Успешный дебют. Как советская программа стала первым чемпионом мира по шахматам

Еще один чемпион

Советская, а затем и российская шахматная школа — одна из сильнейших в мире. В разные годы титул лучшего на планете удерживали Михаил Ботвинник, Василий Смыслов, Михаил Таль, Тигран Петросян, Борис Спасский, Анатолий Карпов, Гарри Каспаров*, Александр Халифман и Владимир Крамник. Но этот список неполный. В августе 1974-го чемпионом мира стала «Каисса» — компьютерная программа, разработанная Институтом проблем управления Академии наук СССР. Как раз в те годы случился технологический скачок: огромные шкафы с электронной начинкой уступали место первым персональным компьютерам. В 1976-м Стив Джобс наладил выпуск Apple I, через год Atari выпустила в продажу одну из самых успешных игровых консолей в истории — модель «2600», а между узлами связи министерства обороны США уже вовсю передавала данные Arpanet — сеть, в будущем ставшая интернетом.

Модные сегодня технологии искусственного интеллекта 50 лет назад еще находились в зачаточном состоянии. Скажем, разработчики компьютеров и программ делали первые шаги в распознавании символов. Игры тоже были одним из приоритетных направлений. Вполне логично, что однажды искусственный интеллект обучили и шахматам.

Одну из первых шахматных программ написали в Институте теоретической и экспериментальной физики (ИТЭФ) в 1966 году. Конечно, для сотрудников математической лаборатории шахматы не были основным профилем. Их главной обязанностью оставался расчет физических моделей, но в свободное время им позволили заниматься шахматным проектом. Программу от ИТЭФ запускали на компьютере М-20 — огромном по современным меркам устройстве с мизерными 24 Кб памяти. В 1967-м программа сразилась с американским аналогом — разработкой Стэнфордского университета в Калифорнии. Матч длился около года (ходы передавались по телеграфу) и закончился победой советской программы. 

Увлеченные шахматным проектом сотрудники ИТЭФ вскоре перешли на работу в Институт проблем управления. Но разработка продолжилась. Так появилась «Каисса» — программу назвали в честь придуманной в эпоху Возрождения якобы древнегреческой богини шахмат (естественно, в античном мире об этой игре еще не знали, поэтому у эллинов никакой Каиссы не было). В 1974-м она стала лучшей среди 13 участников прошедшего в Стокгольме первого чемпионата мира по шахматам среди компьютерных программ. Тогда программа работала на британском «железе» ICL 4-70 с 200 Кб памяти. 

«Каисса» действительно была прорывной разработкой. В нее внедрили дебютную книгу на 10 тыс. ходов. Программа использовала новый алгоритм отсечения неудачных позиций. В отличие от предшественников она могла просчитывать комбинации, пока противник обдумывал свой ход. «Способ перебора у нас был оригинальный, — рассказал в интервью «Снобу» директор по науке Smart Engines Владимир Арлазаров, который был одним из разработчиков «Каиссы». — Порядок выбора ходов, определение глубины перебора и так далее — все было свое. Думаю, что за счет именно этого мы хорошо выступали и в 1967-м, и в 1974-м, потому что машины, на которых мы играли, всегда были немного слабее или сильно слабее по сравнению с соперником. Но у нас были очень хорошие программисты. Они нивелировали недостатки вычислительной машины». 

Старая и новая школы

Авторы программы были не так уж сильны в шахматах, но это и неважно. В «Каиссу» заложили знания из разных учебников — ничего специфического и глубокого. Например, искусственный интеллект знал, что сдвоенные пешки — это плохо, а если у фигуры много вариантов для следующего хода — это хорошо. Все остальные решения программа принимала самостоятельно, отталкиваясь от позиции на площадке, выбирая оптимальные комбинации. 

Конечно, советские программисты создавали «Каиссу» прежде всего из любви к своему делу. Но их разработка в будущем должна была сильно изменить мир шахмат. Не все профессиональные игроки признавали, что за компьютерами будущее. Например, чемпион мира по шахматам 1960–1961 годов Михаил Таль был сторонником старой школы и относился к новшеству без энтузиазма. Ботвинник, наоборот, даже участвовал в создании программ. Его проект «Пионер» не просто анализировал ходы, а пытался смоделировать мышление человека. А международный гроссмейстер Юрий Авербах приезжал к разработчикам «Каиссы». «Помню, он пришел к нам где-то в четыре и до двенадцати ночи не хотел уходить. Ему было жутко интересно», — вспоминает Владимир Арлазаров. Претендент на шахматную корону Давид Бронштейн даже звонил создателям «Каиссы», чтобы программа посоветовала ему лучший вариант для ферзевого эндшпиля. 

Энтузиазм разработчиков Института проблем управления угас через несколько лет — продолжать работу не позволяло быстрое развитие технологий, за которым не поспевало советское «железо». В 1980-м «Каисса» снова выступила на чемпионате мира, но победил программно-аппаратный комплекс Belle, созданный американской компанией Bell Labs. Передовые разработки в те годы также представили Университет Карнеги-Меллона в Пенсильвании и Северо-Западный университет в Иллинойсе. США стали главными в мире шахматных программ.

Компьютер сильнее 

Компьютеры не сразу научились играть лучше человека. В 1980-е лидером в этой области стала компания IBM. Она довела до ума компьютер Deep Thought, первоначально созданный в Университете Карнеги-Меллона. В 1988-м он переиграл датского гроссмейстера Бента Ларсена и экс-чемпиона мира Михаила Таля, но с сильнейшими шахматистами тех лет не справился. Следующей ступенью развития стал знаменитый Deep Blue. В 1997-м вторая версия компьютера от IBM оказалась сильнее чемпиона мира по версии Профессиональной шахматной ассоциации Гарри Каспарова*, что символизировало новую веху в развитии технологий. «Разработчики пришли к тому, чтобы улучшать компьютеры за счет увеличения количества ходов, которые способна рассмотреть программа, — объяснил в интервью «Снобу» российский гроссмейстер Сергей Иванов. — Чем мощнее становилась аппаратная платформа, тем сильнее она играла в шахматы. Причем оценочные функции у программы и человека совпадали  — качество материала, то есть оставшихся на доске фигур, их расположение и так далее. В какой-то момент перебор стал проходить так быстро и на такую глубину шахматной партии, что даже самый маститый гроссмейстер уже не мог соревноваться с компьютером».

Сегодня Deep Blue — уже устаревшая разработка. Если прежде ходы рассчитывал суперкомпьютерный кластер с 30 Гб оперативной памяти и десятками специализированных процессоров, то современные программы работают на привычных нам устройствах. Самый известный шахматный движок — это Stockfish, способный проанализировать 60 млн позиций в секунду. Это действительно много. Скажем, рейтинг экс-чемпиона мира норвежца Магнуса Карлсена колеблется в районе 2850, а у Stockfish он 3200–3300. Ни один человек не в состоянии играть на равных с компьютером. 

Впрочем, и у движка появился достойный конкурент — нейросеть AlphaZero. В 2017-м она разгромила Stockfish: из 100 партий AlphaZero взяла 28, ее соперник — ни одной, остальные закончились вничью. «AlphaZero — это самообучающаяся программа, — пояснил Сергей Иванов. — Она научилась играть в шахматы за шесть часов. Шахматисты еще долго анализировали те партии. С тех пор у Stockfish появилось еще несколько версий. Тогда играла восьмая, а сейчас существует 16-я. Компьютеры научились оценивать позиции ничуть не хуже чем человек. Да, пока программисты не могут оцифровать интуицию. Программы давно могут рассчитывать комбинации на 20 ходов, но сложный позиционный маневр или внезапная жертва пешки ради инициативы — это им долго было не под силу. И похоже, что в районе 2017–2018 годов случилось вторжение движков в чисто человеческие области». 

* Минюст РФ считает Гарри Каспарова иностранным агентом, Росфинмониторинг включил его в список террористов и экстремистов. 

Автор: Юрий Истомин