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Public Philosophy

AI 以前,學會圍棋是學會什麼?

圍棋大到人在一盤棋內算不完,棋手靠棋譜、棋理術語與實踐技術學棋。究竟學習圍棋是怎麼一回事?

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洪偉

偉鐸資訊技術長、台大哲學博士候選人與哲學普及寫作者,長期投入 AI、公共議題與 TRPG。

Published: at 04:30 PM
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井字棋(Tic-Tac-Toe)小孩玩幾次就能掌握。一旦你知道先手下中間、後手下角落,雙方不出錯就是和局,遊戲到這裡就結束了:剩下的只是照著做。圍棋玩了上千年,職業棋手下了一輩子,還有人說自己什麼都不懂。

AI 出現以前,一個人學會圍棋,學會的到底是什麼?這是我想釐清的第一個問題。

圍棋是怎樣的遊戲?

Suits 說,玩遊戲是自願嘗試克服不必要的障礙(Suits 1978: 41)Suits 1978。他捕捉到,遊戲有限制,也有需要挑戰的部分。井字棋和圍棋都是這樣的遊戲,那它們最主要的挑戰差在哪?是什麼決定了一個玩半小時就能被小孩掌握,另一個可以讓人類思索上千年?

我認為差在:有沒有一種人類掌握得了的應對方式,讓人在一盤棋的時間內,確定自己沒有漏掉該想的應對。井字棋有,圍棋沒有。

當然,扣掉旋轉與鏡射,井字棋依然有 765 個本質不同的局面,小孩無法窮舉這些局面,但是玩井字棋的小孩不必記住所有局面。他可以記住幾條規則:譬如,先佔中間,對方連成兩個就擋,有機會就同時做出兩條線。幾次下來以後,每一手往後想三、四步,就足以保證不輸。學會這些應對,這個遊戲就學完了。

要想的應對有多少,可以粗略地算。假如盤上有 nn 個空點,往後想 dd 手(雙方合計),要想的變化最多是 n×(n−1)×⋯×(n−d+1)n \times (n-1) \times \cdots \times (n-d+1) 種。井字棋開局有 9 個空點,整盤想到底最多也只有 9!9!,也就是 362,880362{,}880 種;而小孩連這些也不必全想,因為大部分變化一看就知道不必考慮。高手下棋也是這樣篩選的。 de Groot 請西洋棋特級大師邊想邊說出思考過程,他們在一道題上平均只認真考慮 3.6 種第一手,最深的一條變化約 7.4 個半手(Bilalić, McLeod & Gobet 2008: 399)。 Allis 談圍棋時也說,每一手雖有約 250 種選擇,人只會考慮其中少數幾種,靠的是對棋形的大量知識(Allis 1994: 175)。

這個判準只關於人在對局中做得到什麼,而非數學上有沒有最佳下法。西洋跳棋是好例子。 Schaeffer 等人從 1989 年起動用數十台電腦,在 2007 年證明雙方完美對下是和局(Schaeffer et al. 2007)。但這個解答涵蓋約 5×10205 \times 10^{20} 個局面,大到沒有人類能在對局中照著下。西洋跳棋已經被電腦「破解」,對局時卻仍然需要技藝。

而圍棋離這一步還很遠。 AlphaGo 的論文估計,圍棋每一手平均約有 250 種選擇,一盤棋約 150 手(Silver et al. 2016: 484)。往後想一手,就要想對手的 250 種應對;想兩手,就是六萬多種。人在一盤棋內能想過的,只是其中極小的一角。(若改數局面,數字一樣誇張,19 路棋盤的合法局面約有 2.08×101702.08 \times 10^{170} 個;Tromp 2016。)

想想,圍棋的規則其實很少:輪流下子,沒有氣的棋子被提掉,最後比誰圍的地多。困難的是,圍棋每手都在權衡兩種難以數值化的概念。一邊是實地,已經大致確定歸誰的地;一邊是勢,現在還不是地,卻對整盤棋有影響力的棋形。下在三線較容易拿到實地,下在四線較容易取得勢。這時,將資源放在哪個更好,卻要看整盤棋的配置,這是人類無法算完的東西。

AI 以前,棋手怎麼學?

日本、韓國、台灣的職業養成各有制度,但圍棋學習法的骨架卻很像。

江戶時代的日本,本因坊、井上、安井、林四家受幕府供養,每年在將軍面前下御城碁;各家的繼承人不靠血緣,常從弟子中挑出棋力最強的人收為養子(國立國會圖書館)。井上因碩在 1713 年編成的死活題集《圍碁發陽論》,長年不外傳,到今天仍被想當職業棋士的人當成聖經(國立國會圖書館)。到了二十世紀,木谷實的道場仍是同一種日常:內弟子早上起床先擺一盤棋譜,上學前再擺一盤,放學後對局、檢討(日文維基百科〈木谷道場〉)。梶原武雄的研究會讓學生在他面前重擺自己的棋,他會一手一手問:這手棋有理由嗎?

韓國的學習路線仿效日本。曹薰鉉 1963 年赴日,在瀨越憲作門下學棋,1972 年回國;後來他把小學生李昌鎬收作弟子。 2004 年的報導說,韓國棋院有 120 名研究生,依棋力分成 10 組;權甲龍道場的訓練以死活與算棋為主,他說「畫圖的圍棋,永遠成不了一流」(月刊朝鮮 2004)。

台灣早年沒有自己的職業制度,圍棋最好的孩子都送去日本。林海峰十歲時與吳清源下了一盤指導棋,之後赴日,在藤田梧郎門下學棋;王立誠、王銘琬也在十幾歲時赴日。台灣棋院到 2000 年才成立,開始自己的升段賽與院生制度。

從三地來看,學圍棋大致有三條路。第一條是棋理術語:定石、氣、勢、實地、厚薄、本手,這些詞讓棋手能談論一手棋為什麼好,也能在復盤時互相爭論。第二條是棋譜:擺名局,累積對大量局面的熟悉。第三條是實踐技術:死活、佈局、打劫、官子。死活和收官後段範圍小,算得完,可以靠做題練到找出最佳解;佈局要看全盤,做題練不到;打劫介於兩者之間,劫爭在局部,劫材散在全盤。

亞里斯多德的技藝模型,可以解釋這三條路各自怎麼教。

《形上學》開頭區分了經驗(empeiria)與技藝(technē)Aristotle 1984。同一件事的許多記憶匯成經驗:有經驗的人知道某個藥治好了卡利亞斯,也治好了蘇格拉底。有技藝的人則做出普遍的判斷:這個藥對所有痰質發燒的人有效,而且知道為什麼(981a7–12)。亞里斯多德說,就行動而言,經驗看起來不比技藝差,因為行動處理的本來就是個別的事(981a12–24)。但有經驗的人只知道「是這樣」,有技藝的人還知道「為什麼」;而知道原因的標誌,是能教(981b10)。

Johansen 進一步主張,技藝所帶的這份說明,也就是邏各斯(logos),不是附加在經驗上的理論,而是製作能力本身的根據:正因為醫生知道怎樣帶來健康,她也知道多給或少給藥會怎樣傷害病人(Johansen 2017: 15–17)Johansen 2017。只有經驗的人,只能拿過去的個案來比對,分不出哪些特徵是偶然的;有邏各斯的人,則能把工作推廣、調整到所有相關的情形,連第一次碰到的場景也做得了(Johansen 2017: 11–12, 25–28)。但光有說明也不夠:只懂道理、沒有經驗的人,實際上常做不過有經驗的人(Johansen 2017: 13–15)。真正的技藝,是說明與經驗合在一起。

棋理術語是對邏各斯的描述。老師一看就知道一塊棋重、一處是大場,這是他的直覺;說出「重」「大場」這些詞,是用抽象的語言,把這個直覺展示給學生看。梶原武雄要學生為每一手說出理由,就是要學生用同一套語言,說出自己看到了什麼。

擺棋譜可以看成累積經驗,但更重要的,是在經驗中提取知識,也就是亞里斯多德說的,從許多記憶得出普遍的判斷。那些名局,每手都是在真正的對局中下出來的;學生一手一手擺,看高手在這個局面選了哪一手,沒下的又會如何變化,從中可以慢慢理解各類局面下的實踐考量有哪些。

模擬環境則是建立實踐技術的快捷法門,例如死活題、擺定石。這些練習題把對局中常見的考量封存在特定局面裡,讓學生在封閉局面中鍛鍊特定思維。棋譜是真實的連續局面,模擬環境則是為特定練習而裁出的局面。

三條路教的都是知識,只是從不同方向進行教學和訓練:術語直接說出邏各斯,棋譜與模擬環境則讓學生在經驗中把它找出來。教學的目的,是讓學生在實際對局時,做出一連串他所能得出的最佳行動;其中最核心的,就是判斷一手棋的優劣。

我們怎知一手棋的優劣?

如我們前面討論的,圍棋的策略極難窮舉。不過,我們並不是處處都算不完。譬如,局部的死活,例如角上一塊棋能不能活,這範圍可以算清楚,最佳解往往只有一個。但定石就不同了。定石是角上雙方公認兩分的固定下法,但「兩分」的意思是實地與勢的交換大致公平,但到底公不公平?要放回全盤才知道。從歷史來看,死活往往有最佳下法,定石不見得。

我們可以一個粗略但是容易懂的區分來表明這個差別:圍棋的微觀與巨觀,也就是棋手說的局部與大局。簡單來說,微觀是小到能在對局中算完的局部;巨觀是算不完的全盤。這條分界因人而異:棋力越強,算得越遠,微觀的範圍就越大。但無論如何,哪怕棋力再強的人,都有算不到的地方。

AI 也一樣。照 Silver 等人在 AlphaGo 論文中的估計,每手約 250 種選擇、一盤約 150 手,整盤的變化約有 250150250^{150},也就是 1036010^{360} 左右;論文作者也說,窮舉搜尋圍棋並不可行(Silver et al. 2016: 484)。作為對照,可觀測宇宙的原子數一般估計約為 108010^{80}。就算只數局面,Tromp 算出 19 路棋盤的合法局面約有 2.08×101702.08 \times 10^{170} 個,也遠超過這個數字。所以,AlphaGo 和 KataGo 也只能搜尋一小部分變化,其餘靠神經網路估計;對它們來說,微觀的範圍比人類大得多,但圍棋仍有算不完的地方。

由於圍棋同時包含微觀與巨觀兩面,我主張,因此也包含兩種技藝。在微觀,一旦決定局部目的(如以作活或攻殺為目的的死活局),一手棋便有對錯可言;我把這種技藝稱為決定性技藝。而在巨觀,棋手靠實地、勢、厚薄這些術語判斷,就似乎沒有決定性的對錯可言(未來無法窮舉,因此無法完全預測),用的是啟發法(heuristics)。所謂「啟發法」,指的是只看部分資訊就進行判斷的策略;心理學家 Gigerenzer 和 Gaissmaier 將其定義為「忽略部分資訊的有效認知歷程,可以是有意識的,也可以是無意識的」(Gigerenzer & Gaissmaier 2011: 451)。它以不保證正確來換取速度,讓棋手在時間與資訊不夠的時候,仍能做出夠好的選擇。我把這種技藝稱為啟發性技藝。

簡單來說,決定性技藝有標準答案,啟發性技藝沒有。一個定石好不好、一種佈局成不成立,在 AI 出現以前,除了實戰成績與名人的背書,沒有別的東西能說明它不是劣手;而名人的身分,也是一盤盤棋贏出來的。

以 1933 年的新布石為例。那年代,開局的主流是小目,它在角上要花兩手,著重先拿實地。新布石是吳清源和木谷實提出的新下法:用星位或三三,一手佔角,同時搶先往邊上和中央展開,在中央形成大模樣,重視速度與勢。吳清源和木谷實在大手合裡大量下星位、三三、天元,而同年秋吳清源執黑對本因坊秀哉,開局就是三三、星、天元,最後輸了兩目(日文維基百科〈新布石〉)。秀哉不認同這種下法;新布石風行幾年就退潮,木谷實也回到重視實地的棋風。在當時,沒有人能證明新布石對或錯。今天也還不能,因為圍棋沒有被解開;但今天多了 AI 的評估。我用 KataGo 重跑了吳清源對秀哉那盤,發現星位會是它的首選,三三只損失零點幾目,天元則損失將近一目半。1

職業棋手對三三的看法,也在 AI 出現後改變了。對方下星位時點三三,可以馬上拿下角地,但讓對方取得太多外勢,所以長期被認為不適合在開局下。 AlphaGo 在開局就點三三,省略傳統定石中的幾手交換,在職業棋界引起一陣騷動,至少已有一位棋手在正式對局中試用(Baker & Fan 2017)。周睿羊九段說,棋手多少都受了「阿法老師」的影響,AlphaGo 的下法讓人覺得更自由,「沒有哪一手是不能下的」(同上)。

但無論如何,巨觀似乎和微觀考慮的事情不同,但兩者並非脫鉤的知識。物理學、經濟學也有類似的結構:巨觀由微觀構成,兩者卻往往有各自分離的理論,用哪個理論,取決於要模擬什麼、用在什麼場合。譬如,一鍋水由無數分子構成,但工程師設計鍋爐時,用的是溫度、壓力這些熱力學的量,不會去追蹤分子如何碰撞。經濟學也是:GDP、通膨、失業率是總體經濟學的量,是無數家庭、個人與廠商的選擇。當央行在決定利率時,不會去模擬每戶人家如何花錢。圍棋的實地、勢、厚薄這些術語,屬於巨觀的理論,也就是啟發性技藝:它們取代不了死活的計算,卻能讓棋手在算不完的時候,更快做出選擇。「棋從斷處生」「寧失數子,不失一先」這類棋諺也是啟發法,管用卻總有例外。

日本有句川柳:「定石を覚えて二目弱くなり(背了定石,反而弱了兩目)」(孔令文〈定石の覚え方〉),則指出了這類教導的啟發法特性。孔令文六段在同篇專欄裡舉了盤四子讓子棋。

主題圖:四子局,黑 2 夾擊,白 11 跳出、白 13 壓過來(棋圖依孔令文 2007 重繪)

黑棋在角上夾擊,白棋跳出再壓,這是業餘棋友常下的定石。

1 圖:黑 1 壓、3 彎、5 爬,到黑 7 走成定形;白 A 壓、黑 B 應,與 △ 重複(棋圖依孔令文 2007 重繪)

黑棋也照定石一路壓、彎,再沿著低處爬,走成定形;但黑棋後來下的子,和盤上原有的一顆黑子配合不好,之後白棋一壓,黑棋的應手也落在重複的位置,孔令文判斷:黑棋不好。同個局面,他建議黑棋改下另一個定石,先尖頂,讓白棋在右上取得厚勢;這片厚勢正好被那顆原有的黑子緩和,黑棋再搶到守角:黑棋滿意。

3 圖:黑 1 尖頂,白 2 擋、黑 3 扳到白 4,黑 5 在右下守角;△ 是黑 6 那顆子(棋圖依孔令文 2007 重繪)

圍棋作為複合技藝

我因此認為,圍棋不是單一的技藝,而是包含各種技藝間的切換和統攝的複合技藝:死活與官子的計算是決定性技藝,透過反覆的棋譜和題目進行訓練。定石與佈局的知識屬於啟發性技藝,靠棋理術語傳下來。那些能說得出的道理,也讓人能在復盤時爭論交鋒。

AI 出現以後,這個複合技藝的結構並沒有改變,改變的是微觀的範圍。 AlphaGo 和 KataGo 窮舉不了圍棋,但它們算得比人遠得多,也對每一手給出勝率與後續變化。它們只給答案,不說理由,人類透過鑽研這些變化和勝率,從中讀出知識;因此,我將其稱之「斷頭神諭」。

實際上,棋手確實從這個神諭那裡變強了,至少以 AI——人類歷史上最強的圍棋挑戰者——的評估來看是如此。 Shin、Kim 與 Kim 分析韓國職業棋手約 130 萬手棋:在 AlphaGo 只公開棋譜時,棋手的落子品質略有提升;而到開源的 Leela Zero 讓人看到各候選手的勝率與預期變化時,品質則有了明顯提升,而服兵役、無法使用 AI 的棋手則沒有變化(Shin, Kim & Kim 2021: 1798–1800)Shin 2021。 Shin 等人再分析 1950 到 2021 年的 580 萬手棋:決策品質六十多年幾乎持平,超人 AI 出現後,這才有上升(這代表人類的圍棋在這六十多年內並沒有顯著差異)。同時,棋局也偏離了既有的下法,這些新下法的品質,在 AI 出現後也提升了(Shin et al. 2023: 5–9)Shin 2023。實證上說明,這類進步也不是來自背誦:有 99% 的開局到第 21 手已是前所未見的局面,但到第 21 到 50 手的品質仍然上升(同上: 11–12)。

我認為這就是斷頭神諭的真相。它沒有給棋手新的棋理,而是提供了更強大得多的微觀工具,就像是顯微鏡一樣:過去只能憑實戰成績與名人背書判斷的局面,現在有部分能交給 AI 提供數值。棋手判斷大局優劣時,選項因此變多了,過去被排除或放棄的下法,重新成為值得考量的一手。這些判斷仍然是啟發性的,但值得被歸納成為知識的發展變化,其範圍已大大改變。

Footnotes

  1. 我後來用 KataGo 重跑了吳清源的 95 局十番棋:以當年職業棋手的人類模型來看,吳清源和他的對手下出「當年罕見」的棋,次數差不多,但吳清源的罕見棋有 41% 在 AI 眼裡損失不到半目,對手只有 20%。方法與限制見〈用 AI 重排吳清源:大師的罕見棋,有多少好棋?〉。 ↩

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此語音摘要由 Google NotebookLM 提供,不完全代表作者本人對文章的理解。