从兵棋推演看人工智能发展
作者: 孙李程 马宏宾随着计算机技术的不断发展,人工智能与大模型领域逐渐成为国内研究的重点。例如2016年谷歌的AlphaGo在一场历史性的比赛中战胜了围棋世界冠军李世石,这标志着人工智能在复杂策略游戏上的重大突破。而最为震撼的是OpenAI发布的ChatGPT语言模型。国外似乎一直引领着人工智能时代的发展与变迁,我国也紧跟时代潮流,但是未曾有人回过头来看人工智能的根源。我们在研究图像处理、自然语言处理等人工智能技术的同时,不妨想想人工智能的发展起源究竟是什么。

人工智能,其本质就是通过数据将网络模型训练到尽可能的跟人一样“智能”。在计算机技术的背景下,人工智能快速发展,各种神经网络模型与搜索算法孕育而生,通过大量数据训练得到甚至比人还“智能”的模型,帮助我们做任何想做的事情。其实早在我国商朝时古人们为了在军事领域可以得到发展,就已经设计了许多类似于军事战争的兵棋模型,这与当今人工智能中的“模型”是不谋而合的,古人通过对弈不断训练自己,尽可能提高自己推演的能力进而开发智力,这就是在计算机技术尚未发展时可追溯到最初的“智能人工”。
本文从兵棋推演的起源说起,聚焦于中国兵棋推演历史,探讨我国古代的“智能人工”如何一步步变成现在国内外较为先进的人工智能,并从兵棋推演揭示人工智能发展的趋势,以此展望未来人工智能的发展及应用。
古代兵棋推演
与“智能人工”
中国古代兵棋 中国古代兵棋游戏是中国文化的重要组成部分,它们不仅是娱乐活动,更是一种智力训练和军事战略的模拟,在其历史发展中有过很多名字:博棋、棋戏、图上作业、地图机动、战争游戏、战争博弈、演习、作战模拟、兵棋推演等。而兵棋游戏的起源可以追溯到中国古代的战争时期,最早的兵棋游戏是模拟战争的过程,以便训练将领和士兵的战斗技能和战略思维。
美海军上校阿比·格林伯格将第一款兵棋的发明归功于中国古代的著名将领及军事学家孙子。格林伯格上校认为孙子在两千多年前发明了第一款兵棋,名为“Wei Hai”,即围棋的前身。但在《论语·阳货》中“饱食终日,无所用心,难矣哉!不有博弈者乎?为之,犹贤乎已”已经提到了博弈与兵棋。从中可以看出在中国古代有许多文人爱好者沉迷于研究博弈下棋,这不仅可以作为娱乐活动,更是智力训练与军事战略的模拟,其中最著名的是象棋,因为关于兵棋的溯源,也有学者认为应该从“象棋”开始,詹姆斯·邓宁根在《兵棋完全手册》中提到,“如果你从未面对过兵棋,最简单的方式是把它想象成象棋”。
古代兵棋演变过程中涌现了象棋、围棋和中国跳棋等,不仅代表了古代人们的智慧和创造力,也是古代培养逻辑思维和制定策略能力的重要途径。通过兵棋博弈,人们可以研究战争策略和指挥技巧。这为现代人工智能在策略和决策方面的发展铺垫了基础。
中国最著名的游戏之一:象棋,是一种对抗性策略游戏,在我国可追溯到商代的六博棋,在春秋战国时期最为流行。象棋是一种两人对弈的棋类游戏,需要玩家考虑更多的策略和技巧,棋盘为方形,共有32个棋子,分为红黑两色。象棋的棋子有不同的移动和攻击方式,下棋的文人们需要通过巧妙的布局与策略才可以获得最终的胜利。此外,象棋对现代人工智能技术的发展产生了深远的影响,目前许多用于象棋推演的计算机算法和人工智能推演系统,对人工智能的发展起到了极大的促进作用。
围棋起源于公元前5世纪的中国,是中国古代一种传统的棋类游戏。围棋依然是一种对抗性策略游戏,棋盘为19×19的方格,共有181个黑子和180个白子。围棋的规则简单,但是变化复杂,下棋的文人们需要具备极高的战略和判断能力。同时围棋也对现代人工智能的发展产生了重要影响,例如谷歌深度学习项目AlphaGo成功地击败了世界围棋冠军,这是人工智能在策略游戏领域取得的重要突破。
中国跳棋是中国最古老的棋类之一。中国跳棋的棋盘为10×9的方格,共有40个棋子,分为红黑两色。20世纪60年代,IBM团队研发了西洋跳棋程序,同时借机向康涅狄格州的跳棋冠军、当时全美排名第四的棋手挑战,结果该程序获胜,在当时引起很大的轰动。人工智能从此开始在人们心中悄悄萌芽,也对人工智能的发展做出不可磨灭的贡献。
除了以上三种兵棋游戏,中国还有很多。而这些通过人与人之间的博弈,从而达到“训练人”的效果,与今天的人工智能中“训练网络模型”是异曲同工的。由于兵棋的目标是通过战术和策略取得对手的阵地和资源,而人工智能的实质就是统计与决策,因此兵棋的发展对现代人工智能技术产生了很大的影响,在决策系统和策略算法方面尤为突出。
古代兵棋造就“智能人工”在“兵棋”的称呼出现之前,其实践活动早已存在。就我国而言,早在夏、商、周时期,就已经有了各种甲骨文和金文的战争“卜辞”,这些卜辞其实就是最早的战争预测,只不过比较神秘和抽象,当然也没有在民间流行。而在战争时期将领们开始利用石块等模拟敌我双方的态势,这就有了实物型兵棋的雏形。《孙子兵法》中写道,“夫未战而庙算胜者,得算多也;未战而庙算不胜者,得算少也。多算胜,少算不胜,而况于无算乎!吾以此观之,胜负见矣”。暗指战前进行兵棋模拟能够取得胜利的,实战中胜算才大。其中的“庙算”,就是古代出兵前在祖庙里运筹作战计划的活动,也就是兵棋推演的前身。《墨子·公输篇》中,墨子和公输盘的云梯攻防战,则是中国最早有记录的战棋推演过程。

在战争理论和战争文化比较发达时,行军作战涌现出较高级的皮制地形图、关隘图和实物模拟地形图、态势图等,在军队内和民间也出现了可供娱乐用的象棋、围棋和其他各种棋类、牌类、阵法类游戏,这些都可称得上是淳朴状态的兵棋。在我国古代大秦统一六国中,商鞅“地割”及“秩”制度的创立,标志着战国时期秦国就开始借助兵棋进行实际战斗训练。
从文人墨客的诗词中也可以看出古代兵棋对“智能人工”的塑造。纵观历史长河,兵棋在后世受到的高度重视从文人的诗句中体现的淋漓尽致,汉朝班固在《弈旨》中写道,“北方之人,谓棋为弈。弘而说之,举其大略,厥义深矣”。这些都表现出兵棋和策略思维在当时已经被广泛用来训练人的脑力,使得古代文人大多善于谋略,称之为“智能人工”不为过。因此古代涌现的“智能人工”也发明了许多流传至今的佳作,例如现代化的今天依然可以发现榫卯结构、鲁班锁、华容道等都充满兵棋博弈决策与华夏智慧的结晶。
现代兵棋推演与现代人工智能
现代兵棋推演方法与教育启示当人类社会进入资本主义萌芽时期,社会生产力得到了巨大释放,引起了军事领域史无前例的革命,“兵棋”才慢慢发展成为现代意义上的兵棋。19世纪初叶,普鲁士人赫尔·冯·莱斯维茨创造了一种正规的作战模拟方法:“克里格斯皮尔”(kriegsspiel),以模拟真实地形的沙盘模型代替了以前的棋盘。它被认为是现代作战模拟的真正起源。kriegsspiel一词的译文即为兵棋推演,其英文名“wargame”或“wargaming”也来源于此。1824年,普鲁士陆军参谋长马夫林(Muffling)观看这种兵棋的表演后,下令向部下推广,兵棋开始成为军官训练和制定作战计划的一种辅助手段。其形式为:使用一张地图(或沙盘)做棋盘,“军队”做棋子。表演时,敌对双方对阵,由裁判通过概率表和规则来裁定胜负。其规则为实际的军事经验,诸如:步兵、骑兵、炮兵的战斗能力,武器的射程和作战效能,还有部队行进的时间概念等,这种方法使练兵的可实现性大为增强。
到了19世纪中期,在普鲁士军队中不仅用兵棋来训练军官,还用来制订实际的作战计划,因此大大提高了普鲁士军队的作战能力,同时其他国家纷纷效仿。奥匈帝国、英国、法国、意大利、日本、美国等相继开始应用兵棋。
历经两次世界大战,兵棋发展到相当完善的地步,已经运用了统计学、概率论、博弈论的模型。这些模型可以模拟战争双方更加复杂的攻防对抗情况,所模拟的情况也更加精确和细致。自20世纪50年代开始,电子计算机技术使作战模拟有了本质提高,兵棋进入以模型论为基础的现代计算机作战模拟阶段。

如今,现代兵棋推演软件一般采用三维模型化处理,能模拟更真实的作战环境,并且可以支持同时模拟上千部兵器装备。这种方式大大拓展了兵棋推演的实际应用领域,使得兵棋推演与人工智能随着计算机技术的涌现而快速发展。
计算机科学与人工智能的诞生古代战国时期的一些军事家为对抗外敌侵略而研发并应用了兵棋推演。其中兵棋推演的原理是通过棋子来模拟双方兵力对垒,通过思考、研究对方部署和行动,预测并推演出可能的战局走势。然而,古代的兵棋推演只能通过肉眼观察来计算走势,核实和便捷性有限,这在一定程度上限制了其发展。
因此在1950年代,随着计算机技术的发展,美国开始使用计算机来模拟和推演战争。与传统兵棋推演相比,现代兵棋推演软件具有更高的精度和功能性。
20世纪60年代,随着计算机技术的发现,IBM团队研发了西洋跳棋程序,IBM团队借机向康涅狄格州的跳棋冠军、当时全美排名第四的棋手发起了挑战,结果该程序获胜,在当时引起很大的轰动。IBM的股票一夜便暴涨了15个点。这个程序让人们首次接触了“人工智能”的概念。
20世纪70年代后,计算机网络技术大量涌现,人们又将多台计算机联结起来进行作战对抗模拟。1980年,美陆军组建了“国家训练中心”,此后,几乎陆军每个基地都开设了兵棋推演训练中心。1990年8月2日凌晨,伊拉克军队突然入侵科威特。美国防部急于知道伊军是否会越过科沙边境,计算机作战模拟系统来不及准备,于是在民间兵棋《海湾打击》第二版的基础上临时拓展巴格达地图板块,并聘请民间兵棋的发明者马克·赫曼进行兵棋推演。同时美国根据推演立刻进行部署,推演结果与实际战争结果基本一致。
因此,海湾战争结束之后,美军对兵棋推演的重视程度空前提高。1991年,美国防部成立“国防模拟与仿真办公室”;1999年,这个办公室升格为“模型与仿真信息分析中心”,负责统一改进和升级美国各军种所使用的作战模型。
在各国复杂多样的军事背景下,借助于计算机技术的迅猛发展,兵棋推演也在不断的进化,同时也使得人工智能技术得到了更为广泛的研究。现在,美军和台湾当局每年都要针对台海局势进行一次基于人工智能的大型兵棋推演。至此,古代利用各种兵棋推演的方法来训练古人脑力的“智能人工”,基本演变为现在利用计算机技术训练大量数据得到最佳网络模型的人工智能。
从中国古代兵棋推演的“智能人工”到现在的人工智能发展,我们可以清楚地看到兵棋推演和人工智能之间的紧密联系。从古代兵棋的起源开始,不仅锻炼人类的智慧,培养人的计谋能力,而且为今天人工智能的发展提供了思路和方向。在现代社会,人工智能技术在兵棋类游戏中的应用表现出强大的实力,人工智能在兵棋推演方面已经逐步超越了人类。
现代人工智能技术与兵棋推演的实践
兵棋推演可以提高人类的智慧水平和计谋能力,还为人工智能开拓了思路和发展方向。同时随着计算机技术的引入,人工智能技术的发展也为兵棋推演注入了新鲜的活力,大大提升了其效率。