Главная > Интеллектуальные системы > Системы искусственного интеллекта
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

6.7. Исследование психологии шахматистов

Рассмотрим (по работам де Грота, Саймона и Виникоффа) два различных аспекта анализа шахматной игры: восприятие и вывод. Особенно выделим работы де Грота, который смог четко разделить предметы исследований и провести их сравнение. Он выполнил анализ протоколов рассуждений шести гроссмейстеров (два из них — чемпионы мира), четырех международных мастеров, двух голландских чемпионов и десяти экспертов.

6.7.1. Восприятие

Эксперимент заключался в том, что шахматистам показывалась доска с воспроизведенной на ней позицией, взятой из реальной партии (обычно из ее середины). При этом анализировалось движение глаз шахматистов (в определенных случаях оно автоматически регистрировалось с помощью камеры, установленной перед ними). Через время доска убиралась, и после выдержки в течение времени их просили восстановить

позицию, которая была у них перед глазами. Обращалось внимание, в особенности, на порядок, в котором восстанавливалось положение фигур, и на число правильно поставленных фигур.

Эксперимент показал, что глаза шахматистов не очень часто останавливались на какой-либо точке доски — не более четырех раз в 1 с. Во время каждой из этих остановок можно было с помощью бокового зрения просмотреть пространство в два угловых градуса, т. е. около девяти примыкающих друг к другу полей доски. Более того, последовательность остановок обнаруживала повторяемость даже у гроссмейстеров. Отсюда можно сделать вывод, что восприятие позиции происходило не в геометрическом порядке (например, слева направо и снизу вверх), но во всех случаях определялось логическим порядком, который зависит от анализируемой позиции. Взгляд чаще задерживается и возвращается на определенные критические поля, от которых он перемещается по различным направлениям. К ним всегда относятся поля, занимаемые королями и прилегающие к ним. И наоборот, некоторые фигуры и конфигурации полей (например, для белых это ноля были «сфотографированы» взглядом всего лишь один раз. Очевидно, что они соответствуют классическому элементарному блоку информации для специалистов по шахматам. Дольше всего рассматривались, а следовательно, и запоминались, необычные конфигурации, в которых фигуры слишком продвинуты или плохо защищены.

В экспериментах выбиралось время наблюдения , время выдержки , в среднем каждая позиция состояла из 24 фигур. При этом процесс восстановления позиции у всех шахматистов проходил одинаково. Сначала появлялась на доске одна фигура, а затем другие, логически с ней связанные прямой или косвенной защитой или нападением. В случае эквивалентности логических связей шахматист сначала рассматривал фигуры, характеризуемые наиболее необычным расположением. При таком малом времени наблюдения почти не оставалось надежды на правильное восстановление позиции. Тем не менее гроссмейстерам это удалось в 5 случаях из 14. Полные результаты показывают заметное различие между мастерами и другими шахматистами (табл. 6.4).

Отметим, что для гроссмейстеров характерно прежде всего то, что они делали гораздо больше, чем простое восстановление позиции, они еще приводили ее анализ: это единственно верный путь, поскольку именно так шахматист «сживается» с позицией. Его вниманием и глазами начинают управлять линии наиболее активных действий, воображение подсказывает интересные ходы, следующие не только непосредственно из данной позиции, но и на несколько ходов вперед.

Таблица 6.4. (см. скан) Оценка качества восстановления шахматной позиции. Для определения счета использовалась функция, предложенная де Гротом, которая учитывает число правильно восстановленных фигур

Приводимые здесь результаты де Грота относятся к экспериментам с реальными позициями. Когда же предлагаемые для запоминания позиции характеризовались случайной расстановкой фигур, все шахматисты — от гроссмейстеров до любителей из клубов — оказывались равны между собой. Никто не справлялся с поставленной задачей, все оказались совершенно неспособны запомнить позицию за 5 с!

Рис. 6.13. Позиция, предъявляемая шахматистам на 5 с для восстановления (ход черных).

Математик и шахматный гроссмейстер М. Эйве, когда ему на 5 с показали позицию, приведенную на рис. 6.13, провел следующий анализ. «Сначала я запомнил, что позиция черных никуда не годится». Он восстановил блок фигур вокруг черного короля: король + ферзь черных два коня черных пешка ферзь белых и последний в блоке слон черных Блок фигур, возникший после рокировки белых, был восстановлен сразу без затруднений. Время между размещениями фигур хронометрировалось. Если оно было меньше 2 с, то де Грот считал, что эти фигуры принадлежат одному блоку информации в памяти. Таким образом у Эйве пока выявлены два блока. Он отметил, что предложенная позиция ему слегка напомнила партию, сыгранную Флором и Фином! (Это не поддается проверке, но несомненно, что такая аналогия очень помогла Эйве восстановить позицию.)

Две пешки а также пешки ладья также были расставлены вместе, тогда как все оставшиеся фигуры раздельно: По поводу последней пешки Эйве

заявил следующее: «Я не рассмотрел правую сторону позиции черных. Но у них должна быть пешка на а 7». (Это следует из логики развития партии и присутствие на доске пешек подтверждает этот вывод.)

Эйве тем временем продолжает извлекать сведения из своей памяти. Он увидел и другие любопытные особенности позиции: «Атака белых оказывает сильное давление на позицию черных, но в противовес ей у меня две лишние фигуры» (Эйве считает своей сторону, которой принадлежит очередной ход). «Чем пожертвовать? Очень силен конь белых, но его можно взять ходом это действительно неплохо, так как ладья занимает странную позицию на М и больше никому не угрожает. Теперь я думаю, что выигрыш у черных в кармане, но минуту назад я бы этого сказать не смог».

В этих рассуждениях можно ироследить связь между восприятием и вторым объектом наших исследований — выводом.

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 ее экспертам, которые должны были определить наилучший по их мнению ход. По условиям эксперимента эксперты должны были рассуждать вслух.

Рис. 6.14. Анализ позиции (de Groot, 1935).

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. Перед тем как обратиться к тщательному анализу результатов размышлений шахматистов, приведем несколько общих выводов, которые будут полезны в дальнейшем.

I) 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, оказалась 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 случаев 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. Шахматисту, помимо всего прочего, необходимо иметь свою оценочную функцию позиции, он должен уметь измерять дистанцию, на которой он находится от текущей гипотезы и от цели, которую он должен достигнуть (табл. 6.5).

Таблица 6.5. (см. скан) Средние значения некоторых важных параметров при изучеиии шахматной позиции исследуемыми шахматистами

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 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 еще 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... безусловно, является очень сильным ходом, нужно проверить все варианты, но если время поджимает, то я играю 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,

Рис. 6.15. (см. скан) Дерево ходов, доказывающее правильность хода в позиции вилка на ферзя и ладью; выигрыш качества; вилка на короля и ладью; выигрыш фигуры и качества; если то выигрыш фигуры; очевидна слабость черного коия на и белые получают сильную атаку; угроза вскрытого нападения на слона мерных Возможность белых ответить четырьмя ходами на ход черных дает основание считать этот ход черных неудовлетворительным. Во всех вариантах белые легко выигрывают, давление на позицию черных достаточно велико, и все гроссмейстеры останавливаются на этой глубине анализа.


уже встречавшихся в сыгранных иартиях. Алехин сразу заявил, что эта позиция ему напоминает недавнюю партию Ботвинника. Он предположил, что в дебюте был разыгран принятый ферзевый гамбит, а позиция соответствует 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.

Глубокие знания, которые позволяют хронологически восстановить всю партию, являются в то же время и основой анализа: в этом дебюте белые с самого начала не дают покоя черным, у них очень открытая позиция и преимущество в атаке. В отличие от них черные должны защищаться до конца партии.

Единственное обстоятельство, которое дает нм шанс в финале — это лучшая пешечная защита.

Именно в таких ситуациях проявляются различия в культуре шахматистов. Общеизвестно, что слон по силе немного превосходит коня, главным образом в конце партии, когда он может свободно передвигаться по доске. Поэтому недостаточно опытные шахматисты исключают ход так как в результате этого слон разменивается на коня. Но что касается гроссмейстера, то он чувствует, что в данной позиции можно найти решающую атаку и завершить партию за небольшое число ходов. А это значит, что общеизвестные сведения не следует принимать в расчет, поскольку существенной характеристикой данной позиции является наличие атаки у белых, которую надо развивать. Кроме того, к особенностям позиции относятся сильный конь на который угрожает ходом относительная слабость позиции короля черных, возникшая после рокировки; незащищенная пешка белых находящаяся под боем черного ферзя; четыре возможных нападения на фигуры: . Последние являются наиболее вероятными ходами белых и требуют детального анализа.

Порядок рассмотрения этих ходов может быть и другим. На практике лучшие шахматисты сначала с помощью параллельного отбора получают только некоторые указания, а затем и полное решение поставленной задачи.

Далее при анализе партии будем ориентироваться на четыре приведенных выше хода. Так как заранее ясно, что в этой позиции сильны ходы конем на с двойным нападением на черные фигуры, то вполне естественным будет стремление устранить черного коня и сохранить при этом белого. Таким образом, размен слона который некоторыми шахматистами был отвергнут, нужно рассмотреть в первую очередь, поскольку он соответствует стилю атаки в этой партии. Теперь понятно, почему шахматисты, в том числе и гроссмейстеры, чаще всего ограничиваются анализом только небольшой части дерева ходов, как показано на рис. 6.15.

Психологические исследования шахматного анализа позволяют сделать три важных вывода:

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

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление