Портал магистров
Портал магистров
 |
Петров |
 Об авторе |
Одним из моих увлечений были и остаются шахматы, поэтому индивидуальный раздел сайта посвящён именно этой старинной игре. Однако речь пойдёт не просто о шахматах, а о противостоянии человека-шахматиста и компьютера-шахматиста. Шахматные компьютеры (программы), возникнув относительно недавно, стремительно развивались и в настоящее время не только успешно оказывают сопротивление в игре ведущим шахматистам мира, но и часто заставляют капитулировать перед натиском машины. Это не может не вызывать интерес любого человека, независимо от его возраста и рода деятельности!
Когда компьютеров ещё не было, люди уже задумывались над созданием шахматного автомата. Известна история про «Турка», созданного в 18-м веке для Марии-Терезии, австрийской императрицы. Аппарат играл на удивление хорошо, но оказался фальшивкой – внутри сидел живой шахматист.
Следующий шаг был сделан после Второй Мировой войны, когда один из лучших математиков того времени Алан Тьюринг создал алгоритм для обучения машины игре в шахматы. В 1947 году он предложил первую шахматную программу.
Одновременно с Тьюрингом этой задачей занимался еще один математик – Клод Шеннон. В 1949-1950 годах он обозначил главную проблему: с каждым ходом число вариантов продолжений будет расти. Исследователь выделил два способа перебора вариантов: А-стратегия, с перебором всех без исключения вариантов, и B-стратегия, отбрасывающая неподходящие варианты, исходя из шахматного опыта людей.
Первый компьютер был спроектирован фон Нейманом для ведения сложных расчётов при создании ядерного оружия. В 1950 году появился первый образец, способный производить 10000 операций в секунду. Одним из первых экспериментов с аппаратом стало написание шахматной программы, правда, шахматы были нестандартные – на доске 6х6 без слонов. Через несколько лет этот компьютер («MANIAC») сыграл с людьми: сильный шахматист одержал уверенную победу, а новичок проиграл за 23 хода.
В СССР разработкой шахматных компьютеров занялись в 1963 году. До 1980 года «Каисса» обыгрывала американские варианты, но дальше, как известно, отставание в развитии вычислительной техники не позволило добиваться новых результатов.
В разработку эффективных методов перебора внесли большой вклад и советские математики. Известным математиком Александром Брудно, много сделавшим в области шахматного программирования, был разработан специальный алгоритм так называемого ранжирования, позволяющий компьютеру в определённой позиции играть наилучшим образом. Это был прототип современных баз малофигурных окончаний. Правда, в те далёкие времена требовались не одни сутки для расчётов 4-5 фигурных окончаний. Владимир Арлазаров – один из создателей шахматной «Каиссы», победившей на чемпионате мира среди шахматных программ в 1974 году.
При разработке вышеперечисленных алгоритмов решалась, прежде всего, математическая задача, то есть подход изначально был «компьютерным». Но есть и другой вариант: проанализировать опыт ведущих шахматистов и формализовать принципы игры, которыми пользуется человек. Такой компьютер будет играть быстрее и «по-человечески». Первым за эту задачу взялся великий Михаил Ботвинник. Он потратил много лет на создание собственного шахматного компьютера, но, к сожалению, не довёл работу до конца, оставив лишь массу теоретических материалов.
Следующим шагом было создание компьютеров специально для шахмат, позволяющих совершать большое количество операций в секунду. Первый такой компьютер был создан в лаборатории Белл Кеном Томпсоном. Он производил 180000 операций в секунду и просчитывал позицию на 8-9 полуходов, что соответствовало уровню мастера. Этот компьютер победил на Всемирном шахматном турнире компьютеров и во многих других турнирах в начале 80-х, но уступил новому гораздо более мощному Cray X_MPs. Компьютер Томпсона был усовершенствован, но так и не смог победить лидера. Далее появился Chip Test и Deep Thought, способный считать 500 000 операций в секунду. DT сыграл две партии с действующим чемпионом мира Каспаровым и проиграл обе, зато одержал победу над несколькими гроссмейстерами.
Этой разработкой заинтересовались представители IBM, и работа продолжилась – был создан знаменитый Deep Blue (на фото выше), победивший на турнире компьютеров и выигравший у сильнейшей шахматистки мира Юдит Полгар. Одновременно проводился блиц-турнир с участием программы Fritz, поделившей первое место с Каспаровым и уступившей ему лишь в дополнительном матче. [1]
В 1995 году в интервью популярному журналу Wired Гарри Каспаров изложил свой взгляд на шахматную игру: «Шахматы – это не математика. Это фантазия и воображение, это человеческая логика, а не игра с предсказуемым результатом. Возможных шахматных комбинаций больше, чем атомов в нашей Вселенной. Я не думаю, что теоретически игру в шахматы можно уместить в набор формул или алгоритмов».
Год спустя человеку, который завоевал звание чемпиона Советского Союза в 12 лет, пришлось сразиться с Deep Blue, суперкомпьютером от IBM. В серии из шести партий Каспаров проиграл лишь первую игру – три победы и две ничьи, казалось, доказали преимущество человеческого мозга, однако уже в 1997 году во время второго матча с Deep Blue от уверенности Каспарова не осталось и следа. Первая партия закончилась победой гроссмейстера, вторая – Deep Blue, в трёх последующих соперники согласились на ничью. Всё решалось в шестой встрече, которую выиграл Deep Blue. Хотя и с небольшим перевесом (3,5 очка против 2,5), но компьютер показал превосходство аппаратно-программного обеспечения над человеческим мозгом в игре в шахматы. [2] По окончании матча Гарри Каспаров обвинил команду разработчиков во вмешательстве в работу машины во время игры. Именно с этого матча началось победное шествие искусственного интеллекта.
В 2003 году состоялось целых два матча Каспарова с программами – против Deep Junior и Deep Fritz, но оба завершились вничью – реванша так и не последовало. Причём во время одного из матчей в Нью-Йорке в 2003 году был проведён эксперимент – 13-й чемпион мира Гарри Каспарова играл с X3D-версией Fritz в стереоскопических очках на виртуальной трёхмерной доске.
В октябре 2004 года на матче «Люди против компьютеров» команда компьютеров Fritz, Hydra и Junior нанесла болезненное поражение не самым слабым гроссмейстерам (Карякину, Пономарёву и Топалову) со счетом 6:3, причём в девяти партиях людям удалось одержать лишь одну победу (Junior пал жертвой Сергея Карякина). Наконец, в июне 2005 года Hydra учинила разгром Майклу Адамсу – 5,5:0,5!
23 ноября 2005 года в испанском городе Бильбао с неутешительным для представителей человечества результатом завершился второй в истории шахмат турнир между сборными командами людей и компьютеров. Общий счёт противостояния, проходившего в четыре тура, - 8:4 не в пользу людей. Три чемпиона мира по версии Международной шахматной федерации (ФИДЕ) состязались с компьютерными программами Fritz, Junior и Hydra. Россиянин Александр Халифман (чемпион 1999 года), украинец Руслан Пономарев (2003) и узбек Рустам Касымджанов (2004) на троих в 12 сыгранных поединках добыли всего одну победу при пяти поражениях и шести ничьих. [3]
С 25 ноября по 5 декабря 2007 года в Бонне прошёл один из самых ожидаемых шахматных матчей последнего времени – против абсолютного чемпиона мира Владимира Крамника играла лучшая компьютерная программа Deep Fritz 10.
У Крамника уже был опыт встречи с компьютером – в 2002 году в Бахрейне он сыграл с седьмой версией Deep Fritz. Матч состоял из восьми партий. После первой половины Крамник вёл в счете 3:1, однако в итоге всё вновь свелось к ничьей 4:4. В шестой партии того матча чемпион мира пошёл на вариант с жертвой коня, то есть решил посостязаться с машиной в чистом счёте, что, разумеется, закончилось в пользу Deep Fritz.
Создателями программного пакета для Deep Fritz являются программисты компании Chessbase голландец Франц Морш и немец Матиас Файст, которые в 1991 году впервые выпустили программу Fritz 1. В 1993 году она приняла участие в турнире по быстрым шахматам среди людей и заняла там первое место, обыграв по ходу дела самого Каспарова. В 1995 году Fritz победил на чемпионате мира среди программ, обыграв суперкомпьютер Deep Blue. Видимо, уже тогда у создателей программы зародилась мечта о приставке Deep – началось всё в свое время с программы Deep Thought («Глубокая мысль»), продолжилось «тёмно-синей» Deep Blue, после чего слово стало нарицательным, породив такие малоосмысленные сочетания, как «Глубокий Фриц» или «Глубокий юниор».
Незадолго до начала матча Владимир Крамник сообщил, что нынешний компьютер вдвое мощнее и гораздо сильнее, чем тот, с которым ему довелось играть в Бахрейне. До этого Крамник изучал программу непрерывно в течение двух недель. И даже заставлял играть с предыдущей версией, чтобы убедиться, что новая сильнее на голову. За две недели работы чемпион среди людей узнал всё или почти всё о своём «партнёре».
Первая партия матча закончилась вничью. Во второй партии на 35-м ходу Владимир Крамник «зевнул» мат в один ход и счёт стал 1,5:0,5 в пользу Deep Fritz. Третья, четвёртая и пятая партии завершились вничью. В шестой – Deep Fritz снова выиграл. Таким образом, матч закончился со счётом 4:2 в пользу искусственного интеллекта. [3]
Чем отличается игра компьютера? В первую очередь, надёжностью. Программа строго следует алгоритму и неспособна на авантюры. Логика игры не соответствует человеческой. Например, в одной из партий компьютер предпочёл мат в пять ходов с жертвой ладьи взятию ферзя в один ход, хотя большинство шахматистов выбрали бы второй вариант – ведь с лишним ферзем сложно не выиграть. Компьютер опирается на базы сыгранных шахматистами партий, поэтому найденная дебютная новинка или просто нестандартный, пусть и слабый ход – это шанс в борьбе с ним.
В 5-6 и частично в 7-фигурном эндшпиле программа заведомо будет играть идеально, без ошибок. А вот при большем количестве фигур возможности живого игрока возрастают. При переборе позиций на некоторую глубину компьютер их оценивает и в итоге выбирает вариант, в котором получит преимущество. Как производится оценка? По формальным факторам, выраженным в условных пешках. Оценивается непосредственно наличие фигур, их активность, расположение пешек: изолированные, сдвоенные, проходные, отсталые, контроль полей в центре и вблизи короля и т.д. Чем точнее модель оценки позиции, тем лучше программа владеет позиционной игрой, но поскольку модель жёстко задана, то именно здесь компьютер легче всего «подловить». Например, программа неуверенно ведёт себя в закрытых позициях. Наконец, главное «оружие» человека – это нестандартность мышления. «Антикомпьютерные шахматы» повысили шансы гроссмейстеров в игре с искусственным интеллектом. Но выявление слабостей немедленно привело к работе по их устранению. [1]
При игре человека с компьютером есть некая несправедливость – компьютер имеет доступ к множеству баз: дебютных, эндшпильных, партий ведущих игроков. Логично такой доступ дать и шахматисту-человеку. В этом случае борьба искусственного интеллекта с биологическим будет идти в более равных условиях: нестандартность мышления человека против счётных способностей машины.
Но человеку не обязательно соперничать с компьютером – память (дебютная, эндшпильная) и безупречный счёт вариантов машины в симбиозе с позиционным и творческим мышлением человека могут обогатить и усилить игру. Создатель шахматной программы «Rybka» считает, что его программа – это, в первую очередь, аналитический инструмент для самоподготовки шахматиста. И в самом деле, подавляющее большинство серьёзных игроков уже используют компьютеры для просчёта дебютных вариантов, анализа сыгранных в сильнейших турнирах партий. [1] Кроме того, проводятся турниры, в которых шахматистам разрешено пользоваться помощью компьютера. По словам самих шахматистов, чаще всего они доверяют компьютеру только расчёт тех или иных вариантов.
И не будем забывать, что лишь человек способен играть ярко, рискованно и неожиданно!