Belle использовал метод грубой силы для обыгрывания других компьютеров и людей
Шах и мат: Belle был первым компьютером, играющим в шахматы, разработанным в лабораториях Белла в начале 1970-х
Автор статьи, Аллисон Марш – адъюнкт-профессор истории из Университета Южной Каролины и один из директоров Института наук, технологий и общества имени Энн Джонсон при этом университете.
Шахматы – игра сложная. Это стратегическая игра двух соперников без скрытой информации, в которой все потенциальные ходы противника известны с самого начала. С каждым ходом игроки сообщают свои намерения и пытаются предугадать возможные ответные ходы. Возможность представлять партию на несколько ходов вперёд – это рецепт победы, которым давно интересовались математики и логики.
Несмотря на ранние механические машины, игравшие в шахматы – и, по меньшей мере, один розыгрыш – механическая игра оставалась гипотетическим вопросом до появления цифровых компьютеров. Работая над своей докторской диссертацией в начале 1940-х, немецкий пионер компьютеростроения Конрад Цузе использовал компьютерные шахматы в качестве примера при разработке языка программирования высокого уровня, названного им "планкалкюль". Но из-за Второй мировой войны его работа не публиковалась вплоть до 1972 года. Поскольку работа Цузе оставалась неизвестной британским и американским инженерам, Норберт Винер, Алан Тьюринг и особенно Клод Шеннон (с его работой 1950 года "Программирование компьютера для игры в шахматы") проложили путь к размышлениям по поводу компьютерных шахмат.
Начав работу в начале 1970-х, исследователи из телефонных лабораторий Белла Кен Томпсон и Джо Кондон разработали Belle, компьютер, игравший в шахматы. Томпсон стал одним из создателей операционной системы Unix, но ещё он очень любил шахматы. Он вырос в эпоху Бобби Фишера, и в молодости участвовал в шахматных турнирах. В лаборатории Белла он устроился в 1966 году, получив диплом магистра по электротехнике и информатике в Калифорнийском университете в Беркли.
Джо Кондон был физиком по образованию, работавшим в металлургическом подразделении лабораторий Белла. Его исследования помогли раскрыть электронную зонную структуру металлов, а интересы развивались по мере появления цифровых компьютеров. Томпсон познакомился с Кондоном, когда они с его партнёром по разработке Unix, Деннисом Ритчи, начали работу над игрой «Космическое путешествие» [Space Travel], используя микрокомпьютер PDP-7, относившийся к компетенции Кондона. Томпсон и Кондон впоследствии вместе работали над множеством проектов, включая продвижение языка С как основного языка для использования в системе коммутаторов AT&T.
Проект Belle начался как программный – Томпсон написал пробную шахматную программу в ранней инструкции для Unix. После присоединения Кондона к команде, программа превратилась в гибридный шахматный компьютер, в котором Томпсон отвечал за программирование, а Кондон разрабатывал железо.
Кен Томпсон (сидит) отвечал за программирование, а Кондон разрабатывал железо.
У Belle были три основные части: генератор ходов, оценщик позиции и таблица перестановок. Генератор ходов определял самую ценную из фигур, находящихся под угрозой, и наименее ценную атакующую фигуру, и сортировал потенциальные ходы на основе этой информации. Оценщик позиции отмечал местоположение короля и его относительную сохранность на разных этапах игры. Таблица перестановок содержала кэш памяти с потенциальными ходами, что делало оценку более эффективной.
Belle использовал метод грубой силы. Он перебирал все возможные ходы, которые может сделать игрок в текущей позиции, и рассматривал все ходы, которые мог сделать противник. Изначально Belle мог просчитывать партию на четыре хода вперёд. Когда Belle дебютировал на Северо-Американском чемпионате по шахматам среди компьютерных программ под эгидой Ассоциации вычислительной техники в 1978, где завоевал первое место, он умел просчитывать партию уже на восемь ходов вперёд. После этого Belle победил в чемпионате ещё четыре раза. В 1983 он также стал первым компьютером, завоевавшим звание «гроссмейстера».
Программисты компьютерных шахмат часто сталкивались с враждебным отношением к ним при попытке выставить свою программу против людей – некоторые из них подозревали программу в шулерства, а другие просто боялись. Захотев испытать Belle в местном шахматном клубе, Томпсон потратил много сил на установление личных связей. Он предлагал соперникам распечатку компьютерного анализа матча. Если Bell выигрывал в смешанных турнирах, где компьютеры играли с людьми, он отказывался брать приз, предлагая его следующему по порядку человеку. В итоге Belle еженедельно играл в Вестфилдском шахматном клубе в городе Вестфилд (Нью-Джерси) почти десять лет.
По контрасту с человеческими шахматными соревнованиями, где соблюдали тишину, чтобы не отвлекать игроков, компьютерные шахматные турниры были довольно шумным местом, где люди обсуждали и спорили по поводу различных алгоритмов и игровых стратегий. В 2005 году Томпсон вспоминал их с удовольствием. После турнира он чувствовал прилив сил, и возвращался в лабораторию, чтобы сразиться с очередной задачей.
Для компьютера у Belle была яркая жизнь – однажды он даже стал центром корпоративного розыгрыша. В 1978 году специалист по информатике из лабораторий Белла Майк Леск, ещё один член команды Unix, позаимствовал фирменные бланки AT&T у председателя совета директоров Джона Дибатса, и написал подложную докладную записку, где объявил о прекращении проекта T. Belle Computer.
Центром шуточной докладной записки стал философский вопрос: является ли игра человека и компьютера разновидностью коммуникаций или обработкой данных? В записке объявлялось, что верен второй вариант, из-за чего Belle нарушал антимонопольное постановление 1956 года, запрещавшее компании заниматься бизнесом, связанным с вычислительными машинами. На самом же деле директора AT&T никогда не заставляли создателей Belle прекращать играть или изобретать игры на работе, вероятно оттого, что эти их отвлечения приводили к экономически выгодным исследованиям. Розыгрыш получил известность после того, как Деннис Ритчи написал о нём в статье 2001 года для специального выпуска журнала международной ассоциации компьютерных игр, посвящённого вкладу Томпсона в компьютерные шахматы.
В своих воспоминаниях Томпсон описывает, как Belle стал также объектом международных интриг. В начале 1980 советский инженер-электрик, специалист по информатике и гроссмейстер Михаил Моисеевич Ботвинник предложил Томпсону привести Belle в Москву для проведения демонстраций. Тот вылетел из нью-йоркского аэропорта им. Джона Кеннеди, и вдруг обнаружил, что Belle не было на его самолёте.
Судьбу Belle Томпсон узнал, пробыв в Москве несколько дней. Сотрудник службы безопасности лабораторий Белла, подрабатывавший в аэропорту, увидел коробку от лабораторий с надписью «компьютер», которую везли через таможню. Охранник предупредил своих друзей из лабораторий, эта история дошла до Кондона, и тот позвонил Томпсону.
Кондон предупредил Томпсона, чтобы тот выбросил запасные части для Belle, которые тот вёз с собой. «Тебя, скорее всего, арестуют по возвращению домой», — сказал он. «За что?» – спросил Томпсон. «За контрабанду компьютеров в Россию», — ответил Кондон.
В воспоминаниях Томпсон предполагает, что Belle пал жертвой мнения рейгановской администрации по поводу «утечки технологий» в СССР. Чрезмерно ретивые таможенники США заметили коробку Томпсона и конфисковали её, однако не сообщили об этом ни ему, ни в лаборатории. Его московская принимающая сторона согласилась, что винить в этом нужно Рейгана. Когда Томпсон встретился с ними, чтобы объяснить, что Belle задержали на таможне, глава советского шахматного клуба заметил, что аятолла Хомейни законодательно запретил шахматы в Иране на том основании, что они были противны богу. «Не думаете ли вы, что Рейган сделал это, чтобы запретить шахматы в США?» – спросил он Томпсона.
По возвращению в штаты Томпсон воспользовался советом Кондона, и оставил запасные части в Германии. По прибытию его никто не арестовал, ни за контрабанду, ни за что-либо иное. Однако попытавшись забрать Belle в аэропорту, он получил отказ на основании того, что он нарушает закон об экспорте – устаревший монитор Belle от компании Hewlett-Packard оказался в списках запрещённых к вывозу предметов. Лаборатории Белла заплатили штраф, и Belle в итоге вернули.
После того, как Belle несколько лет доминировала в мире компьютерных шахмат, её звезда начала закатываться, поскольку появились более мощные компьютеры с более хитрыми алгоритмами. Главным среди них был Deep Blue от IBM, привлекший внимание международной общественности в 1996 году, выиграв игру против чемпиона мира Гарри Каспарова. В итоге Каспаров выиграл матч, но это заложило основы реванша. В следующем году, претерпев существенное обновление, Deep Blue победил Каспарова, став первым компьютером, обыгравшим чемпиона мира среди людей в турнире, где регулируется время.
Моё внимание к Belle привлёк фотограф Питер Адамс, и его история демонстрирует, как важно дружить с архивариусами. Адамс фотографировал Томпсона и многих из его коллег по лабораториям Белла для серий портретов «Лица открытого кода». В процессе изысканий Адамса корпоративный архивариус лабораторий Белла Эд Экерт дал ему разрешение на фотографирование некоторых артефактов, связанных с исследовательской лабораторией Unix. Адамс записал Belle в свой список желаний, но предположил, что он сейчас находится в какой-нибудь музейной коллекции. К его изумлению он узнал, что машина всё ещё стоит в Nokia Bell Labs в Мюррей-Хилл (Нью-Джерси). Как писал мне Адамс, «до сих пор можно было разглядеть на нём износ от всех сыгранных им шахматных партий».
