3.5.8 Появление и развитие проекта Фэнсюна Сюя

Несмотря на исключительный авторитет Берлинера в области компьютерных шахмат, Фэнсюн Сюй осмелился вступить в спор с мэтром, и с этого момента в Университете Карнеги — Меллона появился второй шахматный проект — программа, получившая название ChipTest. Вместе с Фэнсюном над проектом работали Томас Анантараман и Мюррей Кэмпбелл. Основой ChipTest стал аппаратный генератор ходов — микросхема, разработанная Фэнсюном на базе СБИС-технологии (сверхбольшие интегральные схемы, Very-large-scale integration, VLSI). В отличие от HiTech, в котором за генерацию легальных ходов отвечали 64 микросхемы (по одной на каждое поле шахматной доски), Фэнсюну удалось запихнуть эту функцию в один CMOS-чип (Complementary metal-oxide-semiconductor, комплементарная структура металл — оксид — полупроводник), благодаря чему шахматная программа, выполнявшаяся на рабочей станции Sun-3/160, могла просматривать около 30 000 позиций в секунду. Персональные компьютеры смогли достичь подобных скоростей лишь во второй половине 1990-х гг.

Публичный дебют ChipTest на XVII Северо-Американском чемпионате по шахматам среди компьютерных программ в 1986 г. оказался довольно скромным — 2,5 очка из 5 и 11-е место среди 16 участников. Но Фэнсюн Сюй и его коллеги не собирались сдаваться. В августе 1987 г. после ряда доработок ChipTest был переименован в ChipTest-M (M означало «микрокод»). Новая версия не только содержала исправление ошибок, найденных в ChipTest, но и была в десять раз быстрее, просматривая 400 000 позиций в секунду на рабочей станции Sun-4. Заслуженной наградой для команды стала победа в Северо-Американском чемпионате по шахматам среди компьютерных программ 1987 г. со впечатляющим результатом — четыре очка из четырёх возможных.

Опыты с ChipTest открыли множество новых возможностей. Взвесив все pro et contra, Фэнсюн Сюй и коллеги приняли решение о разработке новой машины. Она получила название Deep Thought (произносится близко к «Дип Сот», переводится как «Великий думатель» или «Глубокомысленный») — в честь одноимённого компьютера из фантастического романа Дугласа Адамса «Путеводитель хитч-хайкера по Галактике». Первая версия Deep Thought — 0.01 — была готова в мае 1988 г., а версия 0.02 — в ноябре того же года. Новая версия имела два настраиваемых шахматных процессора на базе СБИС, аппаратную оценочную функцию, реализованную на основе FPGA-чипа (Field-Programmable Gate Array, программируемая пользователем вентильная матрица), и была способна просматривать 720 000 ходов в секунду. Именно эта версия в 1989 г. выиграла чемпионат мира по шахматам среди компьютерных программ, набрав пять очков из пяти (обогнав на полтора очка HiTech, разделившую 3−5‑е места)^, .

Хотя за Deep Thought и закрепилась репутация машины, побеждающей благодаря «грубой силе», её алгоритмы вовсе не были примитивными. Более того, одна из немногих заметных алгоритмических инноваций в компьютерных шахматах, появившихся в 1980-е, — метод сингулярного поиска (singular search) — была изобретена именно командой Сюя. Идея заключалась в том, чтобы увеличивать глубину анализа для ходов, не имеющих сравнимой по оценке альтернативы. Благодаря этому методу, использующемуся и по сей день, машины способны более эффективно находить сложные тактические комбинации. Например, в одной из турнирных партий 1988 г. Deep Thought нашёл за доской форсированный мат в 19 ходов (что требовало нахождения варианта глубиной в 37 полуходов).

Прогресс в силе игры машин был очевиден. В январе 1988 г. чемпион мира по шахматам Гарри Каспаров, обладатель самого большого в мире рейтинга Эло в 2750 пунктов, отвечая в ходе своей конференции на вопрос о том, сможет ли компьютер до 2000 г. победить гроссмейстера в турнирной игре, был весьма категоричен: «Ни в коем случае, и, если у какого-нибудь гроссмейстера возникнут трудности с игрой против компьютера, я буду рад дать совет» (речь, разумеется, шла о классическом контроле времени — два часа на сорок ходов, поскольку в более быстрых форматах машины к этому моменту уже не раз одерживали победы над гроссмейстерами). Но если победа HiTech против Денкера в том же году ещё могла вызывать вопросы, то поражение Бента Ларсена в игре с Deep Thought, вкупе с многочисленными победами компьютеров над международными мастерами, обнажило очевидную истину — машины достигли гроссмейстерского уровня игры. Под влиянием неопровержимых свидетельств мнение чемпиона мира об игре компьютеров менялось в течение всего 1988 г. Если в начале года оно было в духе «компьютеры никогда не победят гроссмейстеров», то в середине уже — «компьютеры никогда не победят сильных гроссмейстеров», а в конце — «ну да, хорошо, Бент [Ларсен] — сильный гроссмейстер, но компьютеры никогда не победят Карпова или меня».

И всё же в конце 1980-х Deep Thought ещё не был готов к сражению за шахматную корону. Состоявшийся в 1989 г. товарищеский матч из двух партий с Гарри Каспаровым был проигран машиной всухую (0 : 2). Этот же счёт был повторён в матче по переписке с международным мастером Майклом Вальво.

Успехи машин в игре против людей привлекали всё большее внимание прессы. Конфликт — отличный инструмент для привлечения медийного внимания. Из пыльного чулана был вновь извлечён старый, уже немного набивший оскомину жупел: противостояние Человека и Машины. Освещение первого демонстрационного матча с Каспаровым в этом смысле также не блистало оригинальностью.

В коротком интервью, предшествовавшем матчу, Каспаров сказал: «Значение этого матча простирается далеко за пределы шахмат. Это противостояние Человека и Компьютера. Сегодня, наблюдая стремительное развитие компьютеров, я думаю, многие люди испытывают страх, очень глубокий, но страх. Что-то вроде того: кто знает, возможно, в будущем компьютеры заменят нас, они будут контролировать нашу жизнь. И шахматы, вероятно, на сегодняшний день единственная область человеческой деятельности, где мы можем сравнить наши возможности и возможности компьютеров».

Позже Сюй так описывал свои впечатления от этой речи: «Прямой эфир прошёл гладко. Гарри и Deep Thought сделали несколько символических ходов. Неудивительно, что оставшаяся часть интервью была посвящена Гарри. В конце концов, мы с Мюрреем были просто неприметными студентами, только что окончившими аспирантуру. Из слов Гарри у меня сложилось впечатление, что он видит себя в роли защитника человечества от машин. Но когда я посмотрел на своих коллег по команде, то увидел человеческие лица. Мы просто подходили к задаче игры в шахматы с, скажем так, нетрадиционной стороны. Возможно, Гарри требовалась накачка перед предстоящим матчем. Что ж, меня это устраивало».

У Фэнсюна Сюя и его коллег были все основания для нелюбви к медиа. В декабре 1988 г. Deep Thought разделил с гроссмейстером Тони Майлсом первое место в Открытом чемпионате на приз компании Software Toolworks (The Software Toolworks Open Championship). Пресса отозвалась серией не слишком лестных отзывов на это событие. Доминик Лоусон из британского еженедельника The Spectator откликнулся статьёй, озаглавленной «Пентагон играет в шахматы» (The Pentagon plays chess). В ней автор безапелляционно заявлял, что проект Deep Thought финансируется DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency, Управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США) и преследует военные цели. Материал был проиллюстрирован изображением ракеты в форме шахматного ферзя. Статья Чарльза Краутхаммера в The Washington Post начиналась словами «Новости из XXI века плохие» [The news from the 21st century is not good]. Обе статьи цитировали паническое высказывание английского гроссмейстера Найджела Шорта: «О боже! Может быть, мне стоит начать подыскивать себе вторую профессию. Почему эти люди пытаются испортить нашу игру? Это очень грустно и вгоняет в депрессию».

Рис. 73. Иллюстрация к статье Доминика Лоусона «Пентагон играет в шахматы»

Сюй считал, что поражение Deep Thought в мини-матче с Каспаровым в 1989 г. было вызвано двумя обстоятельствами. Во-первых, в программе обнаружилась ошибка, которая заставляла её оттягивать совершение рокировки: если рокировка была первой в цепочке анализируемых ходов, то все позиции в соответствующем поддереве оценивались как позиции с отсутствием рокировки, что снижало их оценку. Во-вторых, у Deep Thought оказалась слабая дебютная подготовка — сразу на выходе из дебюта машина оказывалась в невыгодных для себя позициях.

Вдохновлённые успехом Каспарова, попытать счастья с машиной Сюя захотели и другие шахматные профессионалы. Результаты оказались довольно любопытными. Из трёх смельчаков наиболее удачливым оказался двенадцатый чемпион мира Анатолий Карпов. Он сыграл с Deep Thought одну партию белыми фигурами и выиграл, хотя и не без труда. Матч из двух партий с немецким гроссмейстером Гельмутом Пфлегером завершился миром — две ничьи. Меньше всего повезло давнему обидчику шахматных программ — Дэвиду Леви. Его фирменная «антикомпьютерная» стратегия «ничего не делать, но делать это хорошо» [do nothing, but do it very well] не раз позволяла ему, не ввязываясь в тактические осложнения, переигрывать электронных соперников позиционно. В 1984 г. Леви с разгромным счётом 4 : 0 обыграл Cray Blitz, теперь же, спустя пять лет, с тем же разгромным счётом он сам потерпел поражение от Deep Thought.

В 1988 г. проектом Deep Thought заинтересовалась компания IBM. Создание компьютера, который смог бы победить чемпиона мира по шахматам, послужило бы компании дополнительной рекламой. IBM предложила Сюю, Кэмпбеллу и Анантараману должности в исследовательском центре компании для продолжения работы над проектом, и в 1989 г. разработчики перешли в IBM.

Вскоре после этого проект сменил своё название. О причинах переименования Сюй красноречиво рассказал на страницах своей книги: «Первый намёк на потенциальную проблему возник на турнире по компьютерным шахматам, в котором дебютировал Deep Thought, задолго до того, как мы начали переговоры о трудоустройстве с IBM. Это было на чемпионате, организованном ACM в 1988 году. Тони Марсланд, профессор Университета Альберты, вёл панельную сессию во время чемпионата, а я был одним из участников дискуссии. По какой-то неведомой причине, представляя меня, Тони использовал название Deep Throat [Глубокая глотка] как минимум три или четыре раза, хотя каждый раз сразу же исправлял себя».

После матча Гарри Каспарова и Deep Thought жалобы на название программы поступали как изнутри, так и извне IBM. Оказалось, что существует множество людей, которые не могли не думать о «глубокой глотке», когда слышали название Deep Thought. Становилось всё хуже. Жена Мюррея Кэмпбелла Джина работала в католическом колледже. Президентом колледжа была пожилая монахиня, и во время разговора с Джиной она постоянно использовала название Deep Throat.

В качестве нового названия проекта было выбрано Deep Blue. Сам Сюй предпочитал вариант Blue Chips, но это название уже использовалось в одном из проектов IBM. Новое название сохраняло преемственность по отношению к Deep Thought (позже слово deep нередко использовалось в названиях многопроцессорных версий различных шахматных программ — Deep Fritz, Deep Shredder, Deep Junior и т. д.) и в то же время удачно перекликалось с неофициальным прозвищем фирмы IBM — Big Blue.

Однако «настоящий» компьютер Deep Blue, основанный на платформе IBM RS/6000 SP2 и СБИС третьего поколения, сыграл свою первую официальную партию лишь в 1996 г., а для первой появившейся в IBM стараниями Сюя и его коллег машины обычно использовалось название Deep Thought II (иногда — Deep Blue Prototype, а во время матча с датской национальной командой в 1993 г. — Nordic Deep Blue). Позже Сюй считал создание Deep Thought II отчасти ошибкой, поскольку эксперименты с ним оттянули на себя время и ресурсы, необходимые для создания главной машины, что, по оценке Сюя, привело к примерно двухлетней задержке в её создании. С другой стороны, именно благодаря Deep Thought II в составе команды появился Джо Хоан — разработчик программного обеспечения Deep Blue, пришедший на смену Томасу Анантараману и внесший очень важный вклад в последующий успех проекта.

В 1991 г. в немецком Ганновере на компьютерной выставке CeBIT был организован шахматный турнир из восьми участников: семь немецких гроссмейстеров и Deep Thought II. Это был сильнейший турнир, где участвовала компьютерная программа. Результат Deep Thought II оказался ниже среднего — только 2,5 очка из 7 возможных.

На той же выставке Гарри Каспаров давал сеанс одновременной игры. Принимавший участие в организации соревнований Фредерик Фридель решил воспользоваться случаем и устроить чемпиону мира забавный экзамен. Он показывал Каспарову записи партий каждого из первых пяти туров, а задачей чемпиона мира было находить среди других участников турнира партии Deep Thought. На изучение двадцати партий было отведено 30 минут. По словам Фриделя, Каспаров верно определил игры Deep Thought против Ханса-Ульриха Грюнберга и Вольфганга Унцикера, но не смог распознать его игры против Клауса Бишоффа, Эрика Лоброна и Уве Бёнша. Правда, Фридель заметил, что для партии программы из третьего тура Каспаров почти угадал: вначале он уменьшил число возможных вариантов до Deep Thought или Рая Тишбирека, но потом всё-таки сделал неправильный выбор в пользу партии Тишбирека. Этот случай Фридель счёл за «половину очка» и тем самым решил, что Каспаров угадал в 50% случаев. Хотя Каспаров не был хорошо знаком с игрой немецких гроссмейстеров, но он уже был очень хорошо знаком с Deep Thought. Таким образом, этот эксперимент показал, что, несмотря на часто встречавшиеся в прессе утверждения о «нечеловеческом» стиле игры компьютеров, отличить игру лучшего компьютера от игры лучших шахматистов стало довольно трудно даже Каспарову.

В том же 1991 г. на XXII международном чемпионате по шахматам среди компьютерных программ в Альбукерке (Нью-Мексико, США), организованном ACM (всё тот же старый добрый Северо-Американский чемпионат, который переименовали, чтобы подчеркнуть его международный характер), Deep Thought II стал безоговорочным победителем, набрав пять очков из пяти. Скорость просмотра вариантов у Deep Thought II увеличилась по сравнению с его предшественником примерно в десять раз и примерно в те же десять раз превосходила скорость второго по производительности шахматного компьютера — Cray Blitz.

Надо отметить, что всё это происходило в тяжёлое для IBM время. В конце 1980-х развитие персональных компьютеров и сетевых технологий подорвало основной бизнес компании в области мейнфреймов, и, например, за шестилетний период, с 1987 по 1993 год, стоимость акций IBM упала на 77%. Ввиду этого компания запустила процесс масштабной реорганизации. Возглавлявший тогда компанию Джон Экерс рассматривал возможность продажи различных подразделений компании, включая IBM Research. Каждый исследовательский проект подвергался переоценке, и шахматы занимали весьма низкое место в списке приоритетов. Только в 1993 г., когда Экерса на посту генерального директора сменил Лу Герстнер, радикальные меры были отвергнуты. Шахматному проекту удалось выжить.

Дальнейшие результаты Deep Thought II были неоднозначными.

С одной стороны, победы над гроссмейстерами уже не были редкостью: помимо успехов в игре против немецких гроссмейстеров, машина набрала три очка из четырёх в матче против датской шахматной сборной, набрала полтора очка из четырёх в матче против Бента Ларсена, завершила со счётом 1 : 1 матч с австралийским гроссмейстером Дэррилом Йохансеном, обыграла в одной партии гроссмейстера Майкла Роде и со счётом 1,5 : 0,5 одолела Юдит Полгар — сильнейшую женщину-шахматистку. «Мне нужно немного попрактиковаться, и тогда я разберусь с этим!» — заявила Полгар после матча (дословно: I will kill it — «я убью это», но в английском языке kill it звучит не так агрессивно, как в русском, так что, возможно, не стоит подозревать Юдит в кровожадном настрое по отношению к машине).

С другой стороны, доминирование не было безусловным. Было ясно, что без доработок прототипу Deep Blue пока что рано претендовать на шахматную корону.

Ситуация также осложнялась успехами конкурентов. В первой половине 1990-х продолжалось совершенствование алгоритмов шахматных программ, благодаря этому победы над сильнейшими игроками-людьми стали под силу не только суперкомпьютерам. Например, в 1993 г. в Гарвардском кубке (Harvard Cup, турнир типа «человек против машины») игравшая на персональном компьютере программа Socrates Exp одержала победу над гроссмейстерами Майклом Роде и Александром Ивановым. Правда, партии игрались с ускоренным контролем (50 минут на партию), и всё же это был впечатляющий результат. В том же соревновании программа MChess одержала победу над гроссмейстером Патриком Вольффом, а ChessSystem R30 выиграла у гроссмейстеров Майкла Роде и Ильи Гуревича^, . Таким образом, конкуренты наступали команде Сюя на пятки, что и показал в 1995 г. VIII чемпионат мира по шахматам среди компьютерных программ в Гонконге. Победу в нём одержала программа Fritz, игравшая на обычном персональном компьютере с 90 МГц процессором Pentium, а Deep Blue Prototype пришлось довольствоваться дележом 3­–5-го мест. Команда, отправленная IBM в Гонконг для киносъёмки очередного триумфа сильнейшего в мире шахматного компьютера, была вынуждена снять фильм о его оглушительном фиаско.

Самым плохим в этом поражении было то, что IBM планировала на закрытии чемпионата в Гонконге объявить о достигнутой с Гарри Каспаровым договорённости о матче, в котором чемпион мира среди машин должен был встретиться с чемпионом мира среди людей. Поскольку шахматный компьютер IBM формально потерял свою шахматную корону, это грозило резким понижением статуса матча. К счастью, была найдена лазейка — машина Сюя всё ещё оставалась обладателем самого высокого шахматного рейтинга среди компьютеров, поэтому в пресс-релиз были спешно внесены соответствующие уточнения.

Критически важным для команды Deep Blue было успеть получить новые СБИС, которые позволили бы многократно увеличить скорость машины, поскольку стало ясно, что Deep Thought II в его нынешнем виде вряд ли мог наравне состязаться с чемпионом мира. Это вскоре подтвердилось ещё одним обидным поражением — на этот раз от испанского гроссмейстера Мигеля Ильескаса со счётом 0,5 : 1,5. Причиной поражения стала ошибка в алгоритме распределения времени.

Предшествовать выяснению отношений с Каспаровым должен был ещё один матч с участием машины Сюя: на открытии нового исследовательского центра IBM в Пекине 25 сентября 1995 г. Deep Thought II должен был сыграть с Се Цзюнь — чемпионкой мира среди женщин.

Изначально предполагалось, что в этом матче будет принимать участие полноценная система Deep Blue, состоящая из тридцати компьютеров RS/6000, однако этому помешали задержки с изготовлением новых чипов. Когда по мере приближения даты матча стало ясно, что система не будет готова в срок, команда Сюя решила собрать упрощённый вариант системы, состоящий из одного компьютера. В итоге машина выступала в матче под названием Deep Blue Prototype, но на этот раз это был настоящий прототип будущего Deep Blue. Компьютер использовал одну плату шахматного ускорителя, оснащённую двумя шахматными СБИС.

Новые микросхемы и плата ускорителя были доставлены в исследовательский центр IBM имени Томаса Дж. Уотсона всего за несколько недель до начала матча. Новые СБИС были выполнены по технологии 0,6 микрона — в пять раз меньше, чем в микросхемах, использованных Сюем десятилетием ранее. Однако первые тесты показали наличие в чипах ряда дефектов. Чтобы компенсировать их, Сюй был вынужден перепрограммировать плату ускорителя, что стоило примерно двукратного замедления системы. Все изменения совершались в последний момент. В первой партии матча в системе произошёл сбой, и команда Deep Blue была вынуждена признать поражение. К счастью, во второй партии технических проблем не возникло, и Deep Blue Prototype смогла сравнять счёт — матч завершился с результатом 1 : 1. Трудно представить себе, какое количество седых волос прибавилось на головах участников команды Deep Blue в ходе этих событий.

Вдобавок ко всему организаторов матча заставил понервничать и сам чемпион мира. 11 сентября 1995 г. в здании Всемирного торгового центра в Нью-Йорке начался матч на первенство мира между действующим чемпионом мира Гарри Каспаровым и претендентом — Вишванатаном Анандом. После первых восьми партий, закончившихся вничью, Ананд выиграл девятую партию и захватил лидерство в матче. Каспарову, однако, удалось справиться с ситуацией, и матч завершился его победой со счётом 10,5 : 7,5.

В декабре того же года Каспаров сыграл матч из двух партий с Fritz — обидчиком Deep Thought II на чемпионате в Гонконге. Из-за ошибки оператора (в программу был введён неправильный ход Каспарова) Fritz проиграл первую партию, а вторая завершилась миром.

Больше ничто не препятствовало предстоящей схватке титанов.

‎

Loading comments...