Lange Nacht der Wissenschaften
Long Night of Sciences
Jena - 2009

Mein FSU-Lehrstuhl ("Mathematische Optimierung") war wieder dabei, dieses Mal zum Thema "Spiele - mathematisch & anders".
My chair at the FSU ("Mathematical Optimization") was involved again, this time under the headline "Games - with mathematics or without".


Dieser Mal waren wir im Hörsaal 4 in der Carl-Zeiss-Str.3 .
This time we were in "Hoersaal 4" in Carl-Zeiss-Str.3 .



Der Mathe-Student Alf Riedel (Mitte) hat das Spiel Aronda von Michail Antonow und Jens-Peter Schliemann auf den Computer gebracht, mit beachtlicher Spielstärke.
Math student Alf Riedel (center) has implmented the game Aronda (by Michail Antonow and Jens-Peter Schliemann) on the computer, with good playing strength.



Konrad Stephan (Mitte) studiert Wirtschafts-Mathematik. Er hat den Spieleklassiker "Siedler von Catan" von Klaus Teuber mithilfe von Monte-Carlo-Suche auf den Rechner gebracht. Sein Stand war immer stark um- und belagert. Am Ende des Abends war Herr Stephan fix und fertig.
Konrad Stephan (center) is student of Business Mathematics, in the final year. With the help of Monte Carlo game tree search he has designed a program for the modern classic "Settlers of Catan" of Klaus Teuber. His table was in the spotlights for the whole night. At the end of the night Mr. Stephan was fix and ready ;-)



Für mein Spiel "EinStein würfelt nicht" hatte ich im letzten Jahr eine Variante in drei Dimensionen kreiert, mit 4x4x4 Feldern. Es lässt sich mit zwei bis acht Spielern in zwei Teams spielen. Zum Beispiel hat ein Spieler (Blau im Bild) die erlaubten Zugrichtungen "Hoch", "Nord", "West", "Hoch-Nord", "Hoch-West", "Nord-West". (Die "totale Diagonalrichtung "Hoch-Nord-West" ist nicht erlaubt.) In der Startstellung ist das Eckfeld nicht besetzt. Die sechs Figuren stehen auf den sechs Nachbarfeldern dieser Ecke (in Ebene 1 und 2). Rico Walter (Mitte im gestreiften Hemd; unter dem Nick "Der Mentor" einer der stärksten Ewn-Spieler in 2005) zeigte auch in 3 Dimensionen viel Überblick.
For my game "EinStein wurfelt nicht" I had designed a variant in three dimensions, with 4x4x4 squares. On this board the game can be played with 2 or 4 or 6 or 8 players (in two teams). For instance, one player (Blue in the photo) is allowed to move in the following directions: "Up", "North", "West", "Up-North", "Up-West", "North-West". (The "totally diagonal direction "Up-North-West" is not allowed for him.) In the starting position the corner square is free. The six stones are placed on the six neighboring squares of the corner (in floor 1 and 2). Rico Walter (center, in shirt with long stripes) was one of the strongest Ewn players in 2005, under the Nick "Der Mentor". Also in three dimensions he showed good strategy.



Thomas Fischer (mit grünem T-Shirt) ist seit 2008 Doktorand an meinem Lehrstuhl, mit einem 3-Hirn-Stipendium. Er untersucht Spiele mit Random-Walk-Elementen. Insbesondere enthält sein Spiel "Nat-Nürt - Entenjagd" (erschienen im 3-Hirn-Verlag; aber schon ausverkauft) für zwei oder drei Akteure gewisse Random-Walk-Elemente in Reinform.
Thomas Fischer (in green T-shirt) is doctoral student at my chair since 2008, with a 3-Hirn-Grant. He analyses games with random walk elements. Especially, his game "Nat-Nuert - Chasing the Ducks" (published by 3-Hirn-Verlag; sold out already) for two or three players contains certain random-walk-elements in pure form.



Ein anderes Thema der Forschung von Thomas Fischer ist eine Analyse von Claude Shannons Analog-Computer für sein (Shannons) Switching-Game von 1951. Fischer hat bewiesen, dass bereits auf dem kleinen 4x3-Brett Shannons Heuristik (basierend auf Spannungsgefällen in einem elektrischen Netzwerk) nicht perfekt spielt. Das Poster (notdürftig in zwei Teilen fotografiert) zeigt einige von Fischers Ergebnissen.
Another topic of Thomas Fischer's research is an analysis of Claude Shannon's analog computer for his (Shannon's) switching game from 1951. Fischer was able to prove that already for board size 4x3 Shannon's heuristic (based on voltages in power networks) does not play perfectly. The poster (above, in two pieces) describes some of Fischer's findings.



Die jetzige Mathematik-Doktorandin Lisa Schreiber (links, mit Cola-Flasche) hatte in ihrer Diplomarbeit das noch unveröffentlichte Spiel Beams von Michail Antonow (im Hintergrund an der Tafel) analysiert und auf den Rechner gebracht. Beams ist eine zwei-dimensionale Verbesserung des Deduktions-Spiels Mastermind.
Lisa Schreiber (left, with coke bottle) is a doctoral student in Mathematics. In her diploma thesis she had analysed and implemented the game Beams (by Michail Antonow; you see him at the blackboard in the background of the photo). Beams (still unpublished) is a two-dimensional improvement of the deduction game Mastermind.



Mein Spiel "Jenaer Turm" erschien in einer rudimentären Version im Jahr 2005 bei Reinhold Wittigs Edition Perlhuhn. Später habe ich es durch mehr Elemente der Interaktivität erweitert und in Jenaer Türme umbenannt. Aus Buchstabenwürfeln sind Türme zu bauen, wobei die alphabetische Reihenfolge einzuhalten ist. Am Ende gibt jeder Turm mit k Stockwerken k*k Punkte (also quadratisch viele in der Höhe). Man setzt vernünftigerweise "gute" Würfel auf eigene Bauplätze und "schlechte" auf die der (ein bis drei) Gegner. Bei vier Spielern kann man auch gut in zwei Zweier-Teams spielen.
My game "Jena Tower" was published in a rudimentary version in 2005 by Reinhold Wittig's Edition Perlhuhn. Later I modified and extended the game by elements of more interactivity and renamed it to Jena Towers. The task is to build towers from letter dice. The alphabetic order has to be respected; at the end each tower with k floors gives k*k points (so, quadratically many in the height). Intelligent players put "good" dice on their own towers and "bad" dice on the towers of the (one to three) opponents. In case of four players it is also fun to play in two teams.



Informatik-Student Jörg Günther hat in seiner Diplomarbeit das tolle Verbindungs-Spiel ConHex von Michail Antonow von verschiedensten Seiten aus unter die Lupe genommen. In der langen Nacht demonstrierte er ein Computerprogramm für Mini-ConHex (Spielbrett um einen Ring verkleinert). Im Foto diskutiert Herr Günther Details mit Michail Antonow. Rechts und links im Vordergrund lauschen Herr und Frau Beckstein. Prof. Dr. Clemens Beckstein war zusammen mit mir Betreuer der Günther'schen Arbeit.
Computer Science student Joerg Guenther has studied the fantastic connection game ConHex by Michail Antonow in his diploma thesis. In the long night he demonstrated a computer program for Little ConHex (board made smaller by deleting one ring of squares). In the phot Mr. Günther and Michail Antonow are discussing details. To the left and right in front Mr. and Mrs. Beckstein are listening. Prof. Dr. Clemens Beckstein was, together with me, supervisor of Guenther's thesis.



Jörg Günthers Programm war nicht schnell genug, um Mini-ConHex komplett durchzurechnen. Es ist aber so stark, dass Antonow eine Schaupartie als Nachziehender nach nur fünf Zügen aufgab (drei Züge in weiss vom Programm, zwei Züge in rot von Michail). Kommentar von Antonow: "Ich hätte Euch vorher sagen können, dass dieses Mini-ConHex nicht viel taugt! Der Vorteil des Startspielers ist viel zu gross."
Joerg Guenther's program was not quick enough to make a complete analysis of Little ConHex. However, it was strong enough to make Antonow resign an exhibition game after only five moves (three moves in white by the bot, two moves in red by Michail). Comment by Antonow: "I would have been able to tell you in beforehand that this Little ConHex is dull! The advantage of the first player is much to large."



Michail Antonow als begnadeter Spiele-Erfinder war der Ehrengast meiner Station in dieser langen Nacht. Nach der Laudatio ergriff er selbst das Mikrophon für eine Lobrede auf die exakten Wissenschaften allgemein und die Mathematik im besonderen. Links im Bild Lisa Schreiber.
Michail Antonow, the gifted game designer, was the Guest of Honour of my station in this long night. After the laudatio he took the microphone himself for an eulogy on the exact sciences in general and the Mathematics in special. In the left you see Lisa Schreiber.



Christian Freelings Spiele-Klassiker Havannah war einer der Höhepunkte des Abends. Viele Besucher probierten es aus und waren begeistert von den klaren Regeln und den spannende Partien. Im Bild eine Schülerin, mit der Mutter als moralischer Unterstützung im Rücken.
Christian Freeling's modern classic Havannah was one of the highlights of the night. Many visitors tested it and were enthusiastic about the pure rules and the exciting matches. In the photo a pupil is playing, with moral support from her mother.



Als die Spannung in der Partie kurz vor dem Siedepunkt war, konnte sich die Mutter nicht mehr zurückhalten ...
When tension in the game almost reached boiling point mother was no longer able to stay in the observer's role ...



Ein sehr weit angereister Gast (Ed van Zon aus den Niederlanden) hatte ein sehr schönes Havannah-Brett mit Seitenlänge 10 dabei.
One of the guests from abroad (Ed van Zon from the Netherlands) had brought with him a very nice wooden Havannah board with side length 10.



Es wurde sogar ein richtig ernstes Havannah-Turnier (auf Brettgrösse 6) mit zwei menschlichen Teilnehmern und zwei Computer-Programmen auf i7-Hardware ausgetragen. In einer Turnierpause liess Prof. Dr. Johannes Waldmann (Leipzig) einen besonders interessierten Jungen mit dem Programm Gambler von Richard Pijl (NL) experimentieren.
Even a very serious Havannah tournament (on boards of size 6) with two human participants and two bots on strong hardware (i7) took place. In a tournament break, Prof. Dr. Johannes Waldmann (Leipzig) allowed a very interested young boy to experiment a little bit with the program Gambler of Richard Pijl (NL).



Teilnehmer waren auf Menschenseite Mirko Rahn und Ed van Zon (alias Sol auf Little Golem), die aktuell in der Havannah-Rangliste auf www.littlegolem.net die Plätze 2 und 3 belegen. Bei den Computern waren DeepFork vom Leipziger Informatik-Studenten Thomas Reinhardt und Gambler von Richard Pijl am Start. Leider konnte Richard wegen einer Krankheit in der Familie nicht selbst in Jena sein. Freundlicherweise stellten "die Leipziger" einen ihrer PC's für Gambler zur Verfügung, mit Prof. Waldmann als Operator.
Participants were on human side Mirko Rahn and Ed van Zon (alias Sol on Little Golem), which are currently no's 2 and 3 in the Havannah rating list on www.littlegolem.net . On computer side the bots DeepFork by Computer Science student Thomas Reinhardt (Leipzig) and Gambler by Richard Pijl played. Unfortunately, Richard was not able to come to Jena, due to a case of illness in his family. Friendly enough, the "Leipziger" offered one of their PC's for Gambler, with Prof. Waldmann being the operator.

Gespielt wurde "jeder gegen jeden". In den zwei ersten Runden hiess es "Menschen gegen Computer", und die Carbon-Helden gewannen alle vier Spiele. Dabei war das Gefecht zwischen DeepFork und Ed van Zon am engsten ... Im kleinen Finale konnte sich DeepFork gegen Gambler durchsetzen. Das grosse Endspiel bestritten Mirko Rahn und Ed van Zon. Mirko hatte Zug 1 und setzte den ersten Stein ziemlich zentral. Das forderte das Swappen durch Ed praktisch heraus. Nach der Partie meinte Mirko, dass wohl sein zweiter Zug ein entscheidender Fehler gewesen sei.
A round robin was played. The first two rounds of the tournament were "humans vs computers", and the humans won all these four games. The battle between DeepFork and Ed van Zon was most narrow... In the little final, DeepFork succeeded over Gambler. The big final was won by Ed van Zon. Mirko Rahn started with a rather central move, and Ed swapped. After the game Mirko felt that already his second move was the decisive mistake. Detailed analysis is expected to come on www.mindsports.nl .



Ein Eindruck vom Kampf zwischen DeepFork (bedient von seinem Autor Thomas Reinhardt, links) und Mirko Rahn (sitzt rechts vom Brett). Es schauen unter anderem Johannes Waldmann und Ed van Zon (ganz rechts) zu. Hinter Thomas Reinhardt sieht man eine kleines Stückchen des Gesichtes von Rico Tilgner. Er studiert auch Informatik an der FHTW in Leipzig, hatte ein eigenes Havannah-Programm im März und April 2009 entwickelt, und half Thomas speziell in den letzten drei Tagen vor Jena rund um die Uhr. Für die Partie hatte jede Seite insgesamt 30 Minuten Bedenkzeit, gemessen von einer historischen Schach-Uhr aus den späten 1920er Jahren.
An impression from the fight between DeepFork (operated by its author Thomas Reinhardt, left side) and Mirko Rahn (sitting on the right). Watching, amongst others, are Johannes Waldmann and Ed van Zon (on the right). Behind Thomas Reinhardt you can see a small "slice" of Rico Tilgner. He is also studying computer science in Leipzig, had a Havannah program on his own in March/April 2009, and helped Thomas especially in the last three days (around the clock!) before the tournament in Jena. Each side had 30 minutes for all its moves. Time was measured by a historic chess clock (from the late 1920's ).



Schon während dieser noch laufenden Partie gab es intensive Diskussionen zwischen menschlichem Spieler und Programmierer. Direkt hinter Mirko Rahn sitzt seine Frau. Auf diesem Bild ist auch etwas mehr von Rico Tilgner zu sehen.
The game was still under way, but human player and programmer had already intense discussions. Directly behind Mirko Rahn you see his wife. Also on this photo: a better view on Rico Tilgner.



Mirko Rahn in voller Konzentration während des Finales gegen Ed van Zon. Johannes Waldmann isst stattdessen einen Apfel.
A portrait shot of Mirko Rahn (in full concentration) during the final game against Ed van Zon. Johannes Waldmann is eating an apple, instead.



Ed van Zon schaut schon ein bisschen optimistisch drein.
Ed van Zon looks already somewhat optimistic.



Die Siegerehrung. Ed und Mirko haben ihre Preise bereits in Händen. Trotzdem schauen sie sehr neugierig, als ein weiterer Sonderpreis angekündigt wird (durch Ingo Althöfer; rechts) ... Es ist das Little Havannah für den/die Programmierer des ersten Bots, der auf Brettgrösse 6 wirklich stark spielt. Der Preis geht an Thomas Reinhardt für die von DeepFork in Jena gespielten schönen Partien!
At the price-giving ceremony. Ed and Mirko have got their prizes already. Nevertheless, the look very curious as another special prize is uncovered (by Ingo Althofer; on the right) ... It is the Little Havannah for the programmer(s) of the first bot that plays a strong game on board size 6. The prize goes to Thomas Reinhardt for the nice games played by DeepFork in Jena!



Alle Turnierteilnehmer (mit Ausnahme von Richard Pijl), von links nach rechts: Johannes Waldmann (bediente Gambler), Mirko Rahn, Rico Tilgner und Thomas Reinhardt, Ed van Zon . An der rechten Seite ein Grossneffe von Fidel Castro. Vorne die beiden Rechner und ihre Monitore.

All particpants in the tournament (with the exception of Richard Pijl). From left to right: Johannes Waldmann (operating Gambler), Mirko Rahn, Rico Tilgner and Thomas Reinhardt, Ed van Zon. On the very right a great nephew of Fidel Castro. In front the two machines and their monitors.



Auch am Ende der langen Nacht waren etliche Besucher noch voll konzentriert dabei. Hier eine Familie bei "Hermann und Thusnelda verprügeln die Römer", einem Spiel zur Schlacht am Teutoburger Wald vor 2.000 Jahren.
Even at the end of the long night several visitors were still fully concentrated. Here, a family is trying "Hermann and Thusnelda clobbering the Romans", a game on the battle at Teutoburger Wald, 2,000 years ago.



Eine andere junge Dame war vor ihren Jenaer Türmen kurz vor dem Einschlafen.
Another young lady was almost falling asleep in front of her Jena Towers.




Havana - Night and Day !

Nach dem Ende des offiziellen Programms zog der harte Kern noch in eine Kneipe, um das auszuprobieren und zu diskutieren, was vorher zu kurz gekommen war. Wie es der Zufall wollte, gab es ein Havana-Club-Plakat neben der Bar... Vor dem Poster posieren, mit einer echten historischen Havannah-Spiel-Schachtel von Ravensburger: Ed van Zon und Thomas Reinhardt.
When the official program was closed, the "hard kernel" moved to a pub - to test and discuss all that had not been on the tables in the hours before. By chance, there was a Havana-Club poster at the wall of the bar... Ed van Zon and Thomas Reinhardt took the opportunity to pose in front of it, with a real historic Havannah-game-box from Ravensburger.



Das richtige Ende kam aber erst am Samstag morgen, beim Brunch im Cafe Stilbruch. Hier zeigt Thomas Reinhardt Michail Antonow gerade sein UCT-Programm für Aronda.
But even that was not the very final station. Next morning we took brunch in Cafe Stilbruch. In the picture you see Thomas Reinhardt who demonstrates Michail Antonow his UCT program for Aronda.


Die nächste Lange Nacht der Wissenschaften in Jena gibt es im November 2011. Bis dann!
The next Long Night of Sciences in Jena will take place in November 2011. See you!