«Каиссе» 50 лет: как советская программа впервые выиграла чемпионат мира

Откуда вышла «Каисса»

Корни истории уходят в 1960-е, в Институт теоретической и экспериментальной физики (ИТЭФ). К тому времени кибернетика в СССР перестала быть «буржуазной лженаукой». Ученые всерьез задумались: а может ли машина не просто считать, но и «мыслить»? Термин «искусственный интеллект» уже существовал, но у нас предпочитали говорить «эвристическое программирование». И одним из его главных полигонов стали игры.

Экспериментировали с разным — от крестиков-ноликов до преферанса. Но шахматы оказались идеальным полем боя. Во-первых, здесь были четкие критерии: программа играет на уровне третьего разряда, кандидата в мастера, гроссмейстера. Во-вторых, механизм перебора ходов можно было применить и в других, куда более серьезных областях. Так шахматные программы стали лабораторией для отработки алгоритмов принятия решений. Ученые искали способы научить машины решать невычислительные задачи.

По современным меркам их успехи кажутся скромными: мешали и ограничения памяти компьютеров, и не до конца ясное понимание пути. Но уже тогда, в 60-х, они предполагали: через 20–30 лет машина обыграет чемпиона мира. Провидцы, ничего не скажешь.

Лаборатория ИИ и матч со Стэнфордом

В ИТЭФе существовала математическая лаборатория под началом Александра Кронрода — энтузиаста вычислительных машин. Помимо расчетов для физиков, там зародился семинар, ставший неформальной лабораторией ИИ. Там занимались распознаванием образов, созданием игровых алгоритмов и многим другим. Предшественница «Каиссы» была написана в 1966 году. А через год ей предстояло сойтись в матче с программой из Стэнфорда.

Идею такого поединка подал не кто иной, как Джон Маккарти — тот самый, кто придумал сам термин «искусственный интеллект». Он бывал в Москве, общался с советскими коллегами и однажды предложил: «А давайте сыграем?» Директор ИТЭФ Абрам Алиханов идею поддержал. Политического подтекста никто не искал — это была чистая наука.

Матч из четырех партий растянулся почти на год. Ходы передавали по телеграфу. Днем компьютеры считали задачи для физиков, а ночью — анализировали шахматные позиции. Порой на один ход уходило по две ночи. Неспешно, но уверенно советская программа победила со счетом 3:1.

Хотя цель была научной, радость от победы никуда не делась. Для ИТЭФа это стало весомым аргументом продолжать исследования. Американцы, кстати, тоже не остались внакладе: они использовали поражение, чтобы выбить дополнительное финансирование, заявив, что в этой области СССР их опережает.

Рождение шахматной программы

В 1968 году после скандала с подписанием правозащитного письма коллектив лаборатории перешел в Институт проблем управления (ИПУ). Новое начальство смотрело на «компьютерные игрушки» скептически — институт занимался системами управления предприятиями. Но ученым все же позволили продолжить работу.

Переход сопровождался кадровыми потерями, но на помощь пришла талантливая молодежь — выпускники знаменитой московской Седьмой школы, где преподавал Кронрод. Среди них был Михаил Донской, будущий ключевой разработчик «Каиссы».

В ИПУ ученые получили новую машину — английскую ICL 4-70. Пришлось полностью переписывать программу под новую архитектуру. Так, по сути, родилась новая программа. Ее назвали «Каисса» — в честь мифической богини шахмат. Год рождения — 1971-й.

Ядро команды составили Владимир Арлазаров, Михаил Донской и Георгий Адельсон-Вельский. Любопытно, что большинство из них были шахматистами-любителями. Исключения — мастер спорта Александр Битман и кандидат в мастера Владимир Арлазаров. Но это даже соответствовало философии проекта: минимизировать использование специфических шахматных знаний в алгоритме, заставить машину «думать» универсально.

«Каисса» против читателей газет

Первую серьезную проверку программа прошла в матчах против читателей «Уральского рабочего» и «Комсомольской правды». Редакции предложили игру, а разработчики увидели в этом отличный стресс-тест.

Схема была занятной: газета публиковала позицию, читатели присылали варианты хода, выбирали самый популярный. Ученые вводили его в машину, та за выходные просчитывала ответ. Оба матча длились около года.

С «Уральским рабочим» «Каисса» справилась (и даже получила в награду кусок уральского камня). А вот «Комсомолке» проиграла — 1,5:0,5. Программа играла на уровне третьего разряда и имела уязвимости. Например, в эндшпиле, где нужно просчитывать далеко вперед, ее скромных 3–4 ходов глубины не хватало. Но поражение не расстроило разработчиков — оно дало пищу для улучшений. Кстати, свое имя «Каисса» получила именно во время этого матча от шахматного обозревателя Виктора Хенкина.

К программе проявляли интерес и гроссмейстеры. Михаил Ботвинник, сам занимавшийся алгоритмами, обсуждал с создателями совместную работу. Леонид Бронштейн как-то даже попросил у них расчет вариантов для отложенной партии — и позже утверждал, что это помогло ему победить.

WCCC — 1974 — Стокгольм

К началу 70-х компьютерными шахматами увлекались уже во многих странах. Международная федерация по обработке информации (ИФИП) решила организовать первый чемпионат мира. Место — отель Birger Jarl в Стокгольме. Участники — 13 программ из 8 стран.

К турниру «Каиссу» серьезно улучшили: внедрили алгоритм альфа-бета отсечения, научили анализировать позицию во время хода соперника. Главным фаворитом считалась американская Chess 4.0 от Северо-Западного университета. Разработчики «Каиссы» сомневались, смогут ли тягаться с этим монстром. Но у них была своя козырная карта — блестящая школа программирования, позволявшая выжимать из техники максимум.

Чемпионат прошел с 4 по 8 августа. Из-за размеров ЭВМ в зале стояли лишь пара компьютеров, остальные «играли» удаленно, передавая ходы по телефону. Пока машины думали, их создатели общались, делились опытом — так зарождалось международное сообщество.

«Каисса» выиграла все четыре партии и стала первым чемпионом мира. Организаторам даже пришлось устроить дополнительный матч с Chess 4.0 — он завершился вничью. Справедливость восторжествовала.

Советский ИИ — тогда и сегодня

Победа в Стокгольме стала громким событием. В СССР ее преподнесли как триумф отечественной науки. На Западе, особенно в США, поражение подстегнуло инвестиции в компьютерные шахматы. Мир увидел, что машины способны на сложную логику.

«Каисса» участвовала еще в двух чемпионатах, но не побеждала. К 80-м отставание советской вычислительной техники стало критическим. Да и сами создатели постепенно переключились на другие задачи — коммерциализация шахматных программ лишила их чисто научного азарта.

Триумф 1974 года стал первой и, кажется, последней громкой победой советского ИИ на мировой игровой арене. Но только в играх. В фундаментальной науке наследие тех ученых живо: АВЛ-дерево, «алгоритм четырех русских» — эти разработки вошли в золотой фонд компьютерных наук. Они доказали, что «думать» машины могут. Остальное было делом времени и техники.