Человек и компьютер. Взгляд в будущее - Гарри Каспаров

После партии я спросил Фредерика, не думает ли он, что Deep Blue мог использовать секретное оружие, чтобы добиться такой чудесной ничьей. Ходили слухи, что компьютер имеет доступ к эндшпильным базам, и если так оно и было, то в этом следовало винить Томпсона. В 1977 году Кен представил на чемпионате мира по шахматам среди компьютерных программ свое новое творение — базу данных окончаний шахматных партий, которая позволяла в совершенстве разыграть эндшпиль с королем и ферзем против короля и ладьи (KQKR). Это был не шахматный движок, поскольку анализа и оценки не требовалось. По сути, Томпсон создал базу данных, которая генерировала позиции в обратной последовательности — то, что мы называем ретроградным анализом. Она начинала с мата и, продвигаясь к началу, находила все возможные позиции с указанным материалом. Затем в каждой из этих позиций она определяла оптимальный ход. Например, при игре на стороне ферзь+король эндшпильная база KQKR всегда делала ходы, ведущие к самому быстрому мату, а при игре на стороне ладья+король всегда выбирала ходы, максимально отдаляющие мат. Она играла не просто как бог. Она была богом. Или, точнее, шахматной богиней Каиссой!

Это ознаменовало прорыв в компьютерных шахматах, где эндшпиль с его тонкостями традиционно являлся слабым местом машин. Человек может взглянуть на пешечный эндшпиль и мгновенно увидеть, что если у него на одном участке доски есть две пешки против одной, то он может провести одну из своих пешек до края доски и превратить ее в ферзя. На это может потребоваться 15 или даже 20 ходов, но человеку не нужно просчитывать каждый ход, чтобы понять, что может произойти. А вот компьютеру, чтобы схватить суть позиции, нужно просчитать все ходы вплоть до превращения пешки в ферзя, но это зачастую требует анализа, слишком глубокого даже для самых сильных шахматных программ.

С появлением эндшпильных баз ситуация начала меняться. Вместо того чтобы проводить расчеты на протяжении всей партии, теперь машине нужно было только достичь позиции, включенной в эндшпильную базу, чтобы точно знать, к чему она ведет — выигрышу, проигрышу или ничьей. Можно сказать, что машины вдруг стали ясновидящими. Конечно, не каждая партия достигает эндшпиля, поэтому полезность эндшпильных баз была ограничена, но по мере того как они становились все обширнее и включали все больше фигур и пешек, они превратились в новое мощное оружие в компьютерном арсенале.

Эндшпильные базы Томпсона также стали первым новшеством в компьютерных шахматах, оказавшим влияние и на человеческие шахматы. Создав свою первую базу KQKR, Кен бросил вызов гроссмейстерам — он предложил им победить его машину, играя ферзем. Имейте в виду, что для сильного игрока считается несложным выиграть эндшпиль с ферзем против ладьи; общий алгоритм описан в каждом эндшпильном справочнике. Невероятно, но машина показала, как на самом деле непроста такая задача: она делала ходы, необъяснимые даже для гроссмейстеров.

Шестикратный чемпион США Уолтер Браун проиграл пари Томпсону, не сумев переиграть его эндшпильную машину менее чем за 50 ходов — по правилам именно столько ходов имеют шахматисты, пытающиеся выиграть в подобных позициях, после чего обороняющаяся сторона может потребовать ничьей. Браун, азартный по натуре человек, готовился в течение нескольких недель и со второй попытки одержал победу точно на 50-м ходу, вернув себе свои деньги. Между тем согласно эндшпильной базе при идеальной игре эта позиция выигрывалась всего в 31 ход. Впервые компьютеры продемонстрировали, что шахматные способности людей далеки от совершенства.

Чтобы добавить в базу любую новую фигуру, необходимы огромные объемы памяти, что поначалу делало эндшпильные базы неподходящими для большинства шахматных программ. Одна из наиболее популярных баз требует 30 Мбайт для четырех фигур, 7,1 Гбайт для пяти фигур и 1,2 Тбайт для шести фигур. Они получили широкое распространение, когда появились новые методы генерации и сжатия данных и более емкие жесткие диски.

Как при просчете шахматной партии с самого начала дерево поиска разрастается слишком быстро, так и в эндшпильных базах деревья вариантов быстро становятся слишком разветвленными и сложными, чтобы можно было просчитать партию с конца. Теоретически можно сгенерировать эндшпильную базу с 32 фигурами, но трудно даже представить, какой объем памяти ей нужен. Семифигурные базы, создание и хранение которых требуют огромного ресурса вычислительных мощностей, начали появляться только в 2005 году. Сегодня существуют полные базы семифигурных окончаний с объемом памяти около 140 Тбайт, создание которых занимает несколько месяцев. Первую полную базу семифигурных окончаний, ныне доступную в интернете, разработали российские исследователи Виктор Захаров и Владимир Махнычев на суперкомпьютере «Ломоносов» в Московском государственном университете.

Разработка эндшпильных баз привела к интересным открытиям, касающимся сложности шахмат, и одновременно к опровержению некоторых предположений, на которые веками опирались при шахматном анализе. Например, оказалось, что в самой длинной матовой позиции для семифигурного сочетания КрФККрЛКС (король, ферзь и конь против короля, ладьи, коня и слона) при лучших ходах обеих сторон мат достигается в 545 ходов. Также были переоценены более распространенные и хорошо известные позиции. Веками считалось, что в ряде позиций с двумя слонами против идеально расположенного коня выигрыш невозможен, но эндшпильные таблицы показали, что это не так.

Шахматные задачи типа «белые начинают и выигрывают» или «белые начинают и ставят мат в три хода» издавна пользуются заслуженной популярностью. Раньше их часто публиковали в шахматных колонках местных газет (сейчас, увы, остается все меньше таких колонок, да и самих местных газет). Многие из подобных задач имеют очень красивые и неординарные решения. Но машину не волнует эстетический аспект, и она отвергает множество комбинаций.

Иногда людям бывает полезно посмотреть, как эндшпильная база разыгрывает ту или иную распространенную позицию, но такое случается редко. Нам нужны общие установки и эвристические правила, которые мы можем применить на практике, например такие как «держать ладью позади проходных пешек» или «имея ладью против ферзя, держать ладью возле своего короля». Но эндшпильные таблицы обычно никак не помогают людям понять, как разыграть тот или иной эндшпиль. Даже для меня 99 % ходов, предлагаемых эндшпильными таблицами в некоторых позициях, совершенно непонятны. Я изучил несколько шести- и семифигурных окончаний, требующих более двухсот ходов, и в подавляющем большинстве случаев первые 150 ходов выглядели так, будто на доске ничего не происходит: я не мог понять логику с виду хаотического передвижения фигур. Только в позициях, ведущих к мату через 40–50 ходов, мне удалось разглядеть некоторую методику в «бессмысленных» манипуляциях машины.

Но одно дело — сражаться с гигантской дебютной базой, подготовленной командой гроссмейстеров. И совсем другое — противостоять эндшпильной базе с ее в буквальном смысле совершенной игрой. Впоследствии, когда эндшпильные базы стали более проработанными и распространенными, в матчах между людьми и машинами организаторы вводили специальные правила, чтобы обеспечить равные условия для обеих сторон. Например, когда я играл в 2003 году с программой Deep Junior, решили, что «если будет достигнута позиция, которая имеется в эндшпильной базе машины, и если при правильной игре эта позиция приведет к ничьей, то партия немедленно завершается». Иначе оставшаяся часть партии могла бы из состязания превратиться в пасьянс «Солитер».