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计算机下棋简史 棋牌游戏- 棋牌游戏平台-APP下载AlphaZero完爆世界棋类冠军背后 发布时间:2025-07-14

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  土耳其人”在欧洲巡演了几十年,最后被人发现是个彻头彻尾的假货:那个装置里总是有个活人,而且是个下棋高手。肯佩伦只是发明了个魔术而已。那时的水平,想造台会下棋的机器,门儿都没有。1827年,“土耳其人”到美国巡演时,请了美国当时的顶级高手施伦伯杰(Schlumberger)藏匿其中。在巴尔的摩的一­­次表演中,两个孩子发现施伦伯杰频繁出入后台,发现了这个秘密并透露给报界。见过这台机器的高人(如富兰克林和巴贝奇)一开始就猜这是魔术而不是科技。但当时还是有很多人愿意相信“土耳其人”线年马泽尔和施伦伯杰相继去世,随后“土耳其人”也退役,被费城的中国博物馆收藏,1854年博物馆的一场大火彻底摧毁了“土耳其人”。

  下棋一直就是人类智能的挑战,自然也成了人工智能的标志之一。二战没结束时,图灵就研究计算机下棋,他1947年编了第一个下棋程序,可惜那时计算机的时间(简称“机时”)很宝贵,轮不到他上机——地主家没余粮,图灵也不能保证机时。但即使后来拿到机时,那机器和程序的水平也很有限。米奇(Donald Michie)是图灵的追随者,1950年试着在纸上模拟程序,和图灵对弈,但这实在不是办法。图灵在曼彻斯特大学的同事普林茨(Dietrich Prinz)接着图灵的思路,在1951年写了一个残局程序,能在离将死还有两步的情况下,找到最优解。这个问题也被称为“两步将死”(mate-in-two)问题。

  几乎和图灵同时,冯诺伊曼也在研究计算机下棋,他和经济学家摩根斯顿合作的《博弈论》1944年出版,其中首先提出两人对弈的Minimax算法。香农(Claude Shannon)1950年在《哲学杂志》发表“计算机下棋程序”(Programming a Computer for Playing Chess)一文,开启了计算机下棋的理论研究,其中主要思路在“深蓝”和AlphaGo中还能看到。有趣的是,战时图灵在布莱彻利庄园破解德国密码,而香农在贝尔实验室研究密码理论,其中还用到了他后来发明的信息论。图灵的工作涉及军事,直到1974年才部分解密,而香农则偏理论。图灵战时到访美国普林斯顿大学和贝尔实验室,曾和香农多次会晤,但他们从来没聊过密码学,尽管香农猜到了图灵在干啥。

  1950年香农去英国参加信息论会议时到曼彻斯特大学图灵的办公室回访,他们这次只聊了下棋和大脑,仍然没聊密码。图灵没有参加这次在伦敦的会议,但贡献了两篇短文,一篇讲机器学习,另一篇讲下棋。直到图灵的工作解密,香农才知道图灵在战时已经用到了“熵”,但是不是从了解信息论的美国同事处学来的就无从考证了。信息安全专家史密斯(S. W. Smith)曾写过一篇题为“图灵来自火星,香农来自金星”的文章,很明显这是受那本《男人来自火星,女人来自金星》的启发。

  Minimax算法中,二人对弈的一方为max,另一方为min,max一方的评估函数要越高越好,min一方的则越低越好。max和min的对弈就形成了博弈树。树的增长是指数式的,当树很深时,树的规模会变得不可控。达特茅斯会议的组织者之一麦卡锡首先提出α-β剪枝术以控制树的增长。纽厄尔、司马贺和肖(Newell,Simon,Shaw,简称NSS)在他们著名的定理证明程序之后,又做了下棋程序。他们首先实现了α-β剪枝术,其程序是在一台Johnniac上实现的。原始的Minimax算法是在博弈树被全部画出后再静态地计算评估函数,而α-β剪枝术则采取边画树边计算评估函数的动态方法。当评估函数的值超越给定的上界和下界时,树的搜索过程就停止,这样大大减少了树的规模。平均而言,在同样资源限制下,α-β剪枝术要比原始Minimax算法搜索的树深度多一倍,也就是说,可以比Minimax向前看的步数多一倍。

  当时麻省理工学院的程序员格林布拉特(RichardGreenblatt)也在改进Kotok的程序,还是位成绩不错的棋手。他在PDP-6上实现了程序MacHack VI。1966年,一直批评人工智能的哲学家德雷弗斯*也和MacHack对弈过一局,并且输给了MacHack,这倒没有改变他对待人工智能的态度。1967年MacHack参加象棋锦标赛,并累计积分1400 ,这相当于不错的高中生水平。这个程序用了16KB内存,后来PDP的厂家DEC把它预装到所有PDP系列的机器中。MacHack也是Internet前身ARPANET上最早的网络游戏。当时给格林布拉特帮忙的志愿者中有个人叫克柔可(Steve Crocker),他后来成为Internet前身ARPANET的重要人物,并创办了互联网标准化组织IETF且写了第一个标准化文本RFC。

  司马贺在1957年预言十年内计算机下棋程序可以击败人类,明显未果,于是他在1965年再度预言这个目标在20年内可以实现。1968年国际象棋大师列维(David Levy)和麦卡锡打赌十年内机器不可能赢列维。1978年最厉害的计算机程序CHESS和列维比了一盘,自然是列维赢,麦卡锡为此输了500英镑。CHESS在20世纪70年代末80年代初一直是计算机下棋的冠军。此时尚看不到计算机短期内可以赢人的可能性。

  1971年,当年击败Kotok-McCarthy的苏联小组改进了他们的程序,新程序名叫KAISSA(象棋女神)。KAISSA和传奇大师斯帕斯基(Boris Spassky)赛了两局,一负一和,这个战绩惊动了棋界。1972年KAISSA接受了《共青团真理报》的挑战:KAISSA将和读者下两盘,《共青团真理报》从读者寄来的各种走法中挑出推荐最多的。这其实就是“众包”概念的雏形。最终,KAISSA还是一负一和。但1972年斯帕斯基却又输给美国怪人菲舍尔(Bobby Fischer),这是美国第一次在国际象棋领域战胜苏联,尼克松稍晚在会见勃列日涅夫时送了对手一副袖珍国际象棋,成心恶心人家。

  1970年开始,美国计算机学会(ACM)的年会都在晚餐时举行计算机象棋比赛,作为娱乐节目。CHESS连着四年都是冠军。第二届时,纽厄尔的学生柏林纳(Hans Berliner)参加了,取得第二名,这鼓舞了纽厄尔,他决定把柏林纳留校,专职在卡内基梅隆大学研究计算机做计算机象棋。柏林纳本人也是国际象棋高手,曾赢得美国通讯赛冠军,他留校后,并没有走教学制(tenure track),而是走了研究口——卡内基梅隆的研究制教员也分三级,研究员(Research Scientist)对应助理教授,高级研究员(Senior Research Scientist)对应副教授,而首席研究员(Principal Research Scientist)对应正教授。后面几年的比赛,都有纽厄尔的学生参加,成绩不错。

  1974年,为了给在瑞典斯德哥尔摩召开的“国际信息联合会大会”(IFIP)找点乐子,组织者仿效美国计算机学会年会的做法,举行了第一届世界计算机象棋锦标赛。锦标赛的组织者是刚从哥伦比亚大学转往加拿大麦吉尔大学的牛伯恩(Monty Newborn)。除了计算机下棋,牛伯恩的另一个兴趣是机器定理证明,他写过两款定理证明程序,参加各种定理证明比赛。尽管他的下棋程序和定理证明程序在比赛中并没有出色表现,但他写的下棋和定理证明的书却很有意思。第一次锦标赛,除了美国和加拿大的几位高手外,还邀请了欧洲的几个团队,当然要包括苏联神秘的KAISSA。KAISSA击败了在ACM年会拿了四次冠军的CHESS,赢得头筹,报了两年前斯帕斯基输给菲舍尔的一箭之仇。勃列日涅夫倒是没把当年那副袖珍棋送还给已经下台的尼克松,不知算是小气还是大度。

  进入20世纪80年代,又出了新一茬象棋程序。当时最厉害的两个电脑棋手,一个是跑在超级计算机克雷上的Blitz,另一个则是贝尔实验室的专用机器Belle。Belle的发明人之一汤普森(Ken Thompson)那可是了不起的人物,在计算机界无人不晓。他最杰出的成绩是发明了UNIX操作系统(现在苹果操作系统、波音747的飞行系统和安卓手机操作系统都是Unix的变种)和C语言,1999年被克林顿授予美国“国家技术奖章”。他在计算机下棋上的贡献多少被略视了。在1982年的北美计算机象棋锦标赛上,Belle击败了Blitz。Belle是第一个取得“大师”称号的计算机棋手。1982年在去苏联比赛的路上,Belle被美国政府在肯尼迪机场海关没收,理由是企图向苏联输送先进武器,Belle的终端里确实有当时对苏联禁运的超大规模集成电路。拖了小一年功夫,最后汤普森等破费了600美元罚款,才赎回Belle,但比赛耽误了。

  20世纪80年代中期,卡内基梅隆大学的柏林纳开始用专用硬件来实现下棋机,他的成果HiTech马上成为最强的机器棋手。这时来自中国台湾的许峰雄到卡内基梅隆大学计算机系跟随孔祥重读计算机体系结构(常说的“硬件”)方向的博士,孔祥重是孔子的嫡孙。许峰雄的室友很快把他拉到HiTech项目帮忙设计一个硬件的评估函数,但许峰雄却和柏林纳关系不睦。在资金有限的情况下,许峰雄和几个研究生利用业余时间快速开发出了ChipTest,而ChipTest立即变成了HiTech的竞争对手,并受到柏林纳的打压。许峰雄在计算机系也变成众矢之的,每次都是靠导师孔祥重的帮忙化险为夷。ChipTest的改进版“深思”(Deep Thought)1989年赢得弗雷德金二等奖:成为第一个国际象棋特级大师的机器棋手,累计分超过2400。随后HiTech也加入这个行列。而此时IBM意识到“深思”的商业价值,于是劝说整个团队在毕业后加入IBM,开发下棋机,把对手锁定为当时的世界冠军俄罗斯特级大师卡斯帕罗夫。卡斯帕罗夫对机器下棋非常熟悉,他在屡次和机器对决后曾说:机器下棋没有洞见(insight)。

  瑞典青年棋手卡尔森(Magnus Carlsen)就是如此。内行说卡尔森的下法很像计算机。2013年卡尔森在印度的金奈(Chennai)客场击败印度老将、卫冕冠军阿南德。现在两台个人电脑下棋,人已经看不懂它们在下什么。尽管如此,“深蓝”队员,同样毕业于卡内基梅隆大学的坎普尔(Murray Campbell)仍然不认为机器有智能。这其实是整个“深蓝”团队的意见,他们都不是人工智能出身,反而和同系的人工智能教授结下梁子。“深蓝”获胜后,美国人工智能学会(AAAI)曾经组织过一个研讨会,对人工智能启发式搜索做出过杰出贡献的加州大学洛杉矶分校教授科夫(Rich Korf)曾不满“深蓝”团队的立场。

  说来话长,冯诺伊曼在普林斯顿大学设计计算机的主要助手是伯克斯(Arthur Burks),伯克斯培养了有史以来第一个计算机科学的博士霍兰德(John Holland)。霍兰德发明了遗传算法。霍兰德的一个有名的学生是科德(Edgar Codd),因发明关系数据库而获图灵奖。巴托是霍兰德的一个大器晚成的弟子,巴托博士毕业后被神人阿比卜(Michael Arbib)招到麻省大学计算机系,在那里培养了自己的第一个博士生萨顿。在经历了人工智能的此起彼伏后,萨顿现在阿尔伯特大学任教。正是他和已经转向围棋研究的舍佛的碰撞,萌生了把强化学习应用到围棋的想法。在神经网络的低潮期,巴托和萨顿利用他们所在的麻省大学计算机系和GTE实验室资助了一帮同仁,其中就有后来成大器的麦克·乔丹。

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