zoe's notebook

灯下

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六十四格里的文明史——象棋穿越的1500年

从印度宫廷的战争模拟到 AlphaZero 的四小时自学——一个棋盘游戏怎样穿越波斯、阿拉伯和欧洲,成为人工智能的试金石

一个在印度宫廷里模拟四种兵种的战争游戏,怎样穿越波斯、阿拉伯世界和整个欧洲,最终成为人工智能的试金石。

一、一粒米的故事

传说在公元6世纪的印度笈多王朝,一位名叫西萨(Sissa)的智者发明了一种叫做"恰图兰卡"(Chaturanga)的棋盘游戏,献给国王。国王大为赞赏,问他需要什么奖赏。

西萨说:请在这张棋盘的第一格放一粒稻米,第二格放两粒,第三格放四粒,以此类推,每一格都是前一格的两倍,直到第六十四格。

国王笑了——这能有多少?

他让大臣去算。算到最后,他笑不出来了。填满六十四格的棋盘需要 18,446,744,073,709,551,615 粒稻米,约等于 18.4 百亿亿粒。这是全人类大约一千年的稻米产量。

这是人类历史上最优雅的指数增长教学——用一个棋盘讲清楚了一个数学原理。而这个故事发生在 2600 年前。

恰图兰卡,梵文意为"四支军队",模拟的是古印度的兵种布阵:步兵、骑兵、战象、战车。棋盘是 8×8 的方格,棋子各有走法。诗人班纳巴塔(Bāṇabhaṭṭa)在公元7世纪初的《哈尔沙传》(Harṣacarita)中首次记载了这个词,他写道:

"只有蜜蜂为采集露珠争斗,只有棋盘教人布阵思考。"

这意味着在 1400 年前,棋局已不仅仅是娱乐——它被理解为一种智力与谋略的训练。

二、渡海:从恰图兰卡到恰特兰格

恰图兰卡的故事有一个关键的转折点。大约在公元6世纪末至7世纪初,它从印度传入了萨珊波斯。

波斯文献《国际象棋论》(Mādayān ī Chatrang)记载了一个故事:印度国王派遣使节来到波斯宫廷,带来了一套用红宝石和绿宝石雕琢的棋具,附言说——如果波斯谋士能破解这个游戏,波斯就将纳贡;如果不能,波斯就要承认印度的智识优越。

萨珊国王霍斯劳一世(Khosrow I,531-579年在位)召集了最聪明的谋士。据说一位名叫 Bozorgmehr 的宰相成功破解了游戏规则,甚至反推出了对手的策略。作为回应,他向印度送回了波斯双陆棋(Nard),挑战印度人去破解。

这大概是世界上最早有记录的智力竞赛外交。

恰图兰卡在波斯被改造为"恰特兰格"(Chatrang)。游戏从四人变为两人对弈,棋子走法被简化,战略深度大幅提升。一个关键的本地化:波斯人加入了"沙"(Shah,国王)的概念,将将军称为"Shah Mat"——国王无路可逃。这就是英文 "checkmate" 和法文 "échec et mat" 的词源。

三、阿拉伯的黄金时代

公元7世纪,阿拉伯帝国征服了萨珊波斯,继承了这个游戏,称之为"沙特兰吉"(Shatranj)。

阿拉伯人对国际象棋的贡献巨大。从8世纪到10世纪,他们写出了世界上最早的棋谱、最早的排局(象棋谜题)和最早的棋艺理论。巴格达的智慧宫(Bayt al-Hikma)里不仅翻译了希腊哲学,也研究棋局。

已知最早的国际象棋大师是一位阿拉伯人——Al-Adli(约公元840年),他写了第一本棋艺手册《国际象棋之书》(Kitab al-Shatranj),虽然原书已失传,但片段被后来的作者引用保留了下来。他分析了开局、残局和中间战术,还创造了最早的"排局"——人为构造的棋局谜题,供人破解。

阿拉伯时期的棋盘上,棋子的走法比现代保守得多:象(Bishop,当时叫 Al-Fīl)只能斜走两格;王后(当时叫 Firz,意为"宰相"或"谋士")只能斜走一格。整盘棋节奏缓慢,开局通常需要很长时间才能接触。

但恰恰是这些约束,让残局阶段变得极其精密。阿拉伯大师们发展出了许多残局技巧,其中一些被现代棋艺理论沿用至今。

四、进入欧洲:封建社会的微缩模型

国际象棋进入欧洲的路径主要有三条:一是通过穆斯林统治下的西班牙(8-10世纪),二是通过拜占庭帝国和意大利的贸易路线,三是通过北欧维京人(Varangian)的东方贸易线。

在中世纪的欧洲,棋子被迅速本地化,映射到封建社会结构:

  • 国王(King):象征君主
  • 骑士(Knight):走"日"字,保留骑兵的机动性
  • 步兵(Pawn):只能前进,象征农奴和步兵
  • 战车(Rook):来自阿拉伯的 Rukh,直线行进
  • 象(Bishop):走斜线,在英格兰变成了主教(Bishop),在法国变成了小丑(Fou),在德国变成了跑者(Läufer)——同一个棋子,在不同文化中获得了完全不同的身份
  • 宰相(Firz):变成了王后(Queen)和顾问(Counsellor)

最后这一步最值得注意。在阿拉伯世界,这个棋子是男性宰相;到了欧洲,它变成了女性——王后。这是社会镜像的直接投射。

五、"疯王后"的革命

到了15世纪末,国际象棋经历了一场规则大革命,彻底改变了游戏节奏。

中世纪的王后棋子非常弱——只能斜走一格。但在 15 世纪后期的西班牙,规则被重新定义:王后可以沿任何方向(横、竖、斜)行走任意格数,成为棋盘上最强大的棋子。新规则被称为"疯王后棋"(在西班牙语中是 Ajedrez de la Dama,在法语中是 Échecs de la dame enragée——字面意思是"疯王后的棋")。

斯坦福大学学者玛莉莲·亚隆(Marilyn Yalom)在《棋皇后的诞生》(The Birth of the Chess Queen,2004年出版)中提出了一个引人入胜的理论:王后棋子的力量跃升,与伊莎贝拉一世(Isabella I of Castile,1451-1504)的统治密切相关。

伊莎贝拉是卡斯蒂利亚的女王,她:

  • 拒绝了同父异母的兄长安排的婚姻,自己选择了阿拉贡的费迪南德,并要求费迪南德承诺臣服于她的权威
  • 亲自率军上阵作战,把孩子们带到战场上
  • 资助了哥伦布1492年的航行,并在出航前质疑了哥伦布对航程天数的估算——事实证明她是对的
  • 被同时代人描述为"不像女人那样思考,而是像男人一样果断"

在伊莎贝拉之前,欧洲已经出现了强有力的女性君主——拜占庭的伊琳娜、英格兰的玛蒂尔达、卡斯蒂利亚的乌拉卡。但伊莎贝拉是第一个在一个拥有全球野心的帝国里同时掌握军事、外交和殖民扩张的女性统治者。

棋盘上的王后变成最强棋子,几乎与她在历史上的崛起同步。这不是巧合——它是社会权力结构的直接映射。

"疯王后"规则还有其他伴随变化:

  • 王车易位(Castling):允许王和车一步之内交换位置,加快了出子速度
  • 兵的双步起步:兵从起始位置可以走两格,大幅提高了对局节奏
  • 吃过路兵(En passant):为平衡兵的双步起步而引入的复杂规则
  • 兵的升变(Promotion):兵走到底线可以变成任意棋子(通常选王后)

这些变化合在一起,让国际象棋从一个缓慢的局促游戏,变成了一个充满动态、开放、攻击性强的对弈。我们今天看到的现代国际象棋,基本上就是15世纪末在西班牙定型的。

六、海象牙棋子

1831年,在苏格兰外赫布里底群岛的刘易斯岛(Isle of Lewis)的一个沙丘洞穴里,发现了一批中世纪棋子。这就是后来闻名世界的"刘易斯棋子"(Lewis Chessmen)。

一共 93 颗,由海象牙雕刻而成,包括 8 个国王、8 个王后、16 个主教、15 个骑兵、12 个战车和 19 个步兵。它们制作于公元 1150-1200 年间,可能出自挪威特隆赫姆(Trondheim)的维京工匠之手——当时刘易斯岛属于挪威王国。

这些棋子最迷人的地方是表情。每一个人物的面孔都不同:有的沉思,有的怒目,有的发呆。尤其是王后棋子,她一只手托腮,一只手捂脸,像是在发愁——被网友戏称为"妈妈再打我一次"表情包的鼻祖。

2019年,一位英国妇女带着一颗"古董"到苏富比拍卖行鉴定。她祖父 1964 年在爱丁堡花了 5 英镑买下这个小物件,一家人把它当了几十年摆件。鉴定结果:这是一枚失踪已久的刘易斯棋子。拍卖估价约 100 万英镑。

刘易斯棋子目前分散在伦敦大英博物馆和爱丁堡的苏格兰国家博物馆。据专家说,还有大约 4 颗棋子下落不明——也许正在某个家庭的抽屉里当着摆件。

七、土耳其机器人

1770年,在维也纳的奥地利女皇玛丽娅·特蕾莎(Maria Theresa)的宫廷上,匈牙利发明家沃尔夫冈·冯·肯佩伦(Wolfgang von Kempelen)展示了一台会下国际象棋的机器。

这台机器名叫"土耳其机器人"(The Turk)。一个真人大小的木头人,穿着土耳其长袍,坐在一个木柜后面,柜子上面放着棋盘。肯佩伦打开柜门,展示内部精密的齿轮和杠杆,然后上好发条。机器人的手臂开始移动,执棋对弈。

它击败了宫廷里的每一个人。

在接下来的十年里,肯佩伦带着"土耳其机器人"巡游欧洲。它击败了本杰明·富兰克林和腓特烈大帝。1804年肯佩伦去世后,德国仪器制造商约翰·梅尔策尔(Johann Nepomuk Maelzel)买下了它,继续世界巡展。

1819年,英国数学家查尔斯·巴贝奇(Charles Babbage)——后来被称为"计算机之父"——与"土耳其机器人"下了两盘棋,都输了。巴贝奇怀疑这是一个骗局,认为里面藏着一个人。但他无法证实。

1836年,美国作家爱伦·坡(Edgar Allan Poe)发表了一篇详细的分析文章《梅尔策尔的棋手》("Maelzel's Chess Player"),用近乎法庭辩论的逻辑拆穿了骗局:展示柜子时利用滑动座椅和折叠隔板,让隐藏的棋手在门被打开时转移位置,然后用杠杆控制土耳其人的手臂。

坡是对的。这台机器里确实藏着一个人——而且通常是一个技艺精湛的国际象棋大师。"土耳其机器人"在 84 年间欺骗了整个欧洲。

但这 84 年的欺骗并非没有意义。它第一次让大众认真地思考一个问题:机器能思考吗?这个问题,在此后 200 年里再也没有离开过人类的议程。

2005 年,亚马逊推出了一项名为"亚马逊土耳其机器人"(Amazon Mechanical Turk)的众包服务——名字正是向这个 1770 年的骗局致敬。它的核心理念与当年一样:看起来像自动化,实际上是人工。

八、1997:深蓝的早晨

1996年2月,美国费城。世界棋王加里·卡斯帕罗夫(Garry Kasparov)与 IBM 的超级计算机"深蓝"(Deep Blue)进行了首次六局对抗。卡斯帕罗夫输了第一局——这是计算机首次在正式比赛中击败世界冠军。但他随后调整策略,最终以 4:2 赢了整场比赛。

卡斯帕罗夫赛后说:计算机在 2010 年前将全面超越人类棋手。

他说早了。

1997年5月,升级版"深蓝"(此时已被称为"更深的蓝")在纽约与卡斯帕罗夫再战六局。"深蓝"重 1.4 吨,拥有 32 个节点,每个节点配备 8 块专门设计的国际象棋处理器,总共 256 块处理器,每秒可分析 2 亿步棋。它内置了 100 年来所有国际特级大师的开局和残局下法,以及超过 200 万局历史棋谱。

这次的结果是 3.5:2.5——"深蓝"赢了。

1997年5月11日的清晨,"深蓝"将一个兵走到 C4 位置,卡斯帕罗夫认输。这是人类有史以来最伟大的棋手第一次在标准赛制的比赛中被计算机击败。

卡斯帕罗夫后来写道:

"当 20 年前计算机在国际象棋领域达到了世界冠军的水平时,正赶上我是国际象棋世界冠军。这是我的幸运,也是我的诅咒。"

但卡斯帕罗夫也做出了一个深刻的反思——他认为"深蓝"并不"智能"。它只是在做暴力搜索:每秒 2 亿步的穷举,配合人类输入的评估函数。"深蓝"没有直觉,不能创造性思考,不理解局面。它只是算得快。

IBM 在比赛结束后宣布不再举办同类赛事,并拆解了"深蓝"。

"深蓝"的胜利虽然在公众心中是 AI 战胜人类的里程碑,但在 AI 研究者眼中,它的意义有限。暴力搜索在棋盘有限的国际象棋上行得通,但在棋盘更大、分支因子更高的围棋上完全不可行。国际象棋平均每步有约 35 种选择,围棋有约 250 种。深蓝的方法无法扩展。

围棋因此成了 AI 的下一个圣杯——一个让全世界研究者又花了 20 年才攻克的难题。

九、2017:四小时自学

2017年12月,DeepMind 在《自然》杂志发布了 AlphaZero。

AlphaZero 的工作方式与"深蓝"截然相反。"深蓝"靠人类输入的开局库、残局库和评估函数;AlphaZero 只收到一样东西:游戏规则。

然后它自己跟自己下棋。从随机落子开始,不断地对弈、复盘、调整神经网络参数。没有人类棋谱,没有人类策略,没有开局理论。一张白纸。

4 小时后,它的国际象棋水平超过了当时最强的传统引擎 Stockfish——一个 ELO 等级分超过 3300 的程序(作为对比,人类最高水平 Magnus Carlsen 约 2800)。100 场对弈中,AlphaZero 赢 28 场,平 72 场,输 0 场。

2 小时,它征服了日本将棋。8 小时,它超过了曾经击败李世石的 AlphaGo Lee。24 小时内,一个算法通杀了三种棋。

但更令人震惊的是 AlphaZero 的风格。

传统国际象棋引擎的走法通常符合人类的开局理论——它会在已知的最优路径上行棋。但 AlphaZero 完全独立发展出了自己的开局偏好,有些选择在人类棋艺理论中"不正确",但它证明了这些选择在自己的框架下是最优的。

国际象棋大师们复盘 AlphaZero 的对局后发现,它的某些行棋方式与人类直觉高度吻合——它似乎"理解"了局面,而不只是在做数值计算。但它也走出了许多让人类完全无法理解的棋。

蒙特卡洛树搜索加上深度神经网络——AlphaZero 展示了一种全新的 AI 范式:不是暴力穷举,不是模仿人类,而是从零开始的自主探索。这让人不禁想:如果给它一个物理世界的规则集,它能不能也"学会"物理?

这恰好是后来 AlphaFold 和物理世界建模研究的起点。

十、棋盘上的文明年轮

从恰图兰卡到 AlphaZero,国际象棋穿越了 1500 年。每一层文明都在棋盘上留下了印记:

  • 印度留下了兵种分类和战争模拟的核心思想
  • 波斯留下了"将军"(Shah Mat)的概念和外交化的智力竞赛传统
  • 阿拉伯留下了系统的棋艺理论、排局和分析方法
  • 中世纪欧洲把棋子改造成了封建社会的微缩模型——国王、骑士、主教、农奴
  • 西班牙的伊莎贝拉时代让王后成为最强棋子,映照了女性权力的崛起
  • 启蒙时代的欧洲留下了"土耳其机器人"——第一次认真追问"机器能否思考"
  • 冷战时期,国际象棋成为美苏意识形态对抗的象征——1972年菲舍尔(Bobby Fischer)对阵斯帕斯基(Boris Spassky)的比赛被称为"世纪对决"
  • AI 时代,国际象棋成为计算机智能的第一个重要标尺

一个有趣的事实:国际象棋的棋子在 1500 年里不断改变身份,反映了不同文明的权力结构。波斯的宰相变成了欧洲的王后。阿拉伯的大象变成了基督教的主教。印度的战车变成了欧洲的城堡塔楼。但棋盘本身——8×8 的六十四格——从未改变。

也许这就是国际象棋最深层的魅力:它足够简单,可以被任何文明理解和改造;又足够复杂,用 10^120 种可能的棋局数量(这个数字被称为 Shannon number,远超可观测宇宙中的原子总数 10^80),保证了它永远不会被穷尽。

在一个 8×8 的棋盘上,人类用 1500 年的时间,反复讨论了权力、性别、智识、和机器的边界。

而棋盘上的六十四格,至今没有下完。

灯下对谈

Phoenix:中国象棋怎么来的?

和西方象棋同源异流。它们有一个共同的祖先——印度笈多王朝的恰图兰卡(Chaturanga)。大约6-7世纪,恰图兰卡沿着丝绸之路和佛教传播路线传入中国,史籍称「波罗塞戏」或「象戏」。北周武帝宇文邕公元569年撰写了《象经》——中国最早的象棋专著,已失传。同一棵印度老树从唐代到宋代长出了两根枝条:一根往西成了国际象棋,一根往东成了中国象棋。

关键分化体现在几个核心差异:棋盘从64方格变成了9×10的交叉点战场,中间加了楚河汉界——直接指向刘邦项羽的垓下之战。炮的出现是火药时代的直接映射,这个棋子西方象棋没有。将/帅困在九宫不能满场跑,兵过河后可横走但不能升变。整个棋子结构反映的不是宫廷权力,而是军事指挥模型。

Phoenix:宋代的象棋和现在的象棋区别有多大?

比想象中小得多——宋代象棋已经是定型状态了。1983年四川江油出土了一副完整的北宋末年铜质象棋,32枚,棋子种类跟现代完全一样。南宋《事林广记》收录了最早的两局完整棋谱,拿来跟今天对比,核心规则一模一样。

仅有的几个小差异:宋代的「砲」是石字旁(因为当时投石机是主流),火药普及后变成火字旁的「炮」。两面棋子都叫「将」,都叫「卒」——到明代才把一边改成「帅」、一边改成「兵」,方便棋谱区分。楚河汉界是南宋才加上的视觉叙事元素,规则上没改变。

一句话:如果你穿越回北宋末年找个棋盘下棋,认字会有点不习惯(砲、两面都将),但上手走子规则跟今天完全一样。

Phoenix:历史上有哪些象棋残局比较有名?

最有名的是清代的「四大排局」——七星聚会、野马操田、千里独行、蚯蚓降龙。这四个残局在棋子极少、看似必然和棋的条件下构造出了极其复杂的变化,被公认为古谱残局中难度最高的作品。

七星聚会被称为「排局之王」,红黑各七子,完整变化超过100回合,据说清代棋手穷尽一生也未必能完全破解——直到现代计算机才确认它是红先和。千里独行讲一匹孤马在黑方重重包围中突围,故事感最强——以弱胜强、以巧破力。蚯蚓降龙的名字本身就美——三个小兵(蚯蚓)卡死双车(龙)的移动空间,用绝对劣势求和。

有意思的是,从宋代象棋定型到四大排局完成,中间隔了大约600年。棋盘和规则没变,但人类对90个交叉点的理解,整整走了六个世纪才走到那个深度。

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