Глава 15. МУЖЧИНА, ЖЕНЩИНА, КОМПЬЮТЕР (2)
[1] [2] [3]Сначала результаты казались предсказуемыми. Альянс «человек 4– машина» брал верх даже над самыми мощными компьютерами. Могучая шахматная машина Hydra, созданная, как и Deep Blue, специально для игры в шахматы, не могла сравниться с сильным шахматистом, использующим сравнительно маломощный лэптоп. Противник, сочетающий в себе стратегическое мышление человека и тактическую зоркость компьютера, оказался неуязвим для шахматных машин.
Но итог одного из таких турниров стал большой неожиданностью. В нем победили два американских шахматиста-любителя, которые пользовались тремя компьютерами одновременно. Их навыки «обучения» компьютерных программ очень глубокому анализу позиций эффективно противостояли большему опыту и пониманию игры со стороны гроссмейстеров. Комбинация «слабый шахматист + машина + лучший алгоритм принятия решения» оказалась сильнее мощного компьютера и, что еще интереснее, комбинации «сильный шахматист + машина + худший алгоритм принятия решения».
Победители турнира добились отличной координации своих основных ресурсов: они хорошо владели своими инструментами и знали наилучшие способы их использования. Менеджер сказал бы, что они выстроили эффективную команду из группы сотрудников с принципиально разными профессиональными навыками. Командующий армией знает, что хорошо организованное подразделение одержит победу над численно превосходящим, но плохо организованным противником.
Компьютерные шахматы
Как только человек изобрел вычислительную машину, он задумался над тем, можно ли научить ее играть в шахматы. Одна из причин, несомненно, заключается в том, что многие великие умы были и шахматистами (хотя и не всегда хорошими). Другая состоит в том, что шахматы, по выражению Гёте, всегда играли роль «пробного камня для ума». Почти каждый создатель «думающей машины» спешил испытать ее способности в самой уважаемой в мире настольной игре.
Представление о шахматной игре как о высшей форме проявления человеческого интеллекта разделяли не только изобретатели, но и обычные люди. Это обеспечило успех первому шахматному автомату под названием «Турок». В 1769 году венгерский инженер, барон Вольфганг фон Кемпелен соорудил шахматный механизм для развлечения императрицы Марии-Терезы. Это было исключительно механическое устройство в виде красивого манекена, облаченного в турецкий наряд. Долгое время никто не мог понять, как действует этот автомат, делавший самостоятельно очень сильные ходы. Многие подозревали, что это имитация, но ее секрет не сумели разгадать даже члены Французской академии наук.
На самом деле это была искусная мистификация — внутри конструкции находился человек, который и обеспечивал «Турку» выдающиеся шахматные способности. Перед каждой игрой Кемпелен, а потом и его наследник — австрийский механик Иоганн Мёльцель демонстрировали внутреннее содержание автомата, но при помощи системы зеркал создавалось впечатление, что кроме сложных механизмов в нем ничего нет.
Автомат гастролировал по многим европейским странам и США. Знаменитый писатель Эдгар Аллан По на основе впечатлений от своего личного знакомства с «Турком» написал в 1836 году самый известный рассказ-разоблачение об автомате Кемпелена — «Шахматный игрок Мёльцеля».
Главной проблемой шахматного программирования является то, что число позиций в дереве перебора растет в геометрической прогрессии. В обычной миттельшпильной позиции можно сделать около 40 допустимых ходов. С учетом ответных ходов мы получаем 1600 позиций. После двух полных ходов возникает 2,5 миллиона позиций, а после трех — уже 4,1 миллиарда! Поскольку в среднем партия продолжается примерно 40 ходов, количество позиций не поддается никакому исчислению.
Интересно, что первая шахматная программа была написана еще до появления действующих компьютеров. Ее создателем был британский математик Алан Тьюринг, широко признанный как основатель современной компьютерной науки и руководитель группы, раскрывшей немецкий шифр «Энигма» во время Второй мировой войны. Он разработал ряд команд для автоматизированной игры в шахматы, но поскольку еще не существовало компьютеров для обработки этого первого шахматного алгоритма, сделал это сам, на бумаге. Примерно в то же время в США другой великий математик, Клод Шеннон, ввел понятие оценочной функции и обозначил контуры нескольких подходов к разработке компьютерных шахматных программ.
Центр ядерных исследований в Лос-Аламосе в 1950 году вряд ли был подходящим местом для следующего этапа в развитии компьютерных шахмат. Тем не менее после доставки гигантской вычислительной машины «ЭНИАК-1» ученые опробовали ее, написав шахматную программу. После партии с собой и проигрыша сильному шахматисту (несмотря на лишнего ферзя) машина победила девушку, едва знакомую с правилами игры. Так человек впервые уступил компьютеру в интеллектуальной игре.
На следующем этапе были разработаны более совершенные программы, позволяющие компьютерам не тратить время на перебор бесполезных вариантов. Появился шахматный алгоритм «альфа-бета», благодаря которому программа отсекала слабые ходы и глубже просчитывала позицию. Этот метод «грубой силы» отвергает любой ход, получающий более низкую оценку, чем уже рассмотренный. Первые шахматные программы с альфа-бета-процедурой, установленные на самых мощных компьютерах того времени, достигли довольно высокого уровня. В 70-е годы они уже могли побеждать многих шахматистов-любителей.
В 1967 году состоялся первый международный матч между шахматными программами, одна из которых была разработана в Институте теоретической и экспериментальной физики (СССР), другая — в Стенфордском университете (США). Этот телеграфный матч из четырех партий длился целый год и завершился со счетом 3:1 в пользу советской программы. В 1972 году в Институте проблем управления была создана шахматная программа «Каисса», сыгравшая матч из двух партий с читателями газеты «Комсомольская правда». Даже проигрыш со счетом 0,5:1,5 тогда был большим успехом для новой, еще не «обкатанной» программы. Через два года «Каисса» выиграла первый чемпионат мира среди шахматных программ (Стокгольм, 1974), показав стопроцентный результат. На следующих двух чемпионатах (1977 и 1980) она также выступила неплохо, но затем ее участие в этих соревнованиях стало бессмысленным, главным образом из-за отставания в области компьютерных технологий.
Дальнейшее развитие компьютерных шахмат связано с прославленной компанией Bell Laboratories. Кен Томпсон, создатель операционной системы Unix, построил специализированный шахматный компьютер Belle, основанный на сотнях микропроцессоров. Эта машина могла обрабатывать до 100 000 позиций в секунду, тогда как обычные компьютеры справлялись лишь с 5000 позиций. Просматривая позицию до девяти ходов в глубину, компьютер Belle мог играть на уровне мастера и значительно превосходил другие шахматные машины. В начале 80-х годов он побеждал почти на всех соревнованиях по компьютерным шахматам, пока его не превзошли огромные суперкомпьютеры Cray.
Шахматные программы для персональных компьютеров — Sargon, ChessMaster, Fritz и другие — продолжали совершенствоваться и становились сильнее благодаря быстрому росту вычислительной мощности процессоров от Intel. Специализированные шахматные компьютеры тоже вернулись на сцену в виде целого поколения машин, разработанных в университете Карнеги-Мэллона. Профессор Ханс Берлинер был специалистом по компьютерным технологиям, а также чемпионом мира по игре в шахматы по переписке. Его машина HiTech впоследствии была превзойдена детищем его выпускников, Мюррея Кэмпбелла и Фэн Сун Су. Они взяли своего компьютерного чемпиона под названием Deep Thought и присоединились к IBM, где их проект был переименован в Deep Blue.
Компьютер Deep Blue, с которым я играл матчи 1996 и 1997 года, состоял из сервера IBM SP/2 с большим количеством специальных шахматных микропроцессоров. Он мог обрабатывать до двухсот миллионов позиций в секунду. Как и все современные шахматные компьютеры, Deep Blue также имел доступ к огромной базе данных предварительно запрограммированных дебютных позиций, отобранных из реальных партий гроссмейстеров. Эта база данных, содержащая миллионы позиций, без сомнения, превосходит возможности памяти и дебютные познания любого отдельного человека. Мощная шахматная программа может следовать лучшим образцам на протяжении более десятка ходов, прежде чем приступит к самостоятельным расчетам. Без этого комплекса человеческих знаний о дебютах программы играли бы значительно слабее.
Существуют также базы данных, которые используются лишь в завершающей стадии игры. Эти «эндшпильные таблицы», еще одно творение Кена Томпсона, содержат все возможные позиции с шестью или менее фигурами на доске (уже начали появляться и семифигурные позиции). С помощью этих оракулов были обнаружены позиции, требующие для победного завершения игры более 200 точных ходов! О таком уровне сложности раньше не приходилось и мечтать, и он просто недостижим для человека.
К счастью, между дебютом и эндшпилем боги предусмотрительно поставили миттельшпиль, и «компьютерная смерть» шахматам пока не грозит.