Просмотр кода страницы 3.1 Ним и ниматрон

<span id="ним-и-ниматрон"></span>

<blockquote>— Пари, что год моего рождения, умноженный на два, даёт чётное число.

Том Стоппард. ''Розенкранц и Гильденстерн мертвы''<ref><sup>*</sup> Пер. И. Бродского.</ref>
</blockquote>
[[File:image89.jpeg|642x856px]]

При игре в ним два игрока по очереди берут предметы, разложенные на несколько кучек (обычно на три). За один ход можно взять любое количество предметов (больше нуля) из любой кучки. Выигрывает игрок, взявший последний предмет. В древние времена, когда люди ещё пользовались спичками, для игры в ним обычно использовали кучки из спичек. В принципе, для нима подходят любые предметы — монетки, камешки, пуговицы, золотые слитки 999-й пробы. Для особых ценителей существуют даже специальные наборы для игры в ним, но выпускают их на всякий случай ограниченными сериями.

Различные разновидности этой игры известны с древних времён. По одной из существующих версий, она возникла в Китае, поскольку очень похожа на китайскую игру «сбор камней» (捡 石子, jiǎn-shízi, цзяньшицзы)<ref>Яглом И. М. (1971). Две игры со спичками / Квант. № 2 // http://kvant.mccme.ru/1971/02/dve_igry_so_spichkami.htm</ref>, но это не точно<ref>Jorgensen A. H. (2009). Context and driving forces in the development of the early computer game Nimbi / IEEE Annals of the History of Computing, Vol. 31, Iss. 3, pp. 44–53 // https://doi.org/10.1109/MAHC.2009.41</ref>. Самые ранние европейские упоминания нима относятся к началу XVI в. Однако его современное название придумано на рубеже XIX–XX вв. математиком Чарльзом Бутоном из Гарвардского университета, который в 1901–1902 гг. разработал математическую теорию этой игры<ref>Bouton C. L. (1901–1902). Nim, A Game with a Complete Mathematical Theory / The Annals of Mathematics, 2nd Ser., Vol. 3, No. 1/4. (1901–1902), pp. 35–39 // https://paradise.caltech.edu/ist4/lectures/Bouton1901.pdf</ref>. Это стало одним из первых случаев создания теории игры в истории математики. Вся теория вместе с описанием правил игры занимает всего пять страниц текста. Хотя Бутон и создал математическую теорию игры, он так и не дал объяснения тому, почему было выбрано такое странное название. Некоторые исследователи полагают, что название было образовано от немецкого глагола ''nehmen'' или от староанглийского ''nim'', имеющих значение «брать». По другой версии, название было получено путём переворота букв английского глагола ''win'' («побеждать»). Несложно заметить, что игра в ним — некооперативная, симметричная, последовательная, с нулевой суммой, с полной и совершенной информацией. Трудно представить себе что-нибудь более простое. Неудивительно, что именно такие игры первыми стали подвластны машинам.

На Всемирной выставке в Нью-Йорке в 1940 г. компания Westinghouse Electric представила двух роботов — Elektro и Sparko, а также машину под названием «Ниматрон» (Nimatron), способную играть в ним.

Главным конструктором машины был американский физик-ядерщик Эдвард Кондон, который с 1937 г. занимал в Westinghouse Electric позицию заместителя директора по исследованиям<ref>Dalakov G. The Nimatron of Edward Condon / History of Computers: hardware, software, internet… // https://history-computer.com/ModernComputer/Relays/Condon.html</ref>. Идея сделать машину для игры в ним пришла к Кондону, когда он понял, что пересчётные схемы, которые используются в счётчиках Гейгера, можно применить для представления чисел, описывающих состояния игры<ref>Weiner C. (1968). Edward Condon – Session II. Oral History Interviews. Interviews that offer unique insights into the lives, works, and personalities of modern scientists / American Institute of Physics // https://www.aip.org/history-programs/niels-bohr-library/oral-histories/4997-2</ref>. Кондон разработал и собрал «Ниматрон» зимой 1939/40 года с помощью своих ассистентов — Джерельда Тоуни и Уилларда Дерра. 26 апреля 1940 г. он подал заявку на получение патента на устройство, который был выдан 24 сентября того же года<ref>См. патент «Machine to play game of nim». 1940-09-24 (https://patents.google.com/patent/US2215544).</ref>.

Масса машины, логика которой была основана на электромеханических реле, составляла более тонны<ref>Dreher T. (2015). History of Computer Art // http://iasl.uni-muenchen.de/links/GCA.pdf</ref>. На передней панели «Ниматрона» располагалось четыре столбца по семь ламп. Игрок, делая ход, мог погасить одну или несколько ламп в одном из рядов, после чего очередь хода переходила к машине. Если «Ниматрон» проигрывал партию, то выдавал игроку жетон с надписью ''Nim'' ''Champ'' (Чемпион по ниму).

[[File:image90.jpeg|595x964px]]

Рис. 52. «Ниматрон»

Первая версия машины совершала свои ходы моментально — по оценке Кондона, на выбор хода у «Ниматрона» уходило менее одной сотой доли секунды. Но такое поведение механического соперника слишком пугало игроков, и разработчики решили добавить в схемы замедляющие цепи. Таким образом, машина делала вид, что в течение нескольких секунд обдумывает ход. По мнению Кондона, это был первый в истории случай намеренного замедления работы компьютера<ref>Flesch R. (1951). The Art of Clear Thinking. — 1. — New York, USA: Harper &amp; Brothers Publishers // https://dc135.files.wordpress.com/2012/11/flesch-the-art-of-clear-thinking.pdf</ref>.

«Ниматрон» всегда выбирал оптимальные ходы, но разработчики решили всегда предоставлять право первого хода человеку, а в качестве стартовой позиции выбиралась одна из девяти заложенных в память машины позиций, в которых игрок, делающий ход первым, при правильной игре выходил победителем. Когда кто-нибудь из посетителей, раздосадованных проигрышем, заявлял, что машину обыграть невозможно, операторы стенда показывали, как это можно сделать<ref>Rougetet L. (2016). Machines designed to play Nim games. Teaching supports for mathematics, algorithmics and computer science (1940–1970) // https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01349260/document</ref>. За время выставки в игру сыграло не менее 50 000 человек, из которых около 90% не смогли выиграть у «Ниматрона»<ref>Dalakov G. The Nimatron of Edward Condon / History of Computers: hardware, software, internet… // https://history-computer.com/ModernComputer/Relays/Condon.html</ref>.

В последний раз машина участвовала в выставке в 1942 г. в Нью-Йорке, затем «Ниматрон» был перемещён в научные коллекции Планетария в Питтсбурге (штат Пенсильвания), где какое-то время демонстрировался публике<ref>Rougetet L. (2016). Machines designed to play Nim games. Teaching supports for mathematics, algorithmics and computer science (1940–1970) // https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01349260/document</ref>, после чего следы машины теряются.

«Ниматрон» был одной из первых в мире машин, способных играть в игру, иногда его даже называют первой в мире компьютерной игрой. Это, по всей видимости, действительно так, если не принимать в расчёт «шахматного игрока» (El Ajedrecista), о котором мы расскажем несколько позже.

Несмотря на этот успех «Ниматрона», Кондон считал его одним из самых больших провалов в своей карьере — ведь он не смог увидеть весь потенциал машины: «''Это было как минимум за четыре или пять лет до Джонни фон Неймана, Эккерта, Мокли и всего этого цифрового компьютерного бизнеса, и [я] ни разу не подумал об этом всерьёз; я просто думал об этом как о забавной штуке, но схемы и всё прочее были точь-в-точь такими же, как позже в компьютерах, программируемых компьютерах''». В итоге влияние «Ниматрона» на цифровые компьютеры и компьютерные игры оказалось незначительным<ref>Dalakov G. The Nimatron of Edward Condon / History of Computers: hardware, software, internet… // https://history-computer.com/ModernComputer/Relays/Condon.html</ref>.

Вслед на «Ниматроном» было создано множество других машин для игры в ним. В 1948 г. Реймонд Редхеффер представил машину массой менее 2,5 кг. По словам Редхеффера, её конструкция была разработана им в 1941–1942 гг.<ref>Redheffer R. (1948). A Machine for Playing the Game Nim / The American Mathematical Monthly, Vol. 55, Iss. 6, pp. 343–349 // https://doi.org/10.1080/00029890.1948.11999249</ref> Несколько лет спустя компания Ferranti, занимающаяся разработкой электротехнического и военного электронного оборудования, создала первый цифровой компьютер, предназначенный для игры в ним, — «Нимрод» (The Nimrod). Он был представлен на Британском фестивале (научная выставка) в мае 1951 г., а затем на Берлинской торговой ярмарке (промышленная выставка) в октябре того же года. На этих выставках «Нимрод» произвёл настоящий фурор. Многие очевидцы рассказывали, что наибольшее впечатление производила не игра с «Нимродом», а наблюдение за мигающими огнями, которые должны были отражать мыслительную деятельность машины. Чтобы контролировать гигантскую толпу зрителей, организаторы выставки даже были вынуждены обратиться за помощью к полиции<ref>Rougetet L. (2016). Machines designed to play Nim games. Teaching supports for mathematics, algorithmics and computer science (1940–1970) // https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01349260/document</ref>.

В 1943 г. Кондон присоединился к Манхэттенскому проекту, но через полтора месяца подал в отставку из-за конфликтов по поводу безопасности с генералом Лесли Гровсом, военным руководителем проекта.

С августа 1943 г. по февраль 1945 г. Кондон работал консультантом в Беркли в рамках проекта по разделению урана-235 и урана-238. В 1944 г. был избран в Национальную академию наук. После войны Кондон приложил много усилий в борьбе за установление гражданского контроля над атомной энергией, выступил за международное сотрудничество учёных и вступил в «Американо-советское научное общество». В 1945 г. президент Трумэн назначил Кондона на пост директора Национального бюро стандартов США (ныне известного как NIST — National Institute of Standards and Technology, Национальный институт стандартов и технологий). В 1946 г. Кондон был избран президентом Американского физического общества.

Благонадёжность Кондона неоднократно подвергалась сомнениям со стороны властей. 29 мая 1946 г. директор ФБР Гувер написал президенту Трумэну письмо, в котором среди прочего заявил, что Кондон — ''«не кто иной, как шпионский агент под прикрытием»''<ref>Moynihan D. P. (1998). Secrecy: The American Experience. Yale University Press // https://books.google.ru/books?id=FWq-5a5tqH0C</ref>. Среди тех, кто защищал Кондона от нападок, были Альберт Эйнштейн и Гарольд Юри. После того как в 1951 г. Кондону удалось доказать свою невиновность в ходе очередной процедуры проверки, он по собственной инициативе покинул правительство, чтобы стать руководителем отдела исследований и разработок компании Corning Glass Works. Спустя годы Карл Саган так пересказал рассказ Кондона об одной из встреч с комиссией по проверке лояльности. Один из членов комиссии выразил обеспокоенность: «''Доктор Кондон, здесь говорится, что вы были в авангарде революционного движения в области физики под названием… квантовая механика. Это вызывает у нас опасения в том, что если вы были в авангарде одного революционного движения… то могли бы быть и на переднем крае другого''»<ref>Sagan C. (1996). The Demon-Haunted World: Science as a Candle in the Dark. New York: Ballantine Books // https://books.google.ru/books?id=Yz8Y6KfXf9UC</ref>. В частных разговорах Кондон формулировал свою позицию так: «''Я присоединяюсь к каждой организации, которая, по моему мнению, имеет благородные цели. Я не спрашиваю, состоят ли в ней коммунисты''»<ref>Wheeler J. A. (1998). Geons, Black Holes, and Quantum Foam: A Life in Physics. New York: W. W. Norton // https://books.google.ru/books?id=zGFkK2tTXPsC</ref>.

С 1966 по 1968 г. Кондон руководил «Проектом НЛО» (UFO Project) в Боулдере, известным под названием «Комитет Кондона». В заключительном отчёте проекта был сделан вывод о том, что наблюдения неопознанных летающих объектов имели вполне прозаические объяснения<ref>Sturrock P. A. (1987). An Analysis of the Condon Report on the Colorado UFO Project / Journal of Scientific Exploration // https://web.archive.org/web/20120717083947/http://www.ufoskeptic.org/sturrock/1.html</ref>.

Вот так порой потянешь за ниточку рассказа о бесхитростной математической игре, и тут на тебя внезапно вывалятся атомные технологии, квантовая механика, шпионы, коммунисты и инопланетяне.
<references />
‎<comments />