Дискусійна платформа

    Чи можуть шахи допомогти школі?

     Глобальна пандемія Covid-19 не лише відчутно підірвала світову економіку, її смертоносного подиху  остерігається мало не кожна людина на Землі. Захищаючись від цього страшного вірусу-вбивці, змушена перебудовуватися й освіта, щоби виконувати свої функції за таких форс-мажорних обставин. Відповідно змінилися підходи і до організації роботи шахових гуртків, зміщуючи акценти у цій діяльності  (як і загалом у середній та вищій школі)  на широке використання можливостей Інтернету. Важливо тільки, щоби за таких умов навчальні аспекти гурткової роботи не були витіснені ігровим бумом в онлайн, бо  листи і розпорядчі документи освітніх структур усе більше заохочують дітей наймолодшого віку  до  ігрових платформ. Курс на безперервний конвеєр турнірів, кубків, чемпіонатів різного рівня і вікових градацій матиме  поганий «ендшпіль»: 1)  демонтаж  навчальної сутності гуртка;  2) надмірне навантаження на несформовану і дуже вразливу нервову систему малюків, про що свідчать численні рекомендації, у тому числі й на шахових сайтах про те, як відновити психічну рівновагу дитини після поразок. Отож, як мовиться, «Something is rotten in the state of Denmark», тільки королівство тут шахове.

     Усе залежить від мотивації. Який сенс розвитку дитини, якщо вона потішає своє самолюбство чи хворобливі амбіції ігровими перемогами. Інша справа, коли завдяки заняттям виробляється здатність краще аналізувати, поліпшити логічне мислення, аналітику, пам’ять, але цьому навряд чи сприятиме постійне «зависання» на Lichess або на інших платформах в Інтернеті. Шахами корисно «володіти», тільки щоби вони не заволоділи людиною.

    Прихильники впровадження шахів у розклад уроків як шкільного предмету (зазвичай мовиться про початкову ланку) аргументують свою позицію тим, що шахи вчать мислити. А хіба математика, оволодіння основами граматики, природознавство (у початкових класах), а біологія, фізика, хімія, географія, алгебра, геометрія, історія, література, що вивчаються в основній і старшій ланках, не вчать мислити?

   У суспільстві не меншає дискусій про перевантаженість дітей у школі. Перевтомлені та з ослабленим здоров’ям учні не засвоюють програмовий навчальний матеріал, їм не вистачає часу не те, що на рухомі ігри чи спорт, а на звичайний відпочинок і відновлення сил. Вводити шахи у навчальний план як новий шкільний предмет за рахунок скорочення яких предметів?  Чи треба підвищити планку тижневого граничного допустимого навантаження? Так що одного лише стверджування,  що заняття шахами сприяють розвитку розумових здібностей (що й не ставиться під сумнів), замало.

   Тут потрібна інша, «залізна» аргументація: 1) шахи як посильна і цікава для дітей практична діяльність має розвинену і невідірвану від практики теорію, з реальними відносинами між людьми; 2) хоча правилами у шахах й закладено велику свободу у веденні грі, але діти досить швидко і без нав’язування з боку старших (ніхто ж не любить примусу, а малюки тим більш) надана свобода  переосмислюється дітьми і  у них виникає нове почуття – свідома повага до теорії як особливого феномена у людському бутті, не зважаючи на те, що вона таки обмежує свободу дій.  Зрештою, ще сильнішим аргументом для них буде досвід власних поразок, який переконає, що знання з підручників чи з шахових занять таки корисні та необхідні для успіху; 3) діти стануть поважати знання, і з великою певністю можна сподіватися, що ця повага поступово пошириться на усе інше, чому навчають у школі;  4) шахи вчать вчитися, тому що у них істинність знань перевіряється практично і постійно.

   Пора нарешті зрозуміти, що до того, як виникне осмислене бажання набувати і сприймати розумом наукові знання, учень прямо чи на підсвідомому рівні потребує якихось доказів, що ці знання дійсно будуть потрібні для чогось значущого для нього. Сумніви щодо доцільності чи недоцільності правил (а наукові чи життєві знання – це також особливий вид правил) завжди в усьому супроводжували людину. Якщо не перейти встановлені границі, то можна ще взнати, що станеться при порушенні табу. Тож краще набувати неминучих «синяків» у такому навчанні, переконливість якого швидко перевіряється практикою, ніж відчувати  потім негативні наслідки від блукання нетрями  незнання у реальному житті.

    Власне, у шахах вдало співвідносяться теорія і мисленнєві  процеси з практичними діями. А чи хоч один раз за усі роки перебування у школі учень заглядав в окуляр мікроскопа. Можливо ще комусь спаде на голову бажання виявити закономірну залежність між віртуальними лабораторними роботами з фізики і хімії, які так наполегливо пропагує освітянське міністерство, з майже 100-процентним небажанням  випускників школи складати ЗНО з цих предметів. Гіркою іронією виглядає дозвіл МОН України абітурієнтам, що вступають на спеціальність «Фізика», не пред’являти сертифікат з цього предмету як обов’язковій. Що ж буде робити такий новоспечений спудей в університеті. Урочистості ж тільки першого вересня,  а з наступного дня – сувора проза з нульовими базовими знаннями, бо той, хто  не планував складати ЗНО з фізики, і не вчив цей предмет. Не краща картина з вивченням у школі інших природничих дисциплін. Усі це знають і … мовчать.

    «Школа должна учить мыслить» – так називалася стаття Евальда Ільєнкова, яку опублікував журнал «Наука и Жизнь» у 1984 році. Добре сказано, але тільки один штрих – написана вона була за  40 (!) років до публікації. Яка оперативність?!

     Чиновники знають, що і як робити: плисти за течією чи рішуче змінювати стан справ. Що ж до питання, винесеного у заголовок цієї статті, потрібно відповідати ствердно – заняття шахами корисні для учнів і школи загалом. Орієнтир же має бути не на підготовку чемпіонів (це – прерогатива інших закладів і структур), а на те, щоби використати можливості шахів для розвитку пізнавальних якостей дітей, навчити їх бачити глибинний, хоч  зовні непомітний, зв’язок гри з життям. Ідеї у шахах в окремих випадках доведені до такого ступеня досконалості, що вони мимоволі випереджують і доповнюють те, що притаманне природі, суспільству і, зокрема, самій людині.

    Шахи як феномен соціокультури

    Отримавши свій початок з глибокої давнини, шахи пережили держави, зміни політичного ладу. Поширення цього виду занять не обмежується ані своєрідністю культури, ані відокремленістю станових, класових, етнічних і державних угруповань, ані особливостями професії шанувальників шахів. Видатні шахові майстри не менш популярні у вдячному їм суспільстві, ніж інші знамениті представники мистецтва, науки і спорту.

    Об’єктивно-предметна природа шахів особливим чином одягнена у психічне вбрання справжніх настроїв і переживань, властивих вже не грі, як такій, але як    реальному змаганні, фактичній боротьбі в ускладненій, драматичній формі. І це становить ще одну, більшу загадку цього улюбленого заняття сотень тисяч людей, яке зайняло гідне місце у суспільстві.

    Серйозна затребуваність шахів і зацікавленість ними спричинили появу обширної літератури, що не поступається за розмірами будь-якій іншій галузі науки, численної періодики, різноманітних електронних видань, спеціалізованих сайтів різними мовами світу.

    У сучасному, наповненому високими технологіями, динамічному світі вміння думати на перспективу і грамотно використовувати ресурси при русі до неї стає чи не найголовнішою якістю людини майбутнього. У цьому прагненні гру в шахи можна розглядати як своєрідну бізнес-модель світу, в якій навчаються вигравати, правильно і стійко приймати програш (слово «поразка», погодьтеся, звучить якось фатально і драматично, у всякому разі, не зовсім доречно) або погоджуватися на тимчасовий компроміс.

    Чіткість, ясність логічної структури, синтетична сила мислення у шахах, разом з необхідністю обмеженого жорсткими часовими рамками розв’язання під час партії складних логічних задач ефективно тренує мозок і підвищує розумовий потенціал  людини. Водночас це потребує напруження й фізичних сил, постійної зосередженості та неослабної уваги.

    Під час шахової партії дуже загострена емоційність, адже кожен наступний хід гравця наближає його або до перемоги, або до поразки, спричиняючи тим самим цілу гамму різних хвилювань, які часто можуть і не мати безпосереднього відношення до перебігу самої гри, але у гострі, драматичні моменти можуть піднятися до рівня патетичної сили.

    У сучасному світі першорядну роль відіграють навички комунікації: здатність легко налагоджувати нові контакти з людьми, вміння домовлятися, а при потребі й толерантно наполягати на своєму, врешті підтримувати будь-яку розмову,   залишаючись  при цьому приємним співрозмовником. У цьому сенсі шахи – це особливе середовище спілкування партнерів, що дає змогу розширити коло нових друзів.  Під час партій у режимі онлайн або за листуванням зникають й бар’єри простору і мовні перепони. Вже у дебюті суперники  починають розуміти найтонші нюанси замислів один одного.  Інформаційні технології, методи візуалізації, 3D-графіка створюють практично повну ілюзію присутності та живого спілкування, що робить гру в шахи привабливішою та інтегрує людей у певну спільноту.

    Активні заняття шахами у підлітковому віці сприяють зниженню властивої цьому періоду життя підвищеної агресивності дітей, яка трансформується у здоровий змагальний дух. Нормалізується емоційний фон, поліпшуються комунікативні якості, нетовариські діти долають замкнутість, продовжуючи спілкування й поза шаховою грою.

    Шахи – активний, змістовний відпочинок, особливо корисний для осіб розумової праці, тому що допомагає людині переключати думки і досягати необхідної релаксації.

    Видатний гросмейстер Давид Бронштейн розглядав шахи як щасливе мистецтво. [Бронштейн Д., Фюрстенберг Т. Ученик чародея: Учебник шахматной стратегии и тактики.— М.: РИПОЛ классик, 2004]. Поціновувачі шахів захоплюються створеними видатними майстрами минулих і наших часів шаховими партіями як шедеврами, що за своєю цілісністю, гармонійністю, втілену красу задумів і найтонші нюанси становлять певний ряд культурного надбання людства. Свого часу письменник Іван Тургенєв, спостерігаючи за грою одного шахіста, захоплено вигукнув: «Він не грає, а нібито візерунки малює.  Досконалий Рафаель».

    Шахова партія –  особливий творчий спектакль з двома дійовими особами та сотнями і навіть тисячами глядачів, який подібно до театру розігрується за відомими правилами, але без заздалегідь готового сценарію. Митцям за шаховою дошкою такий вид творчості зазвичай надає глибоке задоволення і наснагу.

    Дуже вагомою є виховна роль шахів для дітей і молоді. Можна з великою ймовірністю стверджувати, що дитину, яка захоплюється грою в шахи, не затягне у свої тенета «вулиця» з її згубними наслідками.

    Не втратив у наш час вислів четвертого чемпіона світу Олександра Альохіна: «За допомогою шахів я виховав свій характер». Шахи сприяють підвищенню адекватної самооцінки і збереженню психологічної  стійкості, запобігають некритичному перебільшенню власних позитивних якостей.

    Зауважимо, що діти загалом дуже відрізняються між собою за відчуттям власної гідності у навчальному середовищі та у повсякденному житті. Багато з них не вважають себе здатними підняти вище планку своїх досягнень, ухиляються від розв’язання складних завдань, нерідко не докладають належних зусиль, аби стати ефективнішими у продуктивній діяльності.  І це ще одна проблема сучасної школи.

    Нинішні молоді люди, на жаль,  не надто прагнуть до високих цілей, особливо коли при перших спробах їх спіткала невдача. Тільки той, хто справедливо високо себе цінує, інтенсивно працює, тому що робота на півсили для таких людей є неприйнятною чи навіть принизливою для їхньої гідності. Шахи – не тільки гра, але і дуже специфічний вид спорту, у якому безпосередньо не проглядаються видимі фізичні вправи з м’язами. Але якщо враховувати, що шахова гра навантажує і тренує розум, то вона також є своєрідною, фізичною вправою. Не випадково гру в шахи називають гімнастикою розуму.

    І шахісту необхідна звичайна фізична витривалість для успішної участі у багатоденних змаганнях, що тривають по декілька годин щодня. Подібні «марафони» під силу далеко не кожному. Гравець після напруженого поєдинку може скинути кілька кілограмів власної ваги так само, як і спортсмен у будь-якому іншому виді спорту, що прямо свідчить про значні фізичні навантаження на організм.

    Хто не здатний мислити ясно і тривалий час витримувати нервову напругу, той навряд чи зможе здобувати перемоги, особливо у варіантах з обмеженням часу. Уміння приборкати емоції і включити холодний розрахунок, зосередженість, витримка, терпіння, вольове протистояння, психологічна стійкість, виховання свого характеру – це додаткові ефекти від занять шахами.

    Шахи як модель поведінки у реальному житті можуть навчити приймати кращі рішення у різних сферах буття, запобігати вчиненню дурних і ризикованих дій, що найчастіше буває у підлітковому віці. Дослідження показали, що люди, які займаються шахами, відрізняються гарною логікою, у них на 19% поліпшується критичне мислення.

  Потрібно зауважити, що не усі науковці поділяють погляди про корисність шахів. Зокрема, відомий російський вчений, доктор біологічних наук С. Савельєв дотримується прямо протилежної точки зору, вважаючи, що у грі на ім’я «життя», шахи – це спосіб втратити час, яке можна було використати на вивчення навколишнього світу або вирішення більш утилітарних проблем. На його думку, шахи не мають жодної практичної цінності, а є лише звичайною зайнятістю. Він навіть порівнює шахи з картярськими іграми, а шахістів – з людьми, що заганяють усю свою свідомість у своєрідну клітку з 64 квадратів, щоби там сховатися від реального світу, з людьми, що мають гіпертрофоване та аксіоматичне мислення, які постійно невпевнені у собі і навіть розлючені на усіх і усе. Мабуть до шановного доктора біологічних наук випадково потрапили описи психічного стану людей, які потребують аналізу і допомоги докторів дещо іншої спеціалізації.

    Шахи у світі професійного спорту – не видовищна для широкого загалу гра, а тому не має  високої рентабельності. Великий спорт давно перестав бути лише суперництвом виключно людських талантів і здібностей. Тут вже має місце змагання бюджетів, менеджменту, професійних навичок кадрів, які готують спортсмена, спортивного спорядження, тренувальних баз, стадіонів, футбольних арен, льодових палаців, тенісних кортів, тренажерних залів, полів для гольфа, суперництво сучасної медицини і ще багато чого іншого. А шахи на вищому рівні у цьому плані можуть похвалитися (не дуже переконливо) хіба що використанням комп’ютерної техніки, хоча це теж вже далеко не людські здібності.

    Як це не прикро, але сучасний спорт дуже нагадує фіговий листок політики, яка,  ховаючись за олімпійськими ідеями, робить свою не надто чисту роботу, а те, що незаплямоване, подається для вдоволення сучасного суспільства споживання. Отож, маємо поки що глухий кут.

     Шахи і штучний інтелект

    Шахова гра, будучи унікальним феноменом інтелектуальної культури, справила величезний стимулюючий вплив на дослідження штучного інтелекту. Від початкових етапів цих досліджень панувала думка, що програмування шахової гри є однією з найбільш важливих завдань для побудови штучного інтелекту, тому вчені використовували шахи як модель для перевірки можливостей «мислення» машини.

    Велику увагу  приділяли шахам А. Тюрінг, К. Шеннон, Д. Маккарті і інші дослідники проблеми штучного інтелекту. Вважалося, що шахи для кібернетики є те саме, що й муха-дрозофіла, що стала ідеальним інструментом для генетиків, хоча перший комп’ютер був спроектованій фон Нейманом для ведення складних розрахунків при створенні ядерної зброї.

    У 1950 році з’явився перший зразок, здатний здійснювати 10 тисяч операцій за секунду, а одним з перших експериментів з комп’ютером стало написання шахової програми, правда, шахи були нестандартні – на дошці 6 * 6 і без слонів.

    У 1951 році видатний британський математик Алан Тюрінг, який зламав код нацистської шифрувальної машини «Енігма», написав алгоритм, за допомогою якого машина могла б грати в шахи. Тільки в той час в ролі машини виступав сам винахідник. У тому ж 1951 р математик Клод Шеннон пише свою першу статтю про програмування шахів. Він описував дві стратегії пошуку кращого ходу, обидві ґрунтуються на евристичної функції оцінки кінцевих точок: 1) тип А – перебір усіх можливих ходів на фіксовану глибину, з викликом в кінці оціночної функції (тому що неможливо здійснити перебір до кінця); 2) тип В – виконує тільки вибіркові розширення певних рядків, використовуючи накопичені шахові знання, щоб відрізати побічні та нецікаві гілки.

    На наступних етапах розвитку кібернетики перемога у шаховій грі між машинами вважалася показником якісного переваги і сили того чи іншого комп’ютера. Саме на шахівниці стикалися ідеї різних наукових шкіл і талановитих дослідників, що вивчали проблему штучного  інтелекту. За допомогою досліджень шахової гри вчені прагнули наблизитися до розуміння того, що являє собою природний людський інтелект і як він працює. В результаті було досягнуто величезного прогресу не тільки безпосередньо у тому, що стосується штучного інтелекту, але й у вирішенні багатьох теоретичних і прикладних завдань програмування, економічного планування, математики і кібернетики, теорії управління та інших дисциплін.

    Відмінність мислення людини від дій машини при грі у шахи полягає в тому, що комп’ютер здійснює вибір ходів в основному за рахунок перебору можливих варіантів і наявності необхідних для цього величезних обчислювальних потужностей, в той час як людина під час гри: 1) оперує більшими шаховими образами і смисловими конфігураціями, а також рефлексивної оцінкою позиції на основі співвіднесення їх з раніше вивченими типовими позиціями; 2) при визначенні стратегії гри, спершу виявляє істотні ознаки фігур і відносини між ними відповідно  до особливостей конкретної позиції на шахівниці, без перебору варіантів; 3) для вибору своїх дій і вирішення проблемних ситуацій використовує пов’язані з функцією мислення логічні прийоми аналізу, синтезу, порівняння.

    1997 рік, Нью-Йорк. Чемпіон світу з шахів Гаррі Каспаров програє комп’ютеру «Deep Blue» фірми IBM  матч з шести партій.  Про цю подію ще довго говоритимуть як про «останню битву людського розуму», який поступився штучному інтелекту. За цим значенням її навіть порівнювали з першим польотом братів Райт чи висадкою астронавтів на Місяць.

    Якщо перша програма Deep Blue починалася у 1987 році як розробка здібних студентів для своїх дипломних робіт, то наступна Deep Blue II – це результат більш, ніж 10-річної роботи дуже потужної групи, в якій були як програмісти, так і сильні гросмейстери, з таким фінансуванням фірмою IBM, що й не снилося академічним організаціям. Deep Blue II зроблена на основі потужного сервера RS / 6000 фірми IBM. До головного процесора зі швидкодією  200 млн. операцій за секунду було під’єднано 30 робочих процесорів, а до кожного них  –  ще по 16 спеціалізованих шахових чіпів. Таким чином, у цьому суперкомп’ютері  вартістю у  10 млн $ налічувалося 480 шахових процесорів, які дозволяли обробляти понад мільярд позицій в секунду.  Щоправда, сам Каспаров у своїй книжці не надто високо оцінює програму Deep Blue, саркастично порівнюючи її з «розумом» програмованого будильника, і навіть стверджує, що у цьому матчі мали місце певні нечесні маніпуляції та обман з боку організаторів цього шоу. Зачеплені емоції переможеного можна зрозуміти, але й правди нікуди діти. До речі, після цього матчу Deep Blue було розібрано, можливо й для того, щоби уникнути матч-реваншу, бо не дуже віриться що такому гіганту комп’ютерної індустрії як IBM вкрай знадобилася елементна база сконструйованого суперкомп’ютера. Він ще міг би послужити цілям науки.  Здогади можуть бути різними, але сталося те, що сталося.

    Минуло ще двадцять років, і розробники штучного інтелекту взялися за розробку шахової програми, у якій у тій чи іншій мірі буде втілено ідею взаємодії людського розуму і штучного інтелекту. Певним теоретичним підґрунтям і практичним поштовхом до такого напряму нових досліджень став знаменитий парадокс відомого дослідника в галузі штучного інтелекту і робототехніки Ганса Моравека, сформульованого у 80-х роках XX століття, що високорівневі міркування потребують відносно малих обчислень, а низькорівневі сенсомоторні навички вимагають величезних обчислювальних ресурсів. Моравек пояснював сутність парадоксу на прикладі шахів: порівняно легше забезпечити комп’ютер можливістю виконання таких складних операцій, як гра в шахи чи тестування рівня продуктивності пристроїв, але майже неможливо навчити його навичкам навіть однорічної дитини, коли мова йде про швидкість обробки інформації, сприйняття або мобільності. І що цікаво, що багаторічна практика підтверджує парадокс Моравека. Майстри з шахів відмінно справляються з оцінкою позиції і стратегічним плануванням – слабкими місцями шахових комп’ютерів, зате машина за секунди може прорахувати такі тактичні наслідки, на що навіть найкращим гросмейстерам потрібно дуже багато днів.

    І найбільших успіхів на цьому шляху домоглися розробники програм AlphaGo  та AlphaZero: декілька років тому  програма AlphaGo сенсаційно обіграла найсильнішого у світі гравця в шашки «го», а за нею штучний інтелект AlphaZero розгромив найсильнішого за рейтингом шахового движка Stockfish, послугами якого користуються більшість майстрів для домашньої підготовки. Stockfish – переможець Чемпіонату TCEC (змагання між комп’ютерними програмами) 2016 року та Чемпіонату Chess.com серед комп’ютерних програм 2017 року, виявився явно слабшим. У матчі зі 100 партій AlphaZero здобув 28 перемог при 72 нічиїх і жодного разу не програв. До речі, AlphaZero витратив усього чотири години на «вивчення» шахів. Програмісти DeepMind  (підрозділу Google), які  розробляли AlphaZero, створили його на основі механізму «машинного навчання», точніше, «навчання з підкріпленням». Простіше кажучи, AlphaZero не вивчав шахи в традиційному розумінні. Програма не має дебютної бібліотеки, ендшпільних таблиць, складних алгоритмів для оцінки сили центральних і флангових пішаків.

    Роботу AlphaZero можна порівняти з роботом, який може використовувати тисячі запчастин, але не знає принципу роботи двигуна внутрішнього згоряння, – він перебирає можливі комбінації, поки не побудує Феррарі, і для цього йому потрібно менше часу, ніж займає перегляд багатотомних літературних творів. За чотири години програма зіграла сама з собою безліч партій і у такий спосіб «навчила» сама себе.  До команди програмістів і дослідників AlphaZero входять: Деміс Хассабіс, англійський кандидат в майстри з шахів і співзасновник компанії DeepMind, що потім (у 2014 році) була придбана корпорацією Google.

    Гаррі Каспаров, який має особистий досвід гри проти шахових комп’ютерів, не здивований, що DeepMind перейшла від японських шашок го до шахів. Він вважає, що AlphaZero наближається до  людиноподібного підходу до шахів, так званого  «типу-Б», яким Клон Шеннон та Алан Тюрінг мріяли замінити суцільний перебір ходів. Зокрема, під час гри AlphaZero розглядає значно менше позицій, ніж усі попередні комп’ютерні програми – «лише» 80 тисяч позицій в секунду у порівнянні з 70 мільйонами операцій за секунду, які здійснює движок Stockfish.

    Значущою для штучного інтелекту виявилася перевага першого ходу – 25 з 28 перемог AlphaZero здобув, граючи  білими фігурами, хоча результат чорними проти Stockfish, чий рейтинг перевищує 3400: 3 виграші, 47 нічиїх, 0 програшів, також непоганий.  У процесі самопрограмування движок AlphaZero усе більше намагався грати англійський початок  та ферзевий гамбіт. Натомість  інтерес до французького захисту поступово згасав, а староіндійській захист програму не цікавив взагалі.

   Виглядає так, що у програму AlphaZero не закладалося занадто багато емпіричних знань для того, щоби вона могла сильно грати в шахах «з нуля». Задля справедливості зауважимо, що й движок Stockfish не використовував власну дебютну бібліотеку, тобто грав без своїх звичайних дебютних знань. За час навчання AlphaZero  де-факто створила власну дебютну книгу, тому було б справедливіше використовувати її проти движка з хорошою дебютною бібліотекою.