Шахматы без рокировки: AlphaZero, Крамник и новые правила

В 2020 году Владимир Крамник и исследователи DeepMind использовали AlphaZero необычным способом: не для очередного матча со Stockfish, а для проверки новых правил шахмат. Система заново обучилась девяти вариантам игры — от полного запрета рокировки до возможности ходить пешками в сторону и брать собственные фигуры.

Главный вопрос исследования звучал так: можно ли слегка изменить правила, сохранить узнаваемость классических шахмат и одновременно получить больше новых стратегических идей?

Почему Владимир Крамник предложил изменить правила шахмат?

Идея изменить шахматы возникла задолго до появления AlphaZero. Хосе Рауль Капабланка опасался, что развитие теории приведёт к слишком большому количеству ничьих, а Бобби Фишер создал Chess960, чтобы почти полностью устранить запоминание дебютных вариантов.

Владимир Крамник искал менее радикальное решение. Он хотел сохранить обычную доску, привычную расстановку фигур и большую часть правил, изменив только один элемент игры.

Ещё во время матчей претендентов 2011 года Крамник рассуждал о возможном запрете рокировки до десятого хода, ограничении первого хода пешки и других небольших изменениях. Его беспокоило, что компьютерная подготовка позволяет сильнейшим шахматистам заранее исследовать огромные объёмы дебютной теории.

Александр Грищук и Владимир Крамник в Казани в 2011 году

Матч на первенство мира 2018 года между Магнусом Карлсеном и Фабиано Каруаной, в котором все 12 классических партий завершились вничью, вновь усилил дискуссию о дебютной подготовке и результативности шахмат высшего уровня.

При этом проблема не сводится к тому, что шахматисты «не хотят играть на победу». Если один из соперников выбирает максимально надёжную стратегию и хорошо подготовленный вариант, другому часто трудно создать сложную позицию без чрезмерного риска.

Как AlphaZero исследовала новые правила?

Владимир Крамник работал с исследователями DeepMind Ненадом Томашевым, Ульрихом Паке и Демисом Хассабисом. Результатом стала работа «Assessing Game Balance with AlphaZero: Exploring Alternative Rule Sets in Chess».

AlphaZero использовалась как виртуальная испытательная лаборатория. Для каждого набора правил система начинала обучение заново и играла большое количество партий с самой собой.

Исследователи оценивали:

• преимущество первого хода;
• долю побед и ничьих;
• разнообразие дебютов;
• изменение относительной ценности фигур;
• появление новых тактических и стратегических мотивов;
• насколько новая игра остаётся похожей на классические шахматы.

AlphaZero не определяла, какой вариант «лучший» для людей. Она показывала, как может выглядеть игра сильных соперников после длительного освоения новых правил.

Какие варианты шахмат изучались?

В исследование вошли классические шахматы и девять вариантов с одним основным изменением правил.

Шахматы без рокировки

Шахматы без рокировки стали самым известным вариантом из исследования. Все обычные правила сохраняются, кроме одного: рокировать нельзя ни белым, ни чёрным.

Почему запрет рокировки меняет дебют?

В классических шахматах рокировка одновременно решает две задачи: уводит короля из центра и вводит ладью в игру. Без неё игроку приходится обеспечивать безопасность короля несколькими отдельными ходами.

Привычные дебютные схемы начинают работать иначе:

• вскрытие центра становится опаснее;
• король может уходить на фланг вручную;
• ладьи дольше остаются разъединёнными;
• возрастает значение профилактики;
• некоторые разменные варианты теряют надёжность;
• игрокам приходится самостоятельно решать новые дебютные задачи.

По оценке Крамника, главное достоинство варианта заключается не только в потенциальном росте результативности, но и в резком сокращении объёма готовой теории.

Баланс и преимущество белых

Исследование AlphaZero не обнаружило разрушительного преимущества одной из сторон. Белые сохраняли преимущество первого хода, но баланс оставался сопоставимым с классическими шахматами.

При этом позиции чаще становились динамичными: короли дольше оставались уязвимыми, а фигуры раньше включались в борьбу за центр и инициативу.

Первые матчи гроссмейстеров

В декабре 2019 года на London Chess Classic Гавейн Джонс и Люк Макшейн сыграли матч без рокировки. Позднее вариант испытывался и в других показательных соревнованиях, включая матч Вишванатана Ананда с Владимиром Крамником.

Гавейн Джонс и Люк Макшейн сыграли один из первых гроссмейстерских матчей без рокировки

Партии AlphaZero без рокировки

Ниже представлены две партии AlphaZero, разобранные Владимиром Крамником.

Дополнительная подборка из десяти партий:

Рокировка разрешена только после десятого хода

Этот вариант ближе всего к первоначальной идее Крамника 2011 года. Игроки не могут рокировать в первые десять ходов, но затем получают обычное право на рокировку.

Результат оказался менее убедительным, чем полный запрет. AlphaZero часто выбирала спокойные дебютные построения, в которых рокировка и без ограничения произошла бы после десятого хода.

Кроме того, правило требует постоянно учитывать номер хода. Это делает вариант менее естественным и не настолько сильно меняет стратегию.

Пат считается победой

В этом варианте сторона, лишившая соперника допустимых ходов без объявления шаха, получает победу, а не ничью.

Можно предположить, что такое правило значительно уменьшит число ничьих, но исследование AlphaZero не подтвердило резкого эффекта. Многие позиции, которые в классических шахматах спасаются патом, можно защищать и другими способами.

При этом компьютер нередко выбирал пат вместо мата, когда оба способа выигрывали. Поэтому высокая доля патов среди побед не означает, что правило само по себе делало игру значительно результативнее.

Пешки могут ходить назад

В этом варианте пешка получает право отступить на одно поле, но не может вернуться дальше своей исходной горизонтали.

Правило создаёт непривычные дебютные возможности. Например, пешку можно сначала продвинуть, а затем отвести назад, освобождая диагональ слону или перестраивая центр.

Возможность возвращать пешки меняет знакомые дебютные структуры

Однако дополнительная гибкость помогала не только атакующей стороне. Защитник мог исправлять пешечные слабости, поэтому доля результативных партий не обязательно увеличивалась.

Пешки могут ходить в сторону

Это один из самых необычных вариантов исследования. Помимо обычного движения вперёд пешка может перейти на соседнюю вертикаль.

Боковой ход пешки может открыть линию и одновременно создать новую атаку

Такие ходы возникали почти во всех партиях AlphaZero. Возможность менять вертикаль резко повышала мобильность пешек и уменьшала относительную ценность других фигур.

Особенно сильно менялись эндшпили. Ладья уже не всегда могла остановить проходную пешку сзади или сбоку, поскольку пешка просто переходила на другую вертикаль.

Проходная пешка может уйти в сторону от преследующей ладьи

Крамник называл этот вариант самым необычным и «чужим». Он создаёт много новых идей, но слишком сильно меняет привычную шахматную стратегию.

Полуторпеда и торпедные шахматы

Полуторпеда

В полуторпедном варианте пешка может сделать ход на два поля не только со своей начальной горизонтали, но и с третьей.

Например, после первого хода на одно поле пешка сохраняет возможность сразу продвинуться ещё на два. Это ускоряет фланговые атаки и продвижение проходных, но меньше влияет на традиционную эндшпильную теорию, чем полная торпеда.

Торпеда

В торпедных шахматах пешки могут двигаться на одно или два поля практически из любой позиции, если путь свободен.

Из-за этого проходные пешки становятся чрезвычайно опасными. Тактические угрозы возникают значительно быстрее, а превращение пешки часто становится главным фактором позиции.

Быстрое продвижение пешки создаёт неожиданные тактические возможности

По наблюдениям Крамника, вариант усиливает значение инициативы и точного расчёта. В исследовании он относился к наиболее результативным, но одновременно давал белым более заметное преимущество первого хода.

Пешка ходит только на одно поле

В этом варианте отменяется первоначальный ход пешки на два поля.

Развитие замедляется, а привычные дебюты исчезают. На первый взгляд кажется, что это должно создавать больше новых позиций, но AlphaZero показывала более спокойную и ничейную игру.

Белым сложнее быстро захватить пространство и создать давление, поэтому преимущество первого хода уменьшалось.

Взятие собственных фигур

Самое необычное правило этого варианта разрешает фигуре взять другую фигуру того же цвета. Снятая фигура исчезает с доски, как при обычном взятии.

Это открывает совершенно новые возможности:

• освобождение линии для ладьи или слона;
• разрушение собственной пешечной пробки;
• создание прямой атаки на короля;
• устранение фигуры, мешающей превращению пешки;
• разрушение крепостей в эндшпиле.

Взятие своей фигуры может неожиданно открыть линию для атаки

Собственная фигура больше не блокирует проходную пешку навсегда

Крамник особенно высоко оценивал красоту и богатство этого варианта. При этом основные принципы игры и общий баланс оставались сравнительно близкими к классическим шахматам.

Как изменялась ценность фигур?

Исследование AlphaZero показало, что привычные значения фигур зависят от правил игры.

Для классических шахмат авторы приводили ориентировочные оценки:

• конь — около 3,05 пешки;
• слон — около 3,33 пешки;
• ладья — около 5,63 пешки;
• ферзь — около 9,5 пешки.

Эти числа не предлагались как универсальный «золотой стандарт». Они отражали оценки конкретной обученной системы и использовались для сравнения вариантов.

Когда пешки могли ходить в сторону или быстро продвигаться на два поля, их относительная ценность возрастала. В других вариантах менялось значение мобильности слонов, безопасности короля и способности ладьи останавливать проходные.

Какой вариант оказался лучшим?

Исследование не составляло официального рейтинга вариантов. Привлекательность игры зависит не только от статистики побед, но и от простоты правил, эстетики, зрелищности и желания людей изучать новую теорию.

Можно сделать несколько практических выводов:

• Шахматы без рокировки — самый естественный и простой вариант для реальных турниров.
• Торпеда — наиболее динамичный и тактический вариант.
• Взятие собственных фигур — один из самых богатых новыми комбинационными идеями.
• Боковые пешки — самый необычный вариант, сильно меняющий ценность фигур и эндшпили.
• Пат как победа — менее результативное изменение, чем можно ожидать.
• Запрет рокировки до десятого хода — менее убедительное решение, чем полный отказ от рокировки.

Нужно ли менять классические шахматы?

Классические шахматы не исчезли и не превратились в полностью решённую игру. Даже при огромном объёме теории сильнейшие шахматисты продолжают создавать новые дебютные идеи и играть результативные партии.

У вариантов есть и недостатки:

• игрокам приходится осваивать новую стратегию;
• со временем появляется новая компьютерная теория;
• зрителям сложнее понимать незнакомые правила;
• разделение аудитории может уменьшить популярность соревнований;
• статистика AlphaZero не гарантирует такой же результат в человеческих турнирах.

Поэтому работа Крамника и DeepMind важна не как призыв немедленно заменить обычные шахматы. Она показывает, что искусственный интеллект способен быстро исследовать последствия новых правил и находить в них зрелые стратегии.

Владимир Крамник рассматривал варианты правил как способ вернуть игрокам новые творческие задачи

Частые вопросы

Что такое шахматы без рокировки?

Это обычные шахматы, в которых запрещена короткая и длинная рокировка. Все остальные правила и начальная расстановка сохраняются.

Кто придумал шахматы без рокировки?

Владимир Крамник публично предлагал варианты ограничения рокировки ещё в 2011 году. Позднее он вместе с исследователями DeepMind подробно изучил полный запрет рокировки с помощью AlphaZero.

Можно ли играть без рокировки на обычной доске?

Да. Для этого достаточно заранее договориться, что оба игрока не имеют права рокировать. Никакого специального инвентаря не требуется.

Почему AlphaZero подходила для исследования вариантов?

Система могла начать обучение с нуля для каждого набора правил. Поэтому ей не требовалась накопленная человеческая теория новой игры.

Доказала ли AlphaZero, что шахматы без рокировки лучше обычных?

Нет. Исследование показало, что вариант остаётся сбалансированным и создаёт новые стратегические идеи. Оценка его привлекательности для людей остаётся субъективной.

Где можно прочитать исследование?

Работа доступна на сайте arXiv под названием «Assessing Game Balance with AlphaZero: Exploring Alternative Rule Sets in Chess».

Итоги

Владимир Крамник и DeepMind использовали AlphaZero для исследования девяти вариантов шахмат с небольшими изменениями правил.

Самым практичным вариантом стали шахматы без рокировки: они сохраняют обычную доску и фигуры, но заставляют игроков заново решать проблему безопасности короля и значительно уменьшают ценность привычной дебютной подготовки.

Другие правила оказались более радикальными. Торпедные пешки усиливали тактику, боковые ходы полностью меняли эндшпили, а возможность брать собственные фигуры создавала новые комбинационные мотивы.

Исследование не доказало необходимость заменить классические шахматы. Оно продемонстрировало другой важный результат: самообучающаяся система может использоваться для быстрой проверки баланса и стратегического богатства правил, на освоение которых людям потребовались бы годы.

Практический совет Начать знакомство с вариантами проще всего с шахмат без рокировки: правила объясняются одной фразой, а игра остаётся достаточно близкой к классической.

Для системной работы над тактикой, позиционной игрой, атакой и эндшпилем можно воспользоваться программой обучения «Шахматы. Перезагрузка за 21 день».