Форма реальности. Скрытая геометрия стратегии, информации, общества, биологии и всего остального

В 1951 году британская электронная компания Ferranti построила собственного робота для игры в «Ним», назвав его Nimrod. Во время мирового турне он собирал толпы людей. В Лондоне группа экстрасенсов пыталась нарушить идеальную игру Nimrod с помощью концентрированных телепатических вибраций, но безуспешно. В Берлине машина сразилась с будущим канцлером Западной Германии Людвигом Эрхардом и обыграла его три раза подряд. Алан Тьюринг, работавший[211] над компьютером Ferranti Mark 1, заметил, что Nimrod настолько очаровал немецкую публику, что даже пустовал бесплатный бар в холле.

То, что компьютер может играть в «Ним» так же, как человек, казалось потрясающим (потрясающим вплоть до отказа немцев от пива!), но так ли это? Сам Тьюринг выразил определенный скептицизм, написав: «Читатель может спросить[212], почему мы используем эти сложные и дорогие машины для столь тривиального занятия, как игра». Конечно, игры играм рознь. Зная то, что нам сейчас известно о «Ним», мы понимаем: чтобы стать идеальным игроком, не нужно никакого человеческого мышления – достаточно всего лишь промаркировать дерево, шаг за шагом, от листьев до корня. Если вы играли в крестики-нолики, то, вероятно, наблюдали то же самое. Причина в том, что крестики-нолики тоже имеют геометрию дерева. Первые несколько шагов выглядят так[213]:

Однако есть разница: игра в крестики-нолики, в отличие от «Ним», может закончиться ничьей. На деле, если обоим игрокам больше семи лет, в основном так и происходит: большинство игр заканчиваются вничью.

Никаких проблем: это просто означает, что нам нужна буква Н для ничьей и три правила вместо двух.

ТРИ ПРАВИЛА

Первое правило: если каждый мой ход ведет в позицию В, то моя текущая позиция – П.

Второе правило: если я могу сделать ход, ведущий в позицию П, то моя текущая позиция – В.

Третье правило: если ни один мой ход не ведет в позицию П и не все мои ходы ведут в позицию В, то моя текущая позиция – Н.

Третье правило длиннее, но оно описывает, что значит находиться в ничейной позиции. Его первая часть говорит, что я не могу выиграть; согласно второй части, я не проиграл, потому что могу сделать какой-то ход, который не приведет противника к выигрышной позиции; а если ни я, ни он не можем друг друга обыграть, то это ничья.

Я прошу обратить внимание, что, независимо от того, какие варианты у нас есть в игре в крестики-нолики, мы всегда находимся в ситуации, когда применимо одно из трех правил, поэтому, как и в «Ним», можем добраться до корня игры – пустой доски, на которой оказывается буква Н.

Неудивительно, что никакой секретной стратегии для игры в крестики-нолики нет. Если оба игрока действуют идеально, неизменно получится ничья.

В математике так часто бывает. Вы сели решать одну задачу, а когда закончили (через день, месяц или год), понимаете, что одновременно решили еще несколько. Если у вас есть гвоздь и требуется изобрести для него молоток, то этим молотком можно будет забивать все, что похоже на гвоздь. Так происходит в большинстве случаев.

Крестики-нолики имеют геометрию дерева, поэтому три правила гарантируют, что игра закончится либо победой первого игрока, либо победой второго, либо ничьей. Более того, чисто механические расчеты могут нам сказать, какой из трех вариантов действительно реализуется и как выглядит идеальная стратегия.

По тем же соображениям это верно для любой игры, геометрию которой можно представить в виде дерева, где два игрока ходят по очереди, результат хода предопределен (участники не бросают монету, не крутят стрелку, не вытягивают карты и не используют прочие методы случайного выбора), а игра заканчивается через некоторое конечное число шагов. Для такой игры справедливо одно из утверждений.

1. У первого игрока есть стратегия, которая всегда гарантирует ему победу.

2. У второго игрока есть стратегия, которая всегда гарантирует ему победу.

3. Каждая безошибочно сыгранная игра заканчивается вничью.

Мы можем выяснить эти стратегии, маркируя дерево буквами В, П и Н в соответствии с тремя правилами от листьев к корню. Это может потребовать много времени, но результат будет гарантирован.

Многие игры – это деревья. Английские шашки – дерево. «Четыре в ряд» – дерево. Шахматы – дерево. Да, даже шахматы! Мы считаем их своего рода романтическим искусством, способом передать дух сражения на маленькой деревянной доске. Что-то в этом есть. О них сняты фильмы, написаны романы и даже мюзикл, созданный бывшими участниками группы ABBA.