V sedmém tahu rozhodující partie udělal černý něco, co dnes někteří považují za kritickou chybu. Když černý popletl tahy Caro-Kannovy obrany, bílý toho využil a obětí jezdce vytvořil nový útok. Za dalších pouhých 11 tahů si bílý vybudoval tak silnou pozici, že černému nezbylo než uznat porážku. Poražený reagoval výkřikem o nečisté hře – šlo o jedno z nejostřejších obvinění z podvodu, jaké kdy v turnaji padlo, což zažehlo mezinárodní konspirační teorii, o níž se pochybuje i po 20 letech.
Nebyla to obyčejná šachová partie. Není neobvyklé, že poražený hráč obviní svého soupeře z podvádění – v tomto případě však byl poraženým tehdejší mistr světa v šachu Garry Kasparov. Vítěz byl ještě neobvyklejší: superpočítač IBM Deep Blue.
Díky porážce Kasparova 11. května 1997 se Deep Blue zapsal do historie jako první počítač, který porazil mistra světa v zápase na šest partií při standardní časové kontrole. Kasparov vyhrál první partii, druhou prohrál a v následujících třech remizoval. Když Deep Blue vyhrál poslední partii, Kasparov tomu nechtěl uvěřit.
V ozvěně podvodů se šachovými automaty z 18. a 19. století Kasparov tvrdil, že počítač musel ve skutečnosti ovládat skutečný velmistr. On i jeho příznivci věřili, že hra Deep Blue je příliš lidská na to, aby ji hrál stroj. Mezitím se mnoha lidem z vnějšího světa, které výkon počítače přesvědčil, zdálo, že umělá inteligence dosáhla stádia, kdy může přechytračit člověka – přinejmenším ve hře, která byla dlouho považována za příliš složitou pro stroj.
Poslechněte si zvukovou verzi tohoto článku v podcastu The Conversation’s In Depth Out Loud.
Ve skutečnosti však Deep Blue zvítězil právě díky své rigidní, nelidské oddanosti chladné, tvrdé logice tváří v tvář Kasparovovu emocionálnímu chování. Nebyla to umělá (ani skutečná) inteligence, která by demonstrovala náš vlastní kreativní styl myšlení a učení, ale aplikace jednoduchých pravidel ve velkém měřítku.
Co však tento zápas udělal, byl signál začátku společenské změny, která dnes nabývá stále větší rychlosti a vlivu. Druh rozsáhlého zpracování dat, na který spoléhala společnost Deep Blue, se nyní nachází téměř ve všech koutech našeho života, od finančních systémů, které ovládají ekonomiku, až po online seznamovací aplikace, které se nám snaží najít ideálního partnera. To, co začalo jako studentský projekt, pomohlo zahájit věk velkých dat.
Lidská chyba
Základ Kasparovových tvrzení sahal až k tahu, který počítač provedl ve druhé partii zápasu, první v soutěži, kterou Deep Blue vyhrál. Kasparov hrál tak, aby povzbudil svého soupeře, aby vzal „otráveného“ pěšce, obětní figuru umístěnou tak, aby stroj nalákal k osudovému tahu. Tuto taktiku používal Kasparov proti lidským soupeřům již v minulosti.
Co Kasparova překvapilo, byl následný tah Deep Blue. Kasparov jej označil za „lidský“. Anglický šachový velmistr John Nunn jej označil za „ohromující“ a „výjimečný“. Tah Kasparova rozčílil a nakonec vyvedl z míry jeho strategii. Byl tak rozrušený, že nakonec partii prohrál a odešel. A co hůř, už se z toho nikdy nevzpamatoval, v následujících třech partiích remizoval a v závěrečné partii udělal chybu, která vedla k jeho zániku.
Tah byl založen na strategické výhodě, kterou může hráč získat vytvořením otevřeného souboru, sloupce polí na šachovnici (při pohledu shora), který neobsahuje žádné figurky. Tím lze vytvořit útočnou cestu, typicky pro věže nebo dámy, bez pěšců, kteří by blokovali cestu. Během tréninku s velmistrem Joelem Benjaminem se tým Deep Blue naučil, že někdy existuje strategičtější možnost než otevření souboru a následný přesun věže na něj. Místo toho taktika spočívala v tom, že se na soubor naskládaly figury a pak se rozhodlo, kdy se soubor otevře.
Když se to programátoři dozvěděli, přepsali kód Deep Blue tak, aby tyto tahy obsahoval. Během partie počítač využíval pozice, kdy měl potenciálně otevřený soubor, k tomu, aby na Kasparova vyvíjel tlak a nutil ho bránit se v každém tahu. Tato psychologická výhoda Kasparova nakonec vyčerpala.
Od okamžiku, kdy Kasparov prohrál, se začaly objevovat spekulace a konspirační teorie. Konspirátoři tvrdili, že IBM během zápasu použila lidský zásah. IBM to popřela a uvedla, že v souladu s pravidly došlo k jedinému lidskému zásahu mezi hrami, aby byly odstraněny chyby, které byly zjištěny během hry. Odmítla také tvrzení, že programování bylo přizpůsobeno Kasparovovu stylu hry. Místo toho se spoléhali na schopnost počítače prohledat obrovské množství možných tahů.
Odmítnutí Kasparovovy žádosti o odvetu a následná demontáž Deep Blue podezření nijak nerozptýlily. IBM také odložila zveřejnění podrobných protokolů počítače, jak Kasparov rovněž požadoval, až na dobu po vyřazení z provozu. Následná podrobná analýza logů však dodala příběhu nové rozměry, včetně poznání, že Deep Blue udělal několik velkých chyb.
Od té doby se spekuluje, že Deep Blue triumfovala jen díky chybě v kódu během první hry. Jeden z konstruktérů Deep Blue uvedl, že když chyba zabránila počítači vybrat jeden z tahů, které analyzoval, provedl místo toho náhodný tah, který si Kasparov nesprávně vyložil jako hlubší strategii.
Podařilo se mu partii vyhrát a chyba byla pro druhé kolo opravena. Mistr světa byl však údajně natolik otřesen tím, co považoval za vyšší inteligenci stroje, že se nedokázal vzpamatovat a od té doby hrál příliš opatrně. Dokonce propásl šanci vrátit se z taktiky otevřeného souboru, když Deep Blue udělal „strašlivou chybu“.
Ať už je pravdivé kterékoli z těchto líčení Kasparovových reakcí na zápas, poukazují na skutečnost, že jeho porážka byla přinejmenším zčásti způsobena slabostmi lidské povahy. Nad některými tahy stroje příliš přemýšlel a zbytečně se obával jeho schopností, čímž se dopustil chyb, které nakonec vedly k jeho porážce. Deep Blue nedisponoval ničím podobným technikám umělé inteligence, které dnes pomáhají počítačům vítězit v mnohem složitějších hrách, jako je například Go.
Ale i když byl Kasparov zastrašen více, než bylo nutné, nelze popřít ohromující úspěchy týmu, který Deep Blue vytvořil. Jeho schopnost postavit se nejlepšímu lidskému šachistovi na světě byla postavena na neuvěřitelném výpočetním výkonu, který odstartoval program superpočítačů IBM, jenž připravil půdu pro některé z nejmodernějších technologií, které jsou dnes ve světě k dispozici. Ještě úžasnější je skutečnost, že projekt nezačal jako bujarý projekt jednoho z největších výrobců počítačů, ale jako studentská práce v 80. letech.
Šachový závod
Když Feng-Hsiung Hsu přijel v roce 1982 z Tchaj-wanu do USA, nemohl tušit, že se stane součástí intenzivního soupeření dvou týmů, které téměř deset let soupeřily o vytvoření nejlepšího šachového počítače na světě. Hsu přišel na Carnegie Mellon University (CMU) v Pensylvánii studovat návrh integrovaných obvodů, z nichž se skládají mikročipy, ale zároveň se dlouhodobě zajímal o počítačové šachy. Upoutal pozornost vývojářů počítače Hitech, který v roce 1988 jako první porazil šachového velmistra, a byl požádán, aby pomohl s návrhem hardwaru.
Ale Hsu se s týmem Hitechu brzy rozešel poté, co zjistil, co považoval za architektonickou chybu v jejich návrhu. Spolu s několika dalšími doktorandy začal stavět vlastní počítač známý jako ChipTest, který vycházel z architektury šachového stroje Belle z Bellovy laboratoře. Vlastní technologie ChipTestu využívala takzvanou „velmi rozsáhlou integraci“, která umožňovala spojit tisíce tranzistorů do jediného čipu, což počítači umožnilo prohledat 500 000 šachových tahů každou sekundu.
Ačkoli měl tým Hitech náskok, Hsu a jeho kolegové je brzy předběhli s nástupcem ChipTestu. Deep Thought – pojmenovaný podle počítače ze Stopařova průvodce po Galaxii Douglase Adamse, který byl sestrojen za účelem nalezení smyslu života – kombinoval dva Hsuovy vlastní procesory a dokázal analyzovat 720 000 tahů za sekundu. To mu umožnilo vyhrát mistrovství světa v počítačovém šachu v roce 1989, aniž by prohrál jedinou partii.
Ale Deep Thought narazil na překážku ještě téhož roku, když se utkal s úřadujícím mistrem světa v šachu, jistým Garrym Kasparovem (a prohrál s ním). Aby Hsu a jeho tým porazili nejlepší z lidstva, museli by jít mnohem dál. Nyní však měli podporu počítačového gigantu IBM.
Šachové počítače pracují tak, že pozici každé figurky na šachovnici přiřadí číselnou hodnotu pomocí vzorce známého jako „vyhodnocovací funkce“. Tyto hodnoty pak lze zpracovávat a vyhledávat, aby se určil nejlepší tah, který je třeba provést. První šachové počítače, jako například Belle a Hitech, používaly ke spuštění vyhodnocovacích funkcí několik vlastních čipů, které pak výsledky spojovaly dohromady.
Problémem bylo, že komunikace mezi čipy byla pomalá a spotřebovávala velké množství výpočetního výkonu. To, co Hsu udělal s ChipTestem, bylo přepracování a přebalení procesorů do jediného čipu. Tím odstranil řadu režijních nákladů na zpracování, jako je komunikace mimo čip, a umožnil obrovské zvýšení výpočetní rychlosti. Zatímco Deep Thought dokázal zpracovat 720 000 tahů za sekundu, Deep Blue používal velké množství procesorů, které současně prováděly stejnou sadu výpočtů, k analýze 100 000 000 tahů za sekundu.
Zvýšení počtu tahů, které může počítač zpracovat, bylo důležité, protože šachové počítače tradičně používají takzvané techniky „hrubé síly“. Lidští hráči se učí na základě předchozích zkušeností okamžitě vylučovat určité tahy. Šachové stroje, rozhodně v té době, tuto schopnost neměly a místo toho se musely spoléhat na svou schopnost podívat se dopředu, co by se mohlo stát pro každý možný tah. Při analýze velmi velkého počtu tahů používaly hrubou sílu, místo aby se soustředily na určité typy tahů, o kterých již věděly, že budou s největší pravděpodobností fungovat. Zvýšení počtu tahů, na které se stroj mohl podívat během jedné sekundy, mu dalo čas podívat se mnohem dále do budoucnosti, kam by různé tahy mohly vést hru.
V únoru 1996 byl tým IBM připraven znovu se utkat s Kasparovem, tentokrát s Deep Blue. Přestože se stal prvním strojem, který porazil mistra světa v partii pod běžnou časovou kontrolou, Deep Blue prohrál celkový zápas 4:2. Jeho 100 000 000 tahů za sekundu stále nestačilo na to, aby porazil lidskou schopnost taktizovat.
Aby tým zvýšil počet tahů, začal stroj vylepšovat zkoumáním možností optimalizace velkého počtu paralelně pracujících procesorů – s velkým úspěchem. Konečným strojem byl 30procesorový superpočítač, který, což je důležitější, ovládalo 480 vlastních intergrovaných obvodů navržených speciálně pro hraní šachů. Právě tato vlastní konstrukce umožnila týmu tak vysoce optimalizovat paralelní výpočetní výkon všech čipů. Výsledkem byla nová verze Deep Blue (někdy označovaná jako Deeper Blue) schopná prohledat přibližně 200 000 000 tahů za sekundu. To znamenalo, že dokázala prozkoumat, jak se jednotlivé možné strategie budou vyvíjet až 40 a více tahů do budoucnosti.
Paralelní revoluce
V době, kdy se v květnu 1997 konala v New Yorku odveta, byla zvědavost veřejnosti obrovská. Kolem šachovnice se hemžili reportéři a televizní kamery a odměnou jim byla reportáž, když Kasparov po porážce vyrazil a na následné tiskové konferenci se rozplakal. Publicita kolem zápasu však také pomohla vytvořit lepší povědomí o tom, jak daleko se počítače dostaly. Většina lidí však ještě netušila, jak technologie Deep Blue pomůže rozšířit vliv počítačů téměř do všech oblastí společnosti tím, že změní způsob, jakým využíváme data.
Složité počítačové modely se dnes používají jako základ finančních systémů bank, k navrhování lepších automobilů a letadel a k testování nových léků. Systémy, které dolují velké soubory dat (často označované jako „big data“) a hledají významné vzorce, se podílejí na plánování veřejných služeb, jako je doprava nebo zdravotní péče, a umožňují společnostem cílit reklamu na konkrétní skupiny lidí.
Jde o velmi složité problémy, které vyžadují rychlé zpracování velkých a komplexních souborů dat. Deep Blue poskytl vědcům a inženýrům významný přehled o masivně paralelních vícečipových systémech, které to umožnily. Zejména ukázaly možnosti univerzálního počítačového systému, který ovládal velké množství vlastních čipů určených pro konkrétní aplikaci.
Například věda o molekulární dynamice zahrnuje studium fyzikálních pohybů molekul a atomů. Vlastní návrhy čipů umožnily počítačům modelovat molekulární dynamiku a podívat se dopředu, jak by mohly nové léky reagovat v těle, podobně jako se díváme dopředu na různé šachové tahy. Simulace molekulární dynamiky pomohly urychlit vývoj úspěšných léků, například některých léků používaných k léčbě HIV.
Pro velmi široké aplikace, jako je modelování finančních systémů a dolování dat, by bylo navrhování vlastních čipů pro jednotlivé úlohy v těchto oblastech neúměrně nákladné. Projekt Deep Blue však pomohl vyvinout techniky pro kódování a správu vysoce paralelizovaných systémů, které rozdělují úlohu na velký počet procesorů.
Dnes se mnoho systémů pro zpracování velkého množství dat spoléhá na grafické procesory (GPU) namísto čipů navržených na míru. Ty byly původně navrženy pro vytváření obrázků na obrazovce, ale také pro paralelní zpracování informací pomocí mnoha procesorů. Nyní se proto často používají ve výkonných počítačích, které pracují s velkými soubory dat, a pro výkonné nástroje umělé inteligence, jako je digitální asistent Facebooku. Je zde zřejmá podobnost s architekturou Deep Blue: vlastní čipy (vytvořené pro grafiku) řízené univerzálními procesory, které zvyšují efektivitu složitých výpočtů.
Svět strojů na hraní šachů se mezitím od vítězství Deep Blue vyvíjel. Navzdory zkušenostem s Deep Blue Kasparov v roce 2003 souhlasil s tím, že se utká se dvěma nejvýznamnějšími šachovými stroji Deep Fritz a Deep Junior. A v obou případech se mu podařilo vyhnout se porážce, i když se přesto dopustil chyb, které ho donutily k remíze. Oba stroje však přesvědčivě porazily své lidské protějšky na mistrovství světa družstev Man vs Machine v letech 2004 a 2005.
Junior a Fritz znamenali změnu v přístupu k vývoji systémů pro počítačový šach. Zatímco Deep Blue byl počítač postavený na zakázku a spoléhal na hrubou sílu svých procesorů při analýze milionů tahů, tyto nové šachové stroje byly softwarové programy, které používaly techniky učení, aby minimalizovaly potřebné vyhledávání. Tím lze překonat techniky hrubé síly s použitím pouze stolního počítače.
I přes tento pokrok však stále nemáme šachové stroje, které by se způsobem hry podobaly lidské inteligenci – nepotřebují to. A pokud něco, pak vítězství Juniora a Fritze ještě více posilují myšlenku, že lidští hráči prohrávají s počítači, alespoň částečně, kvůli své lidskosti. Lidé dělali chyby, byli úzkostliví a báli se o svou pověst. Stroje naproti tomu ve snaze vyhrát neúnavně uplatňovaly logické výpočty. Jednoho dne možná budeme mít počítače, které budou skutečně kopírovat lidské myšlení, ale příběhem posledních 20 let je vzestup systémů, které jsou lepší právě proto, že jsou to stroje.