Das Spiel des Schachcomputers als Rekonstruktion des menschlichen Gehirns

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung

2. Vom vermeintlichen Automaten zur Schach spielenden Maschine

3. Künstliche Intelligenz als Antrieb des Schachcomputers

4. Der Schachautomat als Rekonstruktion des menschlichen Gehirns
4.1. Vom Defekt und Verstehen des Automaten

5. Die Gedankenbildung im Schachcomputer

6. Wenn der Schachcomputer nur zum Vermittler wird

7. Fazit

Anhang:

Quellenverzeichnis

1. Einleitung

Als der Mechaniker Wolfgang von Kempelen 1769 den ersten vermeintlichen Schachcomputer der Welt konstruiert und hergestellt hatte, versetzte er damit nicht nur die österreichische Kaiserin Maria Theresia in Begeisterung. Ihm war es gelungen eine Maschine herzustellen, die auf die Spielzüge seiner Gegner, zudem noch extrem wirksam sowie gemäß den Regeln des Schachs, reagierte. Das eigentlich technische Meisterwerk war jedoch nicht die Maschine selbst, da die Puppe (der „Türke“ oder auch „Schachtürke“ genannt) gegen die der jeweilige Gegner spielte, von einem Menschen, der sich in dem Apparat versteckte, gesteuert wurde. Durch Magnetismus, so vermutet man es heute, soll er die Figur bewegt und damit die Spielzüge dieser bestimmt haben, erweckte damit die Illusion einer intelligenten Maschine.

Nach Kempelens Tod reiste der Erfinder Johann Nepomuk Mälzel mit dem erworbenen Schachtürken um die Welt. 1836 verfasste der Schriftsteller Edgar Allan Poe mit „Maelzels Schachspieler“ eine Analyse des angeblichen Automaten. Poe hinterfragt und spekuliert über die Funktionsweise der Schachmaschine, beschreibt einzelne Vorgänge der Täuschung Mälzels am Zuschauer während der Vorstellung. Die unterschiedlich andauernden Züge vom Schachtürken ergaben für ihn die Tatsache, dass Unregelmäßigkeit herrscht, „wo Regelmäßigkeit so leicht zu erreichen gewesen wäre“, welche für die Bewegung des Automaten wohl unwichtig erscheint und so zu der Annahme führt, das dies keine bloße Maschine ist.¹ Das Hauptargument Poes ist, dass der Automat das Spiel nicht immer gewinnt. Wäre es eine reine Maschine, könnte dies nicht der Fall sein, da eine schachspielende Maschine nur durch eine Erweiterung des Prinzips alle Spiele gegen jeden möglichen Gegner gewinnen müsste.²

Robert Willis argumentierte noch einfacher: Er stellte die These auf, dass kein mechanischer Apparat, ganz gleich wie kompliziert er auch angelegt sei, von sich aus Schach spielen könne, da diese Fähigkeit „allein in das Reich des Geistes“ gehöre.³ Willis täuschte sich jedoch. Die zu jenem Zeitpunkt utopisch angesehenen Maschinen können inzwischen durch eigenes Denkvermögen ein Schachspiel simulieren. Doch inwiefern treten sie dabei in den geistigen Bereich ein? Bestehen dabei Parallelen zwischen dem menschlichen Gehirn und der Funktionsweise der Schachmaschine? Könnte man noch einen Schritt weiter gehen und den Schachautomaten als Rekonstruktion des menschlichen Gehirns bezeichnen?

Um diese Fragen auffassen zu können, erkläre ich kurz die kybernetischen Ideen, die in die Entwicklung des Schachautomaten integriert wurden. Danach erläutere ich die Künstliche Intelligenz als Antrieb des Schachcomputers, ehe ich diesen als Rekonstruktion des menschlichen Gehirns untersuche. Dabei vertiefe ich meine Ideen zum Defekt dieser Maschine sowie die Gedankenbildung innerhalb des Apparats. Bevor ich im Fazit die wichtigsten Erkenntnisse meiner Hausarbeit zusammenfasse, beschäftige ich mich mit der aktuellen Funktion des Schachautomaten als „Vermittler der Menschen“.

2. Vom vermeintlichen Automaten zur Schach spielenden Maschine

Die Idee, dass mathematisches Denken technisch nachgebildet werden kann und zudem durch Maschinen ausgeführt wird, die dieses in verkürzter und somit schnellerer Form berechnen, geht mindestens auf Blaise Pascal zurück.⁴ Dieser entwarf eine mechanische Rechenmaschine, welche auf das französische Währungssystem angepasst war. Die zu addierenden Zahlen konnten ziffernweise eingestellt werden und ergaben durch ein zahnräderbetriebenes System die Summe.⁵ Der Mensch musste nur die Zahlen eingeben und erstmals rechnete die Maschine selbstständig.

Die entwickelte „Pascaline“ konnte in verkürzter Zeit selbst vielstellige Zahlenrechnungen bewältigen. Die universale Tätigkeit der Maschine wurde bereits durch ständig wiederkehrende mathematische Operationen, wie hier die Addition als bestimmte Art einer Gleichung, strukturell festgelegt.⁶ Heute sind die Rechnungen innerhalb einer Maschine um einiges komplexer. Die entwickelten Algorithmen im Schachcomputer dienen in Form von Computerprogrammen und elektronischen Schaltkreisen zur Steuerung der Maschine. Die Utopie eine Maschine, die Schach spielen kann ist wahr geworden.

Maelzels Schachspieler, der nach Poe keine reine Maschine sein kann, da er nicht nach einem idealen Prinzip konstruiert war, führte im 20. Jahrhundert zu weiteren kybernetischen Überlegungen Norbert Wieners wie eine Maschine gebaut sein müsste, damit diese alle möglichen Züge des Spiels aufgespeichert und anwendbar enthält. Er vergleicht dabei eine potentielle Schachmaschine mit einem „Damespielautomat“, der zu seiner Zeit schon entwickelt und fähig war, um bei Meisterschaften im selbigen Spiel teilzunehmen. Wiener sieht im Gegensatz dazu im Schach „eine große Zahl von speziellen Kriterien eines guten Spiels, deren Wichtigkeit sich durch jahrhundertelange Erfahrung erwiesen hat“ und erwartete dennoch in den nächsten Jahren einen Schachautomaten im Meisterrang, der die Tage des Schachs als interessante menschliche Beschäftigung bekämpft und zum Desinteresse der Menschen gegenüber des Spiels führt.⁷ Mit zunehmender Digitalisierung ist sein Vorausblick eingetroffen. Ob das zunehmende Desinteresse jedoch an der Entwicklung des Schachautomaten liegt, bleibt zu bezweifeln. Und dennoch haben vor allem im Bereich der Spiele die technischen Neuerungen den klassischen Brettspielen ihren Rang abgelaufen.

Schach ist allerdings nicht wie das Damespiel simpel von Zug zu Zug zu denken. Der Spieler benötigt eine Spieltheorie, eine Taktik, mit welcher er den Gegner niederzwingt. Zu diesem Zeitpunkt müsste also eine Schach spielende Maschine, die authentisch einen Gegner bezwingen kann, zwischen verschiedenen Taktiken auswählen können, verschiedene Spielzüge gespeichert haben und die Fähigkeit besitzen, auf einen Gegner wirkungsvoll zu reagieren. Wie komplex das Gerät installiert sein müsste, beweist folgendes Zahlenspiel: Im ersten Zug kann Weiß zwischen 20 verschiedenen Zügen wählen, nach dem ersten Zug von Schwarz sind bereits 400 verschiedene Stellungen möglich, nach dem 2. Zug von Weiß 5362, nach dem 2. Zug von Schwarz 72084 und so weiter.⁸ Nach einer stochastischen Berechnung ist von einer Höchstzahl von 10 hoch 18900 Stellungen in einer Partie die Rede. Wie überdimensional groß müsste demzufolge der Speicher eines entwickelten Programms sein, um jeden Spielzug effektiv zu erwidern? Selbst das menschliche Gehirn kann nicht auf jede gezogene Figur mit vollster Wirkung reagieren. Wir versuchen eher die eigene Spieltheorie bestmöglich auf die sich ergebene Situation anzuwenden.

Nachdem Alan Turing 1950 dem nach ihm benannten „Turing-Test“ zum Vergleich des Denkvermögens zwischen Menschen und Maschinen entwickelte, setzte er sich mit der Frage auseinander, ob Computer tatsächlich Schach spielen können.⁹ Bereits Mitte der 60er Jahre unterlag das Schachprogramm McHack im Punktevergleich deutlich dem Weltmeister Petrosjan und obwohl sich die menschlichen Schachspieler mit der Zeit steigerten, konnten die Schachmaschinen mit den Jahren aufholen. 1996 kam es dann zum ersten direkten Match zwischen einem Schachweltmeister und einer Maschine, Garrij Kasparow gegen Deep Blue. Während Kasparow dieses Duell noch für sich entscheiden konnte, verlor er im nächsten Jahr gegen den Apparat. Die New York Times titelte sinngemäß „Auf brüske und brutale Weise hat der IBM-Computer Deep Blue die Menschheit auf den zweiten Platz verwiesen“.¹⁰

Die aktuelle Entwicklung deutet auf stetig stärker werdende Schachprogramme hin, welche noch mehr Spielzüge im Voraus berechnen, als es ein Mensch je tun könnte. Sie sollen zudem ihre Situation strategisch besser bewerten können und damit ihre Taktik verfeinern. Zudem besteht die Zielstellung, neben kognitiven Inhalten auch affektbezogene Eigenschaften in solche Informationsverarbeitungssysteme zu integrieren, sodass in Zukunft auch ein emotional intelligenter Schachcomputer geschaffen werden kann.¹¹

Momentan arbeitet ein Schachprogramm wie es in Abbildung 1 dargestellt ist.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 1: Grobstruktur eines Schachprogramms ¹²

Während das Rahmenprogramm das Zusammenwirken der einzelnen Programmteile organisiert und den Informationsfluss im Programmkomplex steuert, ermittelt das Generierungsprogramm alle legalen Züge und speichert diese in einer Liste ab. Das Bewertungsprogramm untersucht die regelrechten Stellungen, ruft dabei die Kriterien im Computer ab, welche zwischen guten und schlechten Zügen unterschieden können. Das Zugauswahlprogramm generiert nun mögliche Züge im aktuellen Spiel und bewertet diese. Dabei berechnet es vorausblickend eine Prognose. Über das Rahmenprogramm gelangen dann alle Informationen visuell auf beispielsweise einem Computermonitor, der als technisches Gerät zwischen Mensch und der Schachmaschine fungiert.

Nach dem Sieg von Deep Blue entfachte eine Diskussion um die Partie, Kritiker führten an, dass diese Maschine „nicht Schach gespielt habe“, weil das Programm nicht einmal die Regeln verstünde, sondern lediglich durch die Anwendung seiner Rechenmacht brute force ¹³ , mehr Positionen analysieren könne als Kasparow.¹⁴ Weiterhin wurde häufig verneint, dass die Maschine „intelligenter“ als der Mensch sei, wenn diese überhaupt über Intelligenz verfüge, dann eine künstliche.

3. Künstliche Intelligenz als Antrieb des Schachcomputers

Die künstliche Intelligenz (KI) findet ihren Ursprung als Teil der Kybernetik in ebenso vielen verschiedenen Wissenschaften wie diese, ist also ein Ergebnis der Interdisziplinarität.¹⁵ Gewöhnlich wurde der Begriff als Teilgebiet der Informatik angesehen, weil die Computertechnik ihre materielle Basis zur Realisierung ihres Vorhabens schafft. Trotzdem fließen zumindest Elemente der Mathematik, Logik, Linguistik, kognitiven Psychologie sowie der Philosophie in die KI ein.¹⁶

Im Sommer 1956 trafen zehn amerikanische Computerexperten, die aus jenen unterschiedlichen beruflichen Feldern kamen, zu einem Workshop am Dartmouth-College zusammen und führten den Begriff der Artificial Intelligence (AI) ein. Die Leitidee war es die grundsätzlichen Erfahrungen mit technischen Geräten so zu verbinden, dass diese eine Art der menschlichen Intelligenz erhalten und früher oder später zum ebenbürtigen Kommunikationspartner werden. Der Begriff der künstlichen Intelligenz wurde von dem menschlichen abgekoppelt. Der Mensch wurde als Anwender sowie als Sinngeber der neuen Technologie in den Mittelpunkt dieser damit anthropozentrischen Definition der KI gezogen.¹⁷

Bei dem System des Schachspiels wird die Intelligenz nun der Vergleichsaspekt zwischen Mensch und Maschine. Die Maschine kann also im Spiel gegen den Menschen als intelligenter, gleich intelligent oder weniger intelligent bezeichnet werden. Dabei ist es unabhängig davon, wie beide Spieler zu ihren Schlüssen gelangen. Wir sprechen folglich von einem System, welches vom Menschen als „intelligent“ bezeichnet wird, mit welchem Interaktion stattfindet, welches sich selektiv an das Nutzerverhalten anpasst, Entscheidungen nach einer Wissensbasis trifft und obwohl es äußerlich vom Menschen zu unterschieden ist, auf dem Themengebiet wie der Mensch handelt.¹⁷

Nach Norbert Wiener funktioniert eine Maschine zielorientiert, wird also auch zielführend konstruiert.¹⁸ Die Künstliche Intelligenz generiert beim Schachcomputer nicht nur die Funktionsweise, sondern ist nun gleichzeitig Zweck des Systems. Die Maschine wird als Menschersatz genutzt und soll als der Kommunikationspartner fungieren, mit dem ein Austausch stattfindet, der einer menschlichen Interaktion ähnelt. Gleichzeitig erhält der Schachcomputer das Spielziel, den Gegner Matt zu setzen. Dabei können im Schachcomputer mehrere Zwischenziele gespeichert sein, die im Ablauf des Spiels erfüllt werden sollen und im Einklang mit der Bewertungsfunktion den nächsten Zug planen. Hier kann beispielsweise festgelegt werden, dass zuerst die gegnerische Dame geschlagen werden soll, bevor die Aufmerksamkeit dem gegenüberstehenden König gewidmet wird. Sind keine Zwischenziele formuliert, dient allein die Bewertungsfunktion zur Einschätzung beendeter Zugfolgen.¹⁹

Um den Menschen in dem Bereich bestmöglich ersetzen zu können, benötigt die Maschine ein Wesen, das durch die künstliche Intelligenz geschaffen wird. Dabei muss man mit dem viel philosophierten Intelligenzbegriff vorsichtig sein. Das Wort „künstlich“ gibt bereits ein Hinweis auf die Einschränkung der „reinen Intelligenz“. Kommunikation ist wahrlich nur ein Teilbereich der menschlichen Intelligenz, angewandte Logik ein noch kleinerer Komplex. Maschinen können demnach „intelligent“ sein, ohne menschliche Konversation zu betreiben.²⁰

[...]

¹ Poe, Edgar Allan: „Maelzels Schachspieler“. In: Beck, Jürgen (Hrsg.): „Meine schönsten Werke. Edgar Allan Poe“. Jazzybee Verlag, Altenmünster 2012. S. 33.

² Ebd. S. 34.

³ Koerber, Bernhard: „Der erste Schachcomputer - Aus dem Leben des Hofrats Wolfgang von Kempelen“. In: LOG IN Nr. 127, 24. Jg., 2004, S. 13.

⁴ Bense, Max: „Metatechnik der Maschine“. In: von Hermann, Hans-Christian (Hrsg.): „Ästhetik als Programm“. Kaleidoskopien, Heft 5 (2004), S. 55. Im folgenden: „Metatechnik der Maschine“.

⁵ Taschner, Rudolf: „Blaise Pascal: Die denkende Maschine“. YouTube Aufzeichnung Vortrag von Rudolf Taschner in den Hofstallungen des mumok. 21. November 2012. Auf: https://www.youtube.com/watch? v=1QG7bJT4aGs [Stand: 12.03.2014].

⁶ „Metatechnik der Maschine“, S. 57.

⁷ Wiener, Norbert: „God & Golem, Inc.“. MIT Press, 1964. Deutsche Version: Econ Verlag, Düsseldorf 1965. S. 8.

⁸ Tröger. Paul: „Schach - von Menschen und Computern“. In: „Die Zeit“. Ausgabe 24, 1969. S. 2.

⁹ Dietz, Peter: „Menschengleiche Maschinen. Wahn und Wirklichkeit der künstlichen Intelligenz“. Bühler & Heckel, Berlin 2003, S. 51. Im folgenden: „Menschengleiche Maschinen“.

¹⁰ Ebd.: S. 52

¹¹ Schatter, Günther; „Affektive Agenten, Avatare, Apparate. Emotionale Empathie als Voraussetzung für überzeugende Charaktere künstlicher Subjekte“. In: Felsmann, Klaus-Dieter (Hrsg.): „Mein Avatar und ich. Die Interaktion von Realität und Virtualität in der Mediengesellschaft“. Kopaed, München 2011, S. 10.

¹² Vgl. Aufbau: Posthoff, Christian und Reinemann, Günter: „Computerschach - Schachcomputer“. Akademie-Verlag, Berlin 1987, S. 65. Im Folgenden: „Computerschach - Schachcomputer“.

¹³ Deep Blue schafft es 200 Millionen Schachpositionen innerhalb einer Sekunde zu berechnen. Kasparow maximal zwei.

¹⁴ Pelka, Bastian: „Künstliche Intelligenz und Kommunikation: Delphi-Studie zur Technikfolgeabschätzung des Einsatzes von künstlicher Intelligenz auf Kommunikation, Medien und Gesellschaft“: LIT Verlag, Münster 2003, S. 87. Im folgenden: „Künstliche Intelligenz und Kommunikation“.

¹⁵ Vgl. Pias, Claus: „Zeit der Kybernetik“. In: „Cybernetics / Kybernetik. The Macy Conferences 1946-1953“. Vol 2. Essays and Documents, Zürich 2004, S. 10.

¹⁶ „Menschengleiche Maschinen“, S. 69.

¹⁷ „Künstliche Intelligenz und Kommunikation“, S. 88.

¹⁸ Wiener, Norbert: „Verhalten, Absicht, Teleologie“. In: Dotzler, Bernhard (Hrsg.): „Futurum Exactum“, Wien 2002, S. 62.

¹⁹ „Computerschach - Schachcomputer“. S. 87.

²⁰ Horn, Matthias: „Mensch, Maschine! Im Turing-Test wird der Computer zum Herausforderer“. 26.03.2010. Auf: http://www.fluter.de/de/maschine/thema/8387/ [Stand: 13.03.2014].