Удивительная история информатики и автоматики - Валерий Шилов

В 1885 году Хупер решил расширить поле деятельности и привез автомат в США. Шахматы не были здесь столь же популярны, как в Старом Свете, поэтому очень часто автомату приходилось играть в шашки. Впрочем, успех Аджиба у публики был не меньшим. В 1895 году Хупер продал свое детище и вернулся на родину, а новые хозяева продолжили успешно эксплуатировать машину.

Им удавалось привлекать к сотрудничеству сильнейших американских спортсменов: в частности, с 1898 по 1904 год оператором Аджиба был один из лучших шахматистов мира Гарри Пильсбери. Очень грамотно была организована реклама, интерес широкой публики поддерживали регулярные визиты известных людей. Среди соперников автомата были президент США Теодор Рузвельт, великий иллюзионист Гарри Гудини, писатель О’Генри и многие другие.

Однако постепенно новинка публике приелась. Машина, находившаяся в экспозиции одного из музеев Нью-Йорка, играла с редкими посетителями — 10 центов за партию в шашки и четверть доллара за шахматную партию. Однажды раздосадованный проигрышем игрок выпустил в Аджиба шесть пуль из револьвера, ранив оператора и повредив механизм. После 1915 года Аджиб играл только в шашки — шахматы постепенно становились профессиональным спортом, и у серьезных шахматистов к этому времени уже имелись более привлекательные возможности заработать на жизнь. Судьба Аджиба оказалась столь же трагичной, как и судьба Турка-шахматиста. Из музея автомат был отправлен на ярмарку в Кони-Айленд, близ Нью-Йорка, и погиб там во время пожара 15 марта 1929 года.

Однако, несмотря на подчас виртуозную изобретательность их создателей, все автоматы такого рода были все-таки не более чем имитацией разумного поведения. Возможно, первым, кто пытался сконструировать настоящий автомат, способный не только играть против человека, но и выигрывать у него, был великий Чарльз Бэббидж. Правда, он думал об автомате для игры в крестики-нолики. Впрочем, даже эта задача для техники середины XIX века была слишком сложной.

Первого успеха в этой области удалось добиться только в начале XX столетия великому испанскому ученому Леонардо Торресу-и-Кеведо. Это был настоящий гений изобретательства, оставивший заметный след во многих областях техники. Среди его изобретений и безопасные канатные дороги (спроектированная им канатная дорога через Ниагару эксплуатируется уже почти сто лет), и дирижабли, и многочисленные аналоговые и цифровые вычислительные машины. Торрес был пионером автоматики и телемеханики, в 1906 году он построил одну из первых в мире радиоуправляемых моделей судна. Ему принадлежит первый в истории проект релейной универсальной вычислительной машины с программным управлением (1914 год). Интерес Торреса к возможностям новейшей по тем временам релейной элементной базы своим результатом имел также создание нескольких шахматных автоматов.

Уже первый автомат, построенный им в 1911 году и показанный в Париже спустя три года, вызвал небывалый ажиотаж у публики. Автомат был предназначен для разыгрывания эндшпилей шахматных партий. Он матовал черного короля белыми фигурами — королем и ладьей. Известно, что результат игры (победа белых) в таком окончании при правильной игре предопределен алгоритмически, — отметим, правда, что для упрощения устройства мат ставился не самым коротким путем. Автомат самостоятельно с помощью механического манипулятора расставлял фигуры на доске (в зависимости от исходного состояния электрических датчиков) и передвигал их во время партии. Ходы черными фигурами делал игравший против автомата человек. Фактически автомат Торреса оказался первым в мире автоматическим устройством, способным собирать информацию, обрабатывать ее и действовать в соответствии с результатами анализа.

Второй автомат был построен изобретателем в сотрудничестве с сыном Гонзало в 1920 году, и в нем фигуры передвигались посредством магнитов, размещенных под доской. Автомат был снабжен механизмом контроля правильности ходов — при неправильном ходе черных загоралась лампочка. После трех неправильных ходов автомат прекращал партию. При атаке черного короля звучали слова шах или мат.

Шахматные автоматы стали, вероятно, самым знаменитым из изобретений Торреса в области автоматики. Даже спустя двадцать лет после первой демонстрации, в 1930 году, один из французских журналов писал о них с тем же восхищением. Почти сорок лет они оставались непревзойденным примером выполнения машиной интеллектуальных действий. Вершиной же признания стал показ шахматного автомата Торреса-и-Кеведо на конгрессе по кибернетике в Париже в январе 1951 года, — т. е. уже после начала компьютерной эпохи.

С началом компьютерной эры создание специализированных шахматных автоматов потеряло смысл — теперь в шахматы стали играть программы.

Еще раз об игре «ним»

Напомним, что нимом называется игра, суть которой заключается в следующем. Пусть имеется определенное количество фишек (монет, камешков и т. д.), разложенных в несколько рядов (или кучек), и два игрока по очереди забирают по одной или нескольку фишек из любого ряда. Выигрывает (или, наоборот, проигрывает) тот, кто взял последнюю фишку.

В литературе нередко пишут о выигрышной стратегии и о программировании соответствующих алгоритмов. Однако с игрой «ним» связаны и другие интересные сюжеты. Так, до сих пор нет полной ясности ни с корнями игры, ни даже с происхождением ее названия. Сегодня, в эпоху повального увлечения компьютерными играми, небезынтересно узнать, что «ним» был первой игрой, в которую человек сыграл против машины.

В 1902 году американский математик, профессор Гарвардского университета Чарльз Бутон, опубликовал описание правил игры, которую назвал «ним». По его словам, поначалу эта игра заинтересовала его своей кажущейся сложностью, которая обернулась затем в высшей степени простым и полным математическим описанием. Для варианта игры, в котором произвольное количество фишек раскладывалось в три ряда, Бутон предложил беспроигрышную стратегию, основанную на анализе двоичных представлений числа фишек в рядах. Кроме того, он обобщил решение для случая произвольного количества рядов.

Чарльз Леонард Бутон родился 25 апреля 1869 года в Сент-Луисе (штат Миссури) в семье инженера. Инженером был и его дед, инженерами стали трое братьев — однако Чарльз посвятил себя чистой науке. Степень бакалавра он получил в Вашингтонском университете, затем продолжил учебу в Гарварде. Здесь, как лучший студент, Бутон был удостоен стипендии для обучения за границей, и два года провел в Лейпциге у выдающегося норвежского математика, автора работ по дифференциальной геометрии Софуса Ли. Бутон стал одним из последних его учеников, а общение с Ли определило его научные интересы. Вплоть до своей кончины 20 февраля 1920 года Бутон оставался одним из ведущих профессоров Гарвардского университета и активным членом математического сообщества. Так, в течение многих лет он являлся редактором Бюллетеня и Трудов Американского Математического общества.

Относительно происхождения и истории игры Бутон в своей статье дал только самую скудную информацию. По его словам, похожая игра в свое время пользовалась популярностью у учащихся некоторых американских колледжей, и в нее также охотно играли участники ярмарок в провинциальных американских городках. Бутон говорит, что ее называли «фан-тан» (Fan-Tan). Это название наводит на мысль о Китае, но Бутон справедливо пишет, что хотя в Китае действительно имеется игра с таким названием, с «нимом» она не имеет ничего общего. Эта игра заключается в следующем — крупье предлагает делать ставки на то, каким будет остаток от деления на 4 количества жетонов, которое он возьмет двумя горстями из большой кучи жетонов. «Фантан» пользуется дурной репутацией, поскольку опытный крупье, оценив соотношение сделанных ставок, может вынуть из кучи именно столько жетонов, сколько необходимо для того, чтобы остаться в выигрыше.

На работу Бутона сразу же обратили внимание.

Так, много писал о ней известный немецкий математик и автор нескольких книг по занимательной математике Вильгельм Аренс, который, между прочим, как и Бутон, учился в Лейпциге у Софуса Ли.

Сегодня известно, что похожие (хотя и не в точности такие же) игры были знакомы многим народам Азии и Африки. Однако и через сто лет после статьи Бутона происхождение игры «ним» не стало более ясным. Встречающиеся в литературе ссылки на ее китайские корни (например, в первых изданиях классической книги Г. Харди и Э. Райта по теории чисел авторы прямо называли ее «китайской игрой «ним»») ничем не подкреплены и кажутся просто отзвуком приведенных нами выше, но плохо понятых слов Бутона. Кстати, не обнаружилось и никаких свидетельств того, что такая игра когда-либо действительно была распространена в Америке. Так что не исключено, что правила игры Чарльз Бутон определил сам, — хотя, быть может, и опирался при этом на какой-то образец.