既然圍棋的複雜度數量級遠超宇宙原子數量,那麼是否可以從理論上推出,永遠無法用計算機得到圍棋的所有解?

用戶172304069


圍棋起源時間很早,大致起源於4000年前古代中國。棋盤上分佈著縱橫各19道平行線,故在棋盤上共有361個交點可供落子。

那麼根據第一次落子有361種可能,第二次即360種可能,依次階乘,最終的結果,走法的可能性包含了10^768種,這已經不能用天文數字來概括了。要知道,這還沒有考慮到下棋順序、輸贏、提子的情況,只是簡單的、粗略的算了一下而已,就已經達到了這種規模。

所以,理論上來說,圍棋的走法千變萬化,非有限時間、普通的計算機可以計算出所有走法。那阿爾法狗是如何戰勝人類的呢?並不是阿爾法狗計算出了所有解,而是阿爾法狗依靠兩個部分,一個是落子選擇器,另一個是棋局評估,結合了人類圍棋專家的棋譜,憑藉其人工智能自我深化學習能力,自然可以輕鬆擊敗人類,並不是說它可以計算出所有解。

宇宙中的原子數量要比圍棋走法少的多得多,數量級上的差距就顯而易見。可觀測宇宙原子數目:10^80;圍棋走法:10^768。差距相當之大。

即便有再多的解,只要它是有限的,就可以被計算出,只是時間問題而已,並不是永遠無法。而題主想問的可能是模擬各個原子的實時狀態,要知道,原子內部也非常複雜,想要模擬每個原子的狀態,這個比單純的計算出圍棋所有解可難得多得多嘍。



一枚遊戲科幻迷


是否可以從理論上推出,永遠無法用計算機得到圍棋的所有解呢?要解決這個問題,我們得先看它的大前提。在題目中,它的大前提是:圍棋的複雜度數量級遠超宇宙原子數量。宇宙何其廣闊,這一結論又是從何而來呢?

如果把宇宙定義為“我們可觀察到的宇宙”,將其看作一個有特定體積的球體,根據人類對其的觀察估算它的密度,就可以得到這個“球體”的重量。用這個質量除以平均原子的重量得到的數值就是我們題目大前提中的“宇宙原子數量”,大概是10^80,即10的80次方

按照圍棋棋盤橫豎各19條線,總361個交叉點,雙方交替落子,可算出圍棋的複雜度大概是10^173.28,即10的173.28次方從數值上講,比宇宙原子數量大很多,這是我們大前提的由來。

既然它的複雜度數量級比宇宙中的原子數量還要多這麼多,看起來計算機似乎是永遠也不能計算出其所有解。但是——我們是否忽略了一個問題:圍棋是一種策略性棋類運動,它有它的規則有它的輸贏。一位圍棋老師曾經說過,361個交叉點,其中大概三百多個點,在前期是不能下的,因為將子落到此處是不佔優勢的。這樣一來,其能下的點就只剩下幾十個,它的複雜度一下子減少很多。同時,圍棋棋盤上的棋子越下越多,也意味著棋局進行的越到最後,可供選擇的落子點就越少,而不是可以隨意落。從這個角度結合圍棋的輸贏來看,它的複雜度數量級是沒有理想中那麼大的,事實上是有可能用計算機得到所有解的。


鎂客網


關於圍棋複雜度和宇宙原子數量,直接上數據。

圍棋的變化情況

棋盤上一共361個點,黑白交替落子,第1子有361個位置可選,第2子有360個位置可選,第3子有359個位置可選……則在數學上可能出現的佈局種類一共有:

361x360x359x………x3x2x1=1437923258884890654832362511499863354754907538644755876127282765299227795534389618856841908003141196071413794434890585968383968233304321607713808837056557879669192486182709780035899021100579450107333050792627771722750412268086775281368850575265418120435021506234663026434426736326270927646433025577722695595343233942204301825548143785112222186834487969871267194205609533306413935710635197200721473378733826980308535104317420365367377988721756551345004129106165050615449626558110282424142840662705458556231015637528928999248573883166476871652120015362189137337137682618614562954409007743375894907714439917299937133680728459000034496420337066440853337001284286412654394495050773954560000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000.

是不是看得眼花了,用科學計數法大約是1.44x10^768.

以上計算,只是純數學上的計算,並沒有考慮實際規則下提子等變化,所以並不嚴格,只是估計一下它的數量級。

宇宙原子數

可以通過宇宙總質量/原子質量計算。

當然宇宙到底多大,人類還不清楚,只能估測一下目前觀測到的宇宙質量:10^53kg

由於不同元素原子質量不相同,我們取最小的氫原子質量1.7x10^-27kg(只有一個質子)計算,這樣可以計算得到宇宙最大原子數:6x10^79個

綜合以上,圍棋複雜度的數量級10^768確實是遠超宇宙原子數的數量級10^79. 但我們能不能就此認為計算機無法解出圍棋的所有解呢?

不能。因為二者並沒有關係,我剛才用電腦算出了圍棋的變化種類有1.44x10^768種,但我的電腦是宇宙的一部分,全宇宙都沒那麼多原子,我的電腦更沒那麼多原子。

能不能算出來並不依賴於原子的多少

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磚業科普稻殼張


我是一個圍棋老師,這個問題我來答最合適不過了,人工智能和原子問題雖然我不是很懂,但是圍棋的東西還是很熟的。

圍棋的複雜程度就不說了,經過前兩年的人機大戰,大家都很熟悉了,但是圍棋畢竟是一個競技遊戲,所有的目的都是為了獲勝,所以其實AI並不需要計算出所有的分支和變化,只需要在其中選擇出最優解就可以。



跟其他的棋類相比較,大多棋類都是棋子越下越少,圍棋卻是棋子越下越多,這也就意味著,越到後期變化越少,結果也越簡單。通常職業棋手們在最後收官的階段,官子還尚未收完,就已經可以準確計算出後面幾十步之後的變化,從而得到勝還是敗的結果,所以職業棋手門的棋很多都並沒有下到最後一步,真的下完的棋那結果都是勝負只差0.5-1.5目之間!



真正難的其實是佈局階段,在人機大戰的時候,佈局初期和剛剛開始中盤戰鬥的時候,AI和人類都是無法算盡所有結果的,AI通過大致推算,會選擇一個勝率最高的一個點(並不是100%) 也可以說,AI是通過有選擇的在猜! 而人類處理的方法,大多都是依靠棋感,沒錯,就是感覺,這種長期通過下棋訓練出來的直覺,甚至會比AI更有把握!

19*19的圍棋盤共有361個交叉點,但是並不是一上來就要去計算361的後續結果,其中大概有超過300個點,在前期都是不能下的,或者說,下上去是不佔優勢的,所以無論人類還是AI都會排除掉這些選項,在最開始,基數最大的時候,每下一顆子,AI的計算量都會成倍的減少!



所以,如果是下棋的話,人類現在是永遠也無法再超越AI了,AI沒有情緒,不會失誤,只會挑最勝率最高的著法,而有血有肉的人怎麼能比呢,唯一贏的方法大概只能拔電了吧。。。。

雖然第一步棋並不需要完全計算361個交叉點的所有變化,但是把這個任務作為科研的話,還是有他的實際意義的,現在AI雖不能完成,但憑藉AI的學習能力已經硬件方面的發展,以後,誰說的準呢?

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夜貓子說棋


谷歌好像已經開發了50級的量子芯片,而這個芯片已經非常牛逼了,可以說這項技術的如果加以時日完善的話,基本上,我們可以真的可以看到WALL-E或者終結者的場景了。什麼是50級量子芯片呢,就是每秒運算達到2的50次方次,這是一個你無法想象的速度,我在那個文章中看到了一個形象的比喻:走迷宮,現在的芯片是隻能選擇一條路走,錯了,回到起點,再選擇其他路徑走,直到走對了為止,但是量子芯片不是,它會同時選擇可以行的路線齊頭並進,最後得出一個正確路徑。這個技術相當可怕,簡單說如果拿來破解密碼的話,現行的加密體系直接就菜了。但是不知道用這樣的技術來下圍棋是不是直接在第一步就能將後面所有的變化都考慮清楚,然後也選擇每一步都是制勝一步呢?這個還有待繼續研發。但是,還是可以期待的。


輪迴的刻度


在差不多十年前我學習圍棋的時候,就曾經試想過有沒有可能用計算機贏得勝利。但因為那時候所有的電腦水平至多不過業餘三段,所以在那個時候,我是堅定地認為圍棋只能是人類的遊戲。

因為圍棋的特殊性,也就是棋子之間相互平等,走法不受限制,且共有361個點可以下,這就導致了圍棋不像象棋、軍棋等棋類一樣計算較為簡單。圍棋充滿無限的可能,一方棋盤上,棋子如閃爍的星辰,浩瀚宇宙裡,銀河是看不到盡頭的。



但隨著AI的發展,計算機的計算量越來越大並且在速度上遠超人類,這就導致了今天我們所看到的,阿爾法狗傲視群雄。

但這是否就能說明阿爾法狗算到了棋盤上全部的變化了嗎?人類真的就至此終結圍棋的統治了嗎?

我認為答案是否定的。



在上文我曾經提過,阿爾法狗之所以能打敗人類,靠的是大量的計算和速度的優勢。速度,這是最重要的。我們通過人類和阿爾法狗的交手可以看出,大部分比賽都是30s一次,這就意味著阿爾法狗巨大的運算量在一開始就為自己佔據了絕對的優勢!

計算量也就是圍棋的變化,人類並不是不能夠算出最佳下法,這一點從柯潔對阿爾法狗的第二盤棋可以證明,前三十步,柯潔下出的正確率在阿爾法狗的計算中達到了百分之百的正確,這也就意味著,儘管幾率微乎其微,但只要時間充裕,並且達到一定的計算量,人類是有可能每一步都下出最佳下法的,人類是有可能打敗阿爾法狗的。

當然,Al終究是為人類服務的,也衷心希望在阿爾法狗的幫助下,圍棋事業能發展的越來越好!


Jc69363


圍棋複雜度數量級遠超宇宙原子數量????呵呵呵呵……我這搬磚的都確得是個笑話。有些自認數學很好的人算出一個嚇死人的數據,其實沒啥意義。圍棋只是圍棋,按照一定遊戲規則進行的競賽遊戲,雙方輪流下子,包圍與反包圍,得有互動才是遊戲,你佔半幅棋盤他佔半幅棋盤,這樣的下子是無意義的,單子對攻也是無意義的。計算圍棋到底有多少有效的佈局,先得計算一個子兩個子多個子組合的影響範圍才是有意義的,立幾拆幾,超出一格沒有多少意義,再遠就是廢子,圍棋攻防是在競賽規則下,運用多子組合進行包圍與反包圍,破壞多子組合和重新佈置多子組合過程。我不知道狗是如何進行取捨的,但我想第一步應該是去掉無效落子和組合,像在重重包圍中,不能組合出兩個有效眼或尷尬陣型,強行下再多的子都是無效組合……我想狗狗自學下棋,第一步應該是在競賽規則下,迅速排除無效落子和組合,我們學棋第一步應該也是排除無效落子選擇有效落子,只不過人有各種各樣的性格,形成了各種下棋風格。第二步在多子組合中選擇影響範圍大的組合,在一種組合模式破壞後,接替另一種組合模式,而不是計算單個棋子落子順序,那是毫無意義的。為優化選擇,每局棋都有一個最大值的組合數,而不是見敵子就攻擊。棋局開始,一方放棄佔地盤另一方也只能佔四個地盤,這四個地盤以星位輻射,星三三小目高目為據點,棋盤是對稱的,理論上下在任意一個星都是一種下法,不是四個星有四種下法,不是第一個子就有三百幾十種落子方式,實際上第一個子就只有可憐的幾種落子方式,第二個子落子除了搶佔據點還有攻擊第一個子,這種攻擊也得有一個影響範圍,超出影響範圍就是廢子,所以第二步也只有那麼幾種方式。雙方輪流佔地盤,形成開局四種基本組合攻擊,由此衍生出其他組合攻擊,這種組合攻擊可能就幾個十幾個吧,當四個區域的組合攻擊沒發生相互影響時,只要考慮這個區域,只有當這種組合攻擊發展時,子力影響範圍達到其他區域,綜合考慮其他組合的影響範圍,或合成更大的組合。而不是你下一個子,搜索所有的落子棋局,那是毫無意義的。

高手下指導棋,一個人同時跟上十人戰鬥,不是去關心對手下棋順序,只是快速的從各種組合攻擊中選擇有效攻擊方式,不會一個子一個子的計算。當一個區域失去攻擊價值時,高手會尋找新的攻擊目標,不會去下無意義的廢子。只有低手,才會幹無意義的事,甚至把自己弄成愚形,自毀眼位,自毀城牆。

圍棋的有效佈局數在競賽規則下是有限的,不是那種近乎無限大的天文數字。再大的棋盤也只是兩個人玩,不是戰場單兵捉隊廝殺,可以理解為陣型對抗,而且是回合制的陣型對抗遊戲。


遊子走四方-_


目前的計算機技術不可以,但是未來量子計算機和其他技術有可能。

首先要了解一個概念,那就是算法的複雜度。

圍棋落子越多,計算複雜度就呈現越少的變化。複雜度會顯著下降。開始361種選擇,黑子落下後,計算機就會計算,剩下360種白子的下法,這每一下法後,都會有359種黑子的下法。

開始的複雜度

361* 360 *359*…3*2*1等於361!

中局複雜度200!

尾盤複雜度50!

這其中每種局面,計算機都需要存儲下來。需要的存儲空間也是驚人的。

目前計算機的策略是,利用砍枝策論,直接省略掉明顯不好的下法,或者成為好棋概率不高的下法。保證局部優勢,而且不求最優解。也不一定考慮到太久遠的步驟,不如不去思考50步以後的棋,只考慮30步。甚麼意思呢,也就是計算到比對手能夠好一點的棋就可以滿足了,比如保證只贏對手2-3目甚至半目就好了,選當前最好的棋。這樣一來計算機的運算量就直線下降。定勢和佈局可以存儲下來,面碰到這樣的局部棋面,就不用計算了,因為有最優結果。下到後期計算機已經可以算出所有解了,所以有的計算機可以自動認輸。

所以AlphaGO這類人工智能下棋,看上去可能劣勢不大,其實棋局已經被算死了。每一步都在她的掌握之中。而且深度學習機制可以培養出一種神奇的不可言語的人類無法想象到的價值判斷規則,就像人的感覺和直覺類似,也就是棋感。說不上為什麼,某些下法就是好,就是會贏。比如去超市選蘋果,你就會覺得兩個差不多的蘋果某一個比較好吃,而你的選擇往往是對的。

圍棋超越了人類的智力極限,或許不是人類能能夠完轉的。可以預見,在不久以後,隨便一臺手機程序都可以完虐人類9級大師。


alpha呀呀虎


阿爾法狗研製公司說過,阿派狗一般可以計算50-60步,而他自己的統計,一般150步就可以絕對贏得一盤棋。也就是說棋盤的一半點就可以見分曉,所以ai主要還是靠大規模系統分析,人研究圍棋之所以有定式,就是因為可能性太多,計算量太大,所以創立一些模式,逼近勝利的方向。這其中就否定了許多無法看清的變化,而ai,比人類多算清了這些變化,所以選擇面更廣,看ai的棋就是百無禁忌。什麼都敢下,而且能贏。人類靠ai開闊了視野,拓展了思路,非常好的推進圍棋進步的工具。至於說圍棋千古無重局,但結果只有輸贏,ai不會是圍棋上帝,但能贏人類就夠了。


星球碰撞


錯了,沒這麼複雜,第一次落子也沒有361種可能,因為沒有哪個二貨亂下棋,第二次落子也沒有360種,只有180種,黑白棋各佔一半,這都不懂還胡亂推測,你們都是大神啊,就和象棋一樣,第一步走法有好多種,但沒有人把老將先走出來,如果走這一步,你就牛逼大了


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