「人機大戰」，人類還有希望嗎？

2月26日在上海喜馬拉雅大酒店的惠廳作為演講嘉賓出席了【城圍聯·上海2017 圍棋嘉年華】的專題論壇，在論壇上我就「人機大戰」的話題，把我想到的「坍塌理論」與大家作了分享。

我先把「坍塌理論」給大家簡單介紹一下。下棋的人都知道圍棋的棋盤隨著落子而變得「越來越小」，意思是隨著棋盤上棋子數量越下越多，棋盤上能夠落子的地方也就越來越少，就好像棋盤變小了一樣。但是這個「越來越小」是以什麼方式變小的呢？

一塊圍棋棋盤縱橫各19條線，形成361個交叉點。此時開始下棋，第一個子從理論上說可以放在361個點的任何一處，也就是說第一個棋子可以有361種可能性。然後是第二個、第三個、第四個棋子的落子可選性分別為360、359、358、……。這樣理論上講整個棋盤的棋局變化可能性就是361到1的階乘【361！】，對於一張空棋盤，其變化可能性是10的768次方那麼大，形象說也就是1後面跟著768個「0」。這是一個天文數字。表面上看每落一個棋子，棋盤上剩餘的空間是按照「361、360、359、358……」遞減（這在數學上稱為算術級數，或者等差數列），但是事實上，隨著一個一個落子，棋盤上的變化可能性是以兩到三個數量級衰減的，呈現坍塌狀態（當棋盤上還剩下99個空之後，則按照每一步衰減一到兩個數量級），每下一個棋子，這盤棋還有可能的變化是以1的後面抹去兩到三個」0「的速度衰減的，這就是坍塌。

第二張表是行棋到第100手（棋盤上沒有提子），這個棋盤上還有可能出現的走法，1後面跟著518個」0「，想一想這個數字怎麼讀？

過去保持世界最快運算記錄的計算機是我國的天河二號，其運算速度是每秒33.86千萬億次。去年11月中國展出了「神威太湖之光」計算機，其運算速度達到每秒10億億次，即10的17次方（1後面跟著17個「0」）。

中國國家超級計算無錫中心的「神威 太湖之光」計算機，比全球第二名快三倍

「神威 太湖之光」計算機是目前全世界最強大的計算機。但是即使如此，面對圍棋盤上10的768次方的變化數量來說，「神威太湖之光」的運算速度還是遠遠不夠的。「神威太湖之光」以每秒鐘運算速度10的17次方運算一個小時（3600秒），其運算量的數量級也不過是10的20次方，距離10的768次方差距是天文差距，相當於拿珠穆朗瑪峰和銀河宇宙尺度去比。

但是，隨著棋局一步一步地走下去，棋盤（可變化性）開始迅速坍塌了！棋盤上還沒有棋子的時候，其變化可能性是10的768次方，當下出100手的時候，變化可能性還剩10的518次方。然而，即使走了100手時的10的518次方，對於世界最強計算機每秒10的17次方來說，依然是宇宙對珠穆朗瑪峰，計算機的運算量是微不足道的。珠穆朗瑪峰在人面前是世界屋脊，但是在銀河宇宙尺度上微不足道！同樣的，目前世界最強大的計算機在沒有落子的棋盤甚至走了100手之後的圍棋盤的面前是小巫見大巫，其運算能力幾乎不足為道。

阿爾法GO在對弈的開局、中盤、收官這幾個階段里，開局到中盤都是壓力巨大的，但它會是逐漸輕鬆的，隨著一步一步走下去越來越應對輕鬆自如。但是如果人類應對得法，在開局到中盤就可能讓計算機累得發熱冒煙，因為計算機看棋盤是珠穆朗瑪峰仰望宇宙，壓力如何能不大呢？但是計算機程序的設計者採用了一種讓計算機擺脫面對天文級運算量的捷徑，即輸入大量圍棋定式以及各種人類下過的棋局棋譜，這樣就把開局到中盤的運算量大大降低了。只要人類棋手按照定式，或者「類似定式」下棋，或者棋譜行棋，計算機都會捂著嘴偷偷樂。

等到人類很靠譜地走完布局和中盤，計算機便捂著嘴偷樂著走完了它最擔心的兇險之旅，它沒有發熱，也沒有急得冒煙兒，一切都是在計算機預設程序的掌控之中。越往後計算機越輕鬆。

—— 柯潔的話

其實，換一個角度看問題（計算機的每一步都是不連續的，都是單獨計算的），阿爾法GO並沒有和對弈人在下棋，它是在和棋盤在下棋。

當棋盤上的變化可能性越多的時候，計算機越「弱」，反之，當隨著棋盤上可以落子的空間越少（即棋盤越來越小），可選擇變數越來越低，計算機就漸漸「強大起來」（其實計算機沒有變，是棋盤上的複雜性坍塌式的降低了）。因此，人類對弈計算機的策略就是要擾亂計算機，不能按照棋譜進招，不讓計算機按照其內設的捷徑程序運算，要最大限度地、在儘可能長的對弈過程中使計算機處於超大計算量狀態，這種飽和運算足以讓它體溫升高，器件發熱發燙甚至冒煙兒，人類就有可能「亂中取勝」。人類不能用與生物人下棋的「靠譜型」思維去和計算機下棋。

人在和阿爾法GO下棋的時候，不要做自己，要把自己變成棋盤的「代言人」，用「棋盤的思路」去和阿爾法GO下棋。

最後再說說「棋盤宇宙」的這個10的768次方是什麼概念。

目前世界最強計算機是每秒10的17次方（1後面17個「0」），一個小時有3600秒（千位數量級），意味著最強大的計算機「思考」一小時運算量也不過是10的20次方（1後面的0再加3個，從17個增加到20個），這種變化在10的768次方（1後面768個「0」）面前幾乎感覺不到。一天有24個小時（十位數量級），最強計算機「長考」一天，也就等於又增加一個「0」達到10的21次方，依然算不了什麼。再讓最強計算機「長考」一年，等於在一天的基礎上增加兩到三個「0」，達到10的23次方或者10的24次方，依然是珠穆朗瑪看宇宙。

以上，從運算速度來看，似乎戰勝計算機是非常樂觀的，但是因為棋盤變化存在著「坍塌」問題，隨著下棋的手數增加（每落一子，坍塌兩個0），樂觀就漸漸走向悲觀，距離戰勝計算機就越來越遠，勝利的願望從充滿希望坍塌到失望和絕望。

在我們有生之年，計算機的運算速度想要達到10的768次方是不可能的，也就是我們都不會看到珠穆朗瑪峰變成宇宙天文量級的高度，但是，在我們和計算機下一盤棋的人生一瞬間，因為我們很靠譜地按照符合人類倫理的棋理行棋，導致「棋盤宇宙」坍塌成了珠穆朗瑪峰，最後坍塌到一敗塗地。

越是對定式熟悉，越是對定式的變化熟悉，越是對名局名譜熟悉，可能就越離不開與人類對弈的固有思維，然而，這恰恰「促進」了棋盤天然本性的更加坍塌。

能不能離開人類對弈的固有思維範式，站在圍棋棋盤的角度去和計算機下棋？

「人類一思考，上帝就發笑！」

當很多人失去戰勝計算機的信心時，當超一流棋手不再邁著「保持尊嚴」的一流圍棋步伐的時候，在人類被「阿爾法狗」打倒在地的時候，或許人類能夠輕鬆地躺在地上，仰望星空，然後丟掉禁錮自己的固有範式，下出完全沒有以往尊嚴，沒有機心機巧，卻是符合自然天性的一步一步棋，笑著看計算機在那裡長時間思考。

從計算機平均5秒鐘落子的速度可以看出它的弱點（往往看似最大優點的地方恰恰是隱藏著最大的缺點）。

來自媒體的報道：

阿爾法狗幕後團隊揭秘 有個來自圍棋之鄉的的浙江理科狀元

這個棋術高超的「機器狗」幕後的研發團隊中，有一名中國人，而且是一個會講純正台州話的小夥子。他叫陳御天，今年32歲，畢業於清華大學本科，劍橋大學的計算機博士後。昨天，記者採訪陳御天的同學與親友時，聽到最多的都是「超級厲害」、「逆天了」這樣的評價。這位2003年的高考台州理科狀元，是一位計算機天才，又出自中國第一個「圍棋之鄉」天台，怪不得AlphaGo下圍棋這麼厲害。

從小到大從沒上過補習班

唯一上過的興趣班就是圍棋

從小學三年級拿下全縣數學競賽一等獎開始，陳御天幾乎囊括了各階段各種競賽的獎項。高中時，他幾乎參加了所有學科的各種級別的比賽，只要參賽，至少都能拿回個二等獎。

因為成績優異，高三未畢業，清華大學就要提前錄取他，但陳御天拒絕了，他堅持參加高考，想試一試自己的能力。果然，他順利地拿到了2003年的台州高考理科狀元。

2007年，陳御天拿到清華大學工程學學士，然後到美國加利福尼亞大學爾灣分校攻讀計算機的碩士和博士，之後在英國劍橋大學拿到了博士後。

2013年8月，陳御天作為在讀博士後，以研究員的身份加入劍橋大學機器學習小組。陳御天感興趣的研究方向在於計算機視覺領域。陳御天自己也沒想到，在博士後畢業後，他再次和幼時結緣的圍棋相遇。2015年9月，因為對圍棋的興趣，更因為優秀的計算機專業能力，陳御天正式加入谷歌DeepMind，成為AlphaGo研究團隊的一分子。

我們前面說的是計算機在和棋盤下棋，確切一些，就是計算機面對的是圍棋棋盤的複雜性。但是因為計算機背後的研發團隊，他們非常「狡猾」地使計算機設法擺脫棋盤複雜性，從這個角度來講，李世石們面對是「被計算機武裝起來的」人類研發團隊。

所謂「人機大戰」其實是職業棋手與研發團隊之間的比賽。職業棋手對弈「高考狀元」，「高考狀元」沒有背棋譜，但是他們在「考試」的時候帶了一個儲存棋譜和檢索棋譜（模糊檢索）的計算器。這種情況下李世石們迎戰全副武裝的研發團隊，無異於剽悍的大清王朝的僧格林沁騎兵與洋槍洋炮的八國聯軍所打的那一場戰爭。

「人機大戰」的背後其實還是「人與人」的較量，只是棋手們傳統意義上的對手換了一撥人而已。

來源：乾坤坎離