onsdag 3 juli 2019

Schack, kvantmekanik och viljans frihet

Kan dagens supereffektiva schackprogram, som besegrar alla mänskliga schackmästare, hjälpa oss förstå kvantmekanikens superpositionsprincip och t.o.m. belysa den gamla filosfiska frågan om hur viljans frihet kan gå ihop med naturlagarna? Det var i alla fall en idé som dök upp tidigt på morgonen, men sådana nattliga idéer brukar ju inte hålla för närmare granskning!

Utgångspunkten för resonemanget - som man kanske måste ha spelat schack någon gång för att fullt förstå - är det urgamla rådet för schackspelare att "man måste alltid ha en plan". Det går nämligen inte att spela spelet drag för drag, utan man måste ha någon sorts idé om vad draget syftar till att uppnå för mål. Syftet kan vara litet och trivialt, som att erövra en bonde eller manövrera en häst till en bättre position, men något måste man vilja uppnå om ett eller flera drag.

Nu tycks det som om schackprogrammen inte fungerar så. Inte därför att de inte kan "tänka" som människor och inte utgår från mänskliga begrepp som "idéer", "syften" eller "planer". De är programmerade att helt enkelt göra det bästa draget i varje ställning. Och för det behöver den inte några planer, utan den "räknar" på, kalkylerar möjliga drag och motdrag och väljer sedan det drag som leder till den bästa ställningen i slutet på kalkyleringskedjan. (Förmågan att värdera en ställnings "materiella" och "positonella" aspekter är därför en mycket viktig och komplicerad uppgift som programmet måste klara av.)

Schackdatorerna anses ha påverkat schackmästarnas sätt att spela. Man kan lätt numera få reda på om de spelat det "bästa draget" - enligt datorns uppfattning, vilken utan vidare tas  för sanningen. Ändå tycks de flesta spelare inte ha slutat att tänka i planer. Och ordet idé dyker ofta upp i partikommentarerna. Men spelarna måste nu - som förut - vara beredda att för varje motdrag ompröva sin plan och välja en ny.

Vad finns det då för paralleller mellan ett schackparti och kvantmekanikens superpositionsprincip? (Superpositionsprincipen och dess samband med existensen av en tid  beskrivs i förbigående i ett intressant P1-program.) Jo, ett bestämt schackparti är bara ett konkret exempel på ett av ett gigantiskt antal (fler än antalet elektroner i universum)  möjliga schackpartier. På samma sätt kan kvantmekanikens vågekvation tolkas som att den beskriver t.ex. ett stort antal möjliga banor för en elektron. Men den verkliga elektronen hittar man alltid i en bestämd punkt, inte i flera.

Tolkningen av vågekvationen är i och för sig fortfarande omstridd. En gammal, som jag tycker vettig,  tolkning är att den beskriver sannolikheter för t.ex. vilken bana som elektronen tar. När man gör en mätning så "kollapsar" alla de möjliga punkterna alltid till en enda. En annan tolkning är att kvantmekanikens beskrivning alltid måste innehålla ett "subjekt", någon som gör mätningen. (Fast denna någon behöver inte vara en människa, utan kan vara ett fysiskt föremål - skyndar sig en del fysiker att tillägga..)

Då är min fråga: är det rimligt att jämföra de "planer" som schackspelaren gör upp, med de superpositioner som kvantmekaniken laborerar med? Och de konkreta drag som schackspelaren gör med de banor som elektronen i verkligheten "väljer" att röra sig i? Och mängden av alla möjliga konkreta drag som (potentiellt) "finns" med de möjliga banor som kvantmekanikens ekvationer beskriver.

Betyder det också att Aristoteles spekulationer om det reella kontra det potentiella fortfarande kan vara filosofiskt relevanta?

Hur det här hänger ihop med viljans frihet kan läsaren själv spekulera i!

3 kommentarer:

  1. En plan i schack skulle man väl kunna reduktionistiskt kunna "definiera" som "en följd av drag", vilken har som resultat t.ex. en positiv ändring i pjäsmaterial eller pjäsernas positioner (dessa två slås av schackprogrammen samman till ett enda numeriskt värde)?

    Men håller detta försök? Att programmet kommer fram till drag som till yttersta syfte har att vinna partiet, beror förstås på den lilla mentala faktorn att programmeraren ytterst har bestämt målet för sitt program - hur "självlärande" detta än kan vara nu för tiden.

    SvaraRadera
  2. Begreppet "bästa drag" får väl förresten tolkas som "det bästa draget som datorn kan beräkna utifrån den begränsning det innebär att sluta beräkningen efter visst maximalt antal drag framåt eller begränsningen i den tid den har på sig.

    Den mänsklige spelaren har i princip samma begränsningar, så i det avseendet finns det ingen skillnad mellan program och människa. I praktiken kan både dator och människa komma till fram till flera drag som är "bäst" (som ger samma ställningsvärdering, även om datorn ger ett exakt värde och människan ett mer diffust).

    SvaraRadera
  3. En intressant skillnad som jag inte berört är skillnaden mellan det traditionella schackprogrammet och de nya AI-programmen som använder neurala nät. Den senare typen utgår inte från en algoritm som programmeraren uppfunnit utan "lär sig själv" genom trial and error.

    Jag vet för lite om hur programmen som använder neurala nät fungerar. Hur "formulerar" programmet det som den lärt sig? Liknar resultaten de "principer" som lärs ut för mänskliga spelare (typ utveckla pjäserna i början, attacker svagheter, sträva efter löparparet o.s.v.)

    Dom här kända schackprinciperna kallas för principer och inte för regler, eftersom det alltid finns undantag och det är den konkreta situationen på brädet som avgör "bästa draget".

    Troligen är det så att hur ett sådant schackprogram fungerar inte kan förklaras, inte av programmeraren, men inte heller av programmet självt. Liknar inte detta hur en mästare kan spela "intuitivt" och därför inte i ord kunna förklara hur de kommer fram till sitt drag?

    Om vi kunde lära oss förstå hur dessa program "resonerar", kunde vi kanske använda den kunskapen till att förstå hur hjärnan arbetar omedvetet?

    SvaraRadera