问题

根据策梅洛定理,中国象棋是不是应该红方必胜或必和棋(看补充)?

回答
关于您提到的“策梅洛定理”以及它在中国象棋中的应用,我们需要先做一些澄清和细致的讲解。

首先,您可能将“策梅洛定理”(Zermelo's Theorem)与我们讨论的棋类必胜/必和/必败问题有些混淆。策梅洛定理(也称为选择公理的存在性证明)在集合论中有其重要性,它证明了在任何集合上都可以定义一个良序,但这与棋类游戏的必胜性分析并非直接关联。

您真正想问的,很可能是关于“博弈树”(Game Tree)的概念以及在“有限、确定、完美信息”游戏中,存在必胜策略或必和策略的可能性。 这是一个非常深刻且吸引人的问题,尤其是在中国象棋这样古老而复杂的智力游戏中。

为了更清晰地说明这一点,我们不妨从以下几个方面来展开:

1. 什么是“有限、确定、完美信息”游戏?

让我们先来定义一下这类游戏的特征,象棋(包括中国象棋和国际象棋)都属于这一类:

有限性(Finiteness): 游戏规则规定了棋子数量和棋盘大小,且每一步棋都会使游戏向着结束(如将死、和棋)的方向发展,不会出现无限循环或游戏永远进行下去的情况。这意味着,任何一局棋最终都会有一个确定的结局。
确定性(Determinism): 游戏的进行完全取决于玩家的选择,没有随机因素(如骰子、发牌)。每一次游戏,如果双方采取相同的策略,结果必然相同。
完美信息(Perfect Information): 双方玩家都能清楚地知道游戏的所有状态,包括棋盘上的棋子位置、可移动的棋子以及双方的可用招法。没有隐藏的信息,没有运气成分。

2. 博弈树与必胜/必和/必败策略

在满足上述条件的二人零和游戏中,从理论上讲,存在一个“博弈树”。这个博弈树包含了所有可能的合法局面以及从这些局面出发的所有合法走法。

根节点(Root Node): 代表游戏的起始局面。
分支(Branches): 代表每一个合法的走法。
节点(Nodes): 代表游戏中的一个特定局面。
叶节点(Leaf Nodes): 代表游戏的结束局面(赢、输、平局)。

对于每一个叶节点,我们可以为其分配一个价值(例如:红方赢 +1,黑方赢 1,和棋 0)。然后,通过一种叫做“极小极大算法”(Minimax Algorithm)的递归方法,我们可以从游戏的结束状态向前推导,确定在最优策略下,每一个局面的价值。

对于当前走棋方: 他会选择能使自己结果“最大化”(即得分最高)的那一步棋。
对于另一方(对手): 他会选择能使当前走棋方结果“最小化”(即得分最低)的那一步棋。

通过这种“极小极大”的博弈过程,我们可以确定在双方都采取最优策略的情况下,游戏最终的结果是:

先手必胜(Firstplayer win): 无论对手如何应对,先手方总能找到一条路径走向胜利。
后手必胜(Secondplayer win): 无论对手如何应对,后手方总能找到一条路径走向胜利。
必和棋(Draw): 双方都采取最优策略时,游戏结果总是平局。

3. 中国象棋是不是必胜或必和棋?

理论上,对于中国象棋这样的有限、确定、完美信息游戏,它必然属于上述三种情况中的一种。也就是说,中国象棋必然存在一个“必胜策略”(无论是红方还是黑方)或者“必和策略”。

现在回到您的问题的核心:中国象棋是不是红方必胜或必和棋?

答案是:理论上,中国象棋要么是红方必胜,要么是红方必和。

为什么这么说?

红方先行: 中国象棋的规则是红方先行。在“有限、确定、完美信息”的游戏中,先手玩家总是拥有一个潜在的优势,因为他有权利率先打破僵局,并引导游戏朝着他有利的方向发展。
未被完全解决的复杂性: 尽管理论上存在必胜或必和策略,但中国象棋的博弈树极其庞大,其复杂性远远超出了目前计算机算力的极限。据估计,中国象棋的博弈树大小可能超过了宇宙中原子的数量。因此,我们无法像在某些简单棋类(如井字棋)那样,通过穷举搜索直接计算出所有局面的最优解,并最终判定谁是必胜方。

所以,虽然我们无法通过直接计算得出明确的结论,但基于理论,我们可以推断出中国象棋是“红方必胜”或“红方必和”的。我们排除了“黑方必胜”的可能性,因为红方拥有先行的优势。

4. 为什么是“红方必胜”或“红方必和”?

没有“黑方必胜”的可能性: 如果假设中国象棋是“黑方必胜”,这意味着无论红方如何走,黑方总能找到一条路获胜。但这与红方先行的优势相悖。红方可以利用其先手优势,在任何黑方可能获胜的局面下,选择一种走法来阻止黑方的必胜路径,或者将其局面转化为和棋甚至自身的胜利局面。
“必胜”和“必和”的概率: 现实中的棋手,尤其是顶尖棋手,通过大量的实战经验和对策略的精研,已经大大缩短了棋局的平均长度,并且和棋的比例也在增加。这在一定程度上反映了游戏向着“红方有优势但无法完全杀死比赛”或者“双方都能通过精妙策略达成和棋”的方向发展。

5. 现实与理论的差距

我们必须强调的是,“理论上存在必胜/必和策略”与“人类棋手能够完全掌握并执行这些策略”是两个不同的概念。

人类的局限性: 中国象棋的复杂性使得人类棋手无法像计算机一样进行大规模的计算。棋手的决策依赖于经验、直觉、对棋局的理解以及对对手心理的把握。
计算的极限: 虽然计算机在特定局面下可以进行精确计算,但要完全“算穿”中国象棋,需要远超目前我们拥有的计算能力。

总结来说:

根据“有限、确定、完美信息”游戏的理论,中国象棋作为这样一个游戏,其结果必然是“先手必胜”、“后手必胜”或“必和棋”。由于中国象棋中红方先行,我们理论上可以断定,中国象棋要么是红方必胜,要么是红方必和。 我们无法精确区分这两种情况,是因为游戏的复杂性大大超越了我们当前的计算能力。

我们之所以这样说,是因为游戏理论告诉我们,在任何这样的游戏中,总存在一个最优的策略集合,使得对弈双方都无法通过偏离该集合的策略来改善自己的最终结果。而由于红方先走,他拥有打破僵局和创造优势的先机,因此后手方(黑方)不可能是必胜方。

所以,您所指的“策梅洛定理”在这种游戏理论的语境下,更像是证明了“棋类游戏结果的确定性”,而具体的“红方必胜或必和”则是由游戏规则、先行优势以及理论推导共同得出的结论,尽管我们还未完全揭开它具体是哪一种情况的神秘面纱。

网友意见

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你看,你看这个题主啊,才下两步,就忘了(所有分支),真的太逊了。

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1、策梅洛定理

策梅洛定理(英语:Zermelo's theorem)是博弈论中非常有名的定理,以恩斯特·策梅洛命名。

在二人的有限游戏中,如果双方皆拥有完全的信息,并且运气因素并不牵涉在游戏中,那先行或后行者当中必有一方有不败的策略。

若应用至国际象棋,象棋,印度象棋,日本将棋等,策梅洛定理表示"要么先手一方有必胜之策略、要么后手有必胜之策略、要么双方有必不败之策略"。

策梅洛定理这篇论文在1913年以德文发表,1997年译为英文。并广为人知。

2、中国象棋没有证明有先手必胜之策略

随着人工智能的发展。机器的算力已经可以碾压人类。其中阿法狗在围棋中碾压人类的超一流高手已经说明这个问题。

策梅洛定理并不能得出红必胜,也不能得出黑必胜,同时也不能得出必定和棋。

数学上也很难证明。

因为这是一个庞大的决策树。是一个NP问题。

因此要证明某种策略的存在,只能用电脑双手互博来例证。

目前有某种分支下(残局)下的必和,红必胜,黑必胜的情况而已。


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大家别急着嘲讽题主。如果不看补充说明的话,这其实是个好问题。

太长不看版:无法证明中国象棋红方有必胜或和的策略。涉及策梅洛定理、策略窃取、迫移局面。

策梅洛定理

知道策梅洛定理的人很多,我简单复述一下。

在二人完美信息回合制有限抽象策略游戏中,以下三者有且只有一项成立:

1、先手方有必胜策略;

2、后手方有必胜策略;

3、双方的最优策略将会导向平局。

策略窃取(围棋)

而在满足一定条件的某些游戏中,第二项“后手方有必胜策略”是可以被逻辑证否的。

比如不贴目的围棋。

证明(反证法):假设存在白方必胜策略P。那么黑方可以开局时就选择“停一手”。若白方也选择“停一手”,则按照规则,棋局立即结束,平局。否则若白方在棋盘上落任意一子,黑方即可窃取后手方的策略P;这样黑方变成了实质上的后手方,采取策略P必胜。然而这与“存在白方必胜策略P”矛盾,因此不存在白方必胜策略P。

这种证明的方式即“策略窃取”(strategy stealing argument/ copycat lemma)。

策略窃取的适用范围

适用策略窃取的游戏需要满足两个条件:

1、是对称游戏。

2、某方的行动永远不会帮倒忙。

满足以上条件的游戏包括无禁手的五子棋、六贯棋、井字棋等。

用同样的方式证明无禁、不允许停招的五子棋黑先必不败:

证明(反证法):假设存在白方必胜策略P。那么黑方可以开局时就选择随便走一着棋A。我们知道在五子棋中,任意“免费”的一招棋只会对局面有帮助,不会帮倒忙。因此接下来白方在棋盘上落任意一子,黑方即可窃取白方的策略P;这样黑方变成了实质上的后手方,采取策略P必胜。然而这与“存在白方必胜策略P”矛盾,因此不存在白方必胜策略P。

不是对称游戏的例子包括带贴目的围棋、有禁的五子棋。

迫移局面(Zugzwang)

2、某方的行动永远不会帮倒忙。

这一条比较微妙。请看国际象棋的一个例子:

此局面若轮白走则是和棋,若轮黑走则黑负。所以这是一个先手方不利的局面,术语称“迫移局面(zugzwang)”。这种局面的存在,使得“策略窃取”证明在国际象棋上不成立。

象棋中不能停招,而围棋“停一招”永远合法,所以围棋中不存在“迫移局面”。

与国际象棋类似,中国象棋中也存在“迫移局面”。如下图:

因为“将帅不得见面”规则的存在,本局面红先红负,黑先黑负。

如果我们尝试用“策略窃取”证明中国象棋红方有必不败策略,仍然假设黑方有必胜策略P;现在红方不能“停一招”。因此红方总得走一手棋A,才能去窃取黑方的策略。然而我们不知道红方的这手棋A会不会让局面变得更糟(因为存在“迫移局面”),所以策略窃取证明失效。

因此我们不能通过逻辑推理证明中国象棋红方有必不败策略。

实际上,后手方有优势的对称棋类游戏是存在的,比如动物将棋。

已有研究者通过穷举证明,动物将棋的后手方拥有必胜策略。

不过,从现实出发考虑,中国象棋黑方有必胜策略的可能性非常非常低。事实上,黑方存在某种必胜策略P,等价于中象的开局(S_0)就是迫行局面;直觉上来看这几乎不可能,但理论上我们不能排除黑棋有必胜策略的可能性——万一黑棋有办法将局面导向某种迫行残局呢?

当然,题主的补充说明就是扯淡了()即使能证明红方有必不败策略,肯定也不能说没有意义。本文仅解答问题的题面,对补充说明不再展开批驳。

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