當代圍棋文化論著的大集成 讀《圍棋與國家》有感

人機大戰讓圍棋重回大眾視野

　　《圍棋與國家》的書評

　　2018年臨近春節，在中國棋院參加首都圍棋界新春團拜會，我欣然得知中國圍棋協會新任主席林建超將軍的《圍棋與國家》系列叢書已正式出版。春節剛剛結束，林建超主席當面贈送《圍棋與國家》系列叢書完整一套共十本，又親筆題字簽名，並叮囑我閱讀評論。這二年來，適逢AlphaGo面世再到烏鎮的圍棋峰會，恰巧上海胡廷楣先生與我合著的圍棋文化與人工智能的書也得以出版並再版。由於這些機緣，林主席與我在很多公開活動中以及私下場合見面，對圍棋的人工智能技術，科學意義，文化內涵，起源演變等全面地交換了意見，對圍棋的前沿研究課題做了深入的探討。在此交流探討過程中，我也得知林主席在撰寫《圍棋與國家》系列叢書，現在能在第一時間閱讀成書，領略字裡行間的思想精髓，感到非常欣慰。

　　《圍棋與國家》系列叢書共360萬字，全面深入討論了圍棋與諸多重大領域的深刻關係，其中包括國家與戰略、哲學與文化、社會民生與科學技術，也廣泛覆蓋了圍棋的經典、歷史、詩歌、繪畫等等，當之無愧是當代圍棋文化論著的大集成。我根據自身的背景與經歷，主要從科學的角度，介紹一下對於《圍棋與國家》系列叢書的讀後感。

　　從傳統觀點上看，圍棋僅僅是複雜的策略遊戲。但是《圍棋與國家》提出了新的觀念，認為圍棋與國民生活的多個領域有很高的相融性，都承載了圍棋的智慧，其中包括社會科學、自然科學和交叉科學。林主席從不同角度，結合自身的經驗與認知，對圍棋的博弈之道給出了獨特的解讀。我感到深受啟發的是圍棋所構造的數學模型。三十年以前，《圍棋天地》雜誌曾經採訪某數學家，他直接表示數學與圍棋之間沒有關係，並且認為圍棋博弈是不能通過計算來解決的。林主席明確地指出上述觀點屬於重大誤判，數學與圍棋之間不僅存在直接與密切的關係，圍棋對弈也必須通過數學模型來計算解決。在此基礎之上，《圍棋與國家》討論了圍棋對弈之道的多種數學模型，其中包括價值計算模型、排列組合模型、幾何圖形模型、拓撲太空模型、矩陣維度模型、和概率統計模型。讓我感受最深的是林主席結合自己常年在軍隊的管理指揮工作，引用美軍伊拉克“沙漠風暴”戰爭籌劃的實例，生動地描述了矩陣管理思想及其與圍棋對弈之道的關係。在“沙漠風暴”戰爭的籌劃中，美軍司令弗蘭克斯上將在一張便簽上使用矩陣構畫了戰爭中7種力量與9個目標之間的對應關係，而矩陣的每個交叉點對應於為完成戰略目標所需配置的戰略力量。根據這個草草的“指揮官構想”，美軍參謀部採用電腦模擬，形成了完整的對伊作戰計劃，最後的已成功實施。通過矩陣模型也可以類似地描述圍棋對弈手段與目標之間的關係，其內在的數學模型完全是一致的。

　　AlphaGo之所以具有如此大的棋力，其最重要的原因就是AlphaGo對圍棋中構造的數學模型進行了更加精確切合的計算。首先AlphaGO利用圍棋的幾何圖形模型特徵與矩陣維度模型特徵，將圍棋盤面類比成19*19大小的圍棋盤面圖片，並利用多用來處理圖片識別問題的卷積神經網絡對這些盤面數據進行學習訓練。因為是“圖片資訊”，所以圍棋盤面中的幾何圖形關係被更直觀的展現出來，使神經網絡的學習不再受冗余資訊的影響。除此之外，因為這樣的處理方法，整個神經網絡學習的過程就是基於矩陣的運算。AlphaGo不僅會輸入當前一個盤面的狀態，而是將過去一段時間的幾個盤面做成連續的矩陣塊一起輸入到網絡中，這是對圍棋中拓撲太空模型的考量，希望通過對圍棋盤面狀態的時序描述體現子與子之間的聯繫。在神經網絡的學習中，網絡首先會返回一個19*19大小的概率矩陣對應棋盤中每一個落子點的落子概率，這就相當於對圍棋中當前局勢下可能的每一個排列組合模型進行了評估，並從中選取了最優解；其次網絡將返回一個0~1的小數對表示網絡預測的勝率，這個結果則是針對圍棋中的價值計算模型。二者相結合，再輔以蒙特卡洛樹對圍棋盤面進行模擬展開，整個系統構成了圍棋的概率統計模型。當AlphaGo進入訓練階段，圍棋中的數學模型之間相互影響、相互作用，使其可以在短時間內迅速掌握職業圍棋選手幾年間才能訓練產生的棋感直覺與搜索驗證能力，從而才能在棋力上實現大的突破。

　　正如林主席書中所言，最複雜的策略遊戲圍棋與數學之間有著直接緊密的聯繫，根據圍棋不同的對弈之道可以構造各異的數學模型，而這些模型相輔相成共同作用產生了圍棋對弈過程中的千變萬化，正是這千種萬種的可能性使人們對圍棋這種古老遊戲如癡如醉。隨著人工智能的發展，這種古老複雜的遊戲褪去了它神秘的面紗，這面紗下還隱藏著多少需要解答的疑問，且看林主席的《圍棋與國家》系列叢書如何解答。

　　劉知青

　　美國紐約大學博士

　　北京郵電大學教授

　　北郵電腦圍棋研究所所長

　　中國人工智能學會理事