Компьютерные шахматы. Как толь­ко че­ло­век изоб­рел вы­чис­ли­тель­ную ма­ши­ну, он за­ду­мал­ся над тем, мож­но ли на­учить ее иг­рать в 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 Ге­те, 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 Мель­цель 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 Мель­це­ля».

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». Ла­же 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.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: