, но в этом варианте они могут! Любая пешка может двигаться назад на один квадрат, но не дальше второго ряда.

Владимир Крамник отмечает, что после этого происходят любопытные вещи в дебюте:

Следует 3...Bc5 4. e3 (ход назад!) 4…Bb6 5. d4 d6

Кто бы мог подумать, что мы на 5-м ходу партии, которая началась с e4 e5?

Другой забавный вывод заключается в том, что Голландская защита самая надежная. Как сообщил Артур Юсупов:

Здесь вам придется играть f7-f6 и только потом f6-f5, но даже это может стоить того! В целом, вряд ли шахматы с ходами пешками назад являются решением проблем, так как, по крайней мере, в партиях AlphaZero это помогло защитникам и сократило количество результативных партий.

5. Пешки ходят в стороны

Здесь все становится совсем странным, так как в этом варианте пешки могут не только делать все, что обычно делают, но и перемещаться на одно поле в сторону.

f7-e7 атакует d6 и открывает линию f против белого короля

Такие ходы состоялись в 99,6% партий "Альфа-Зеро" и составили 11,4% всех ходов. Способность двигаться вбок преображает силу пешек, делая остальные фигуры значительно менее ценными.

"Это самый удивительный и "чужой" из всех вариантов шахмат, которые мы рассматривали", - сказал Крамник, указав на то, как это меняет эндшпиль:

В отличие от классических шахмат у белых безнадежная позиция. Здесь белые могут играть b7-a7 или b7-c7, меняя вертикали. Ладья может следовать за ней, но пешка всегда может отойти в сторону. В этой позиции после b7-c7, Rc3, c7-d7 - у черных нет возможности остановить пешку от превращения в ферзи, и вместо проигрыша - белые на самом деле выигрывают!

Однако, может быть, это слишком сложно, чтобы стать популярной альтернативой обычным шахматам.

4. Шахматы без рокировки

У этого варианта много достоинств. Он исключает единственный ход в шахматах, где две фигуры перемещаются одновременно, и поэтому облегчит задачу новичкам или зрителям (а может быть, и гроссмейстерам, когда речь идет о Шахматах 960 - Василий Иванчук недавно отметил в нашем сеансе вопросов и ответов, что рокировка там кажется ему "неестественной"). Это также изменение, которое может быть реализовано где угодно просто игроками, согласившимися не рокироваться, и уже было триумфально опробовано во время London Chess Classic и турнира в Ченнаи, Индия.

Шахматы без рокировки между Гавэйном Джонсом и Люком МакШейном

Полный запрет на рокировку означает, что короли застряли в центре доски и более восприимчивы к атакам, что приводит к увеличению количества результативных партий. Для Крамника, однако, основным фактором является отмена дебютной теории, так как рокировка на ранней стадии является основной идеей в большинстве дебютов:

Здесь есть элемент самопожертвования, так как Берлинская защита, которую Крамник считает лучшей против 1.е4, невозможна.

3. Торпеда

Никаких полумер! Полная торпеда означает, что пешки могут в любой момент переместиться на одну или две клетки, а не только на первом ходу или со 2-го и 3-го ряда. Это означает, что пешки проходят в ферзи очень часто: 28,7% партий AlphaZero были с превращением пешек.

27.Qc2!! был удивительный ход Альфа-Зеро, с атакой на ладью a4 и слона h7. Если 27...Bxc2, то 28.h8=Q+! и на доске новый ферзь.

14-й чемпион мира по шахматам комментирует:

На самом деле Крамник отмечает, что игроки вынуждены играть профилактически, чтобы попытаться удержать пешки, но, тем не менее, это вариант с самым большим количеством результативных партий и наибольшим преимуществом для белых, даже если ничья все равно остается наиболее вероятным исходом. Это была бы кардинально другая форма шахмат, несмотря на изменение правил, и, возможно, сделало бы партию более логичной - нет различий в ходах пешек на первом ходу и других ходах.

2. Шахматы со взятием своих фигур

Именно этот вариант получает самую лучшую рекомендацию от самого Владимира:

Идея действительно мощная, но элегантная, так как ее еще легче объяснить новичку, чем нынешние правила - вместо того, чтобы быть в состоянии съесть только фигуры противника, вы можете съесть и свои собственные

Это открывает множество новых возможностей, и Крамник указывает на эту позицию в Испанской партии:

Здесь черный ферзь может пойти Qxh7!, внезапно угрожая матом после взятия на h2. Большие изменения происходят в середине игры и в эндшпиле, многие крепости легко разрушаются. Например:

В обычных шахматах белая пешка никогда не может стать ферзем, но здесь Bc8 и bxc8=Q выигрывает партию.

В то же время баланс сил, похоже, остается очень близким к балансу обычных шахмат.

1. Обычные шахматы

Если что-то работает, то не надо это чинить, и далеко не очевидно, что даже на самом высоком уровне шахматы сейчас сломаны. Капабланка говорил о ничейной смерти еще в 1920-х годах. 10% результативных партий в 2011-м году не стали предвестниками ничейной смерти, а на самом деле такие компьютеры, как AlphaZero или его доступный аналог Leela Zero, показали, что все виды шахматных дебютов, которые считались сомнительными, идеально подходят для игры, - что доказывает Даниил Дубов, превращая Защиту Филидора в страшное оружие.

В течение многих лет Крамник развивал пуленепробиваемый стиль, который отличался высокой долей ничьих, но в конце своей карьеры он стал самым бескомпромиссным шахматистом из элиты мировых шахмат!

Мы продолжаем видеть увлекательные партии в супертурнирах, и, например, в Турнире Претендентов 2018-го года было 36% результативных партий, хотя именно Крамник участвовал в 7 из этих 20 партий! Лучшим аргументом в пользу того, что классические шахматы оказались в беде, пожалуй, 12 ничьих в матче на первенство мира 2018-го года, но Магнус должен был выигрывать первую партию, и то, что последовало за этим, могло бы выглядеть совсем по-другому. В любом случае, многие ничьи, особенно когда Магнус играл вариант Свешникова, были триллерами.

Неясно, будут ли нынешние профессионалы наслаждаться этими вариантами, так как вместо того, чтобы сделать подготовку невозможной, как это делает Chess960, они просто делают так, что для разработки совершенно новой теории - конечно же, с помощью компьютеров - придется потрудиться еще больше, чем когда-либо. Даже если бы игроки были готовы к этому испытанию, имеет ли смысл заставлять любителей шахмат осваивать новые варианты, а также новую тактику и стратегию? Если у шахмат есть проблема по сравнению с другими видами спорта, то она в том, что для того, чтобы получить удовольствие от игры, необходимо обладать определенным запасом знаний. Поднять этот барьер еще выше вряд ли будет лучшим способом продвижения вперед.

Тем не менее ответы на вопросы, "что если" всегда интересовали любителей шахмат, а искусственный интеллект Deepmind на них отвечает. Еще один вывод есть в докладе.

Компьютерные игры, особенно новые, не привязаны к давней традиции, которую имеет смысл поддерживать. Однако, есть подозрения, что AlphaZero может сделать больше, чем просто помочь в разработке программного обеспечения.

Примечание: Если вы стремитесь к резкому увеличению шахматного уровня, то необходимо систематически работать над всеми элементами игры:

• Тактика
• Позиционная игра
• Атакующие навыки
• Техника эндшпиля
• Анализ классических игр
• Психологическая подготовка
• И еще многое другое

На первый взгляд кажется, что предстоит много работы. Но благодаря нашему учебному курсу Ваше обучение пройдёт легко, эффективно и с минимальными затратами времени. Присоединяйтесь к программе обучения «Шахматы. Перезагрузка за 21 День», прямо сейчас!