Nella settima mossa della partita decisiva, il nero fece quello che alcuni ora considerano un errore critico. Quando il nero ha confuso le mosse per la difesa Caro-Kann, il bianco ne ha approfittato e ha creato un nuovo attacco sacrificando un cavaliere. In sole 11 mosse in più, il bianco aveva costruito una posizione così forte che il nero non aveva altra scelta che concedere la sconfitta. Il perdente reagì con un grido di gioco sporco – una delle più stridenti accuse di imbroglio mai fatte in un torneo, che accese una teoria di cospirazione internazionale che è ancora messa in discussione 20 anni dopo.
Questa non era una normale partita di scacchi. Non è raro che un giocatore sconfitto accusi il suo avversario di aver barato – ma in questo caso il perdente era l’allora campione del mondo di scacchi, Garry Kasparov. Il vincitore è stato ancora più insolito: il supercomputer IBM, Deep Blue.
Sconfiggendo Kasparov l’11 maggio 1997, Deep Blue è entrato nella storia come il primo computer a battere un campione del mondo in una partita di sei partite con controlli standard del tempo. Kasparov aveva vinto la prima partita, perso la seconda e pareggiato le tre successive. Quando Deep Blue si è aggiudicato l’incontro vincendo l’ultima partita, Kasparov si è rifiutato di crederci.
In un’eco delle bufale degli automi scacchistici del XVIII e XIX secolo, Kasparov sostenne che il computer doveva essere effettivamente controllato da un vero grande maestro. Lui e i suoi sostenitori credevano che il gioco di Deep Blue fosse troppo umano per essere quello di una macchina. Nel frattempo, per molti di coloro che nel mondo esterno erano convinti dalle prestazioni del computer, sembrava che l’intelligenza artificiale avesse raggiunto uno stadio in cui poteva superare in astuzia l’umanità – almeno in un gioco che era stato a lungo considerato troppo complesso per una macchina.
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Ma la realtà è che la vittoria di Deep Blue fu proprio grazie al suo rigido e poco umano impegno nella fredda e dura logica di fronte al comportamento emotivo di Kasparov. Non si trattava di intelligenza artificiale (o reale) che dimostrava il nostro stile creativo di pensiero e apprendimento, ma dell’applicazione di semplici regole su larga scala.
Quello che la partita ha fatto, tuttavia, è stato il segnale dell’inizio di un cambiamento sociale che oggi sta guadagnando sempre più velocità e influenza. Il tipo di elaborazione dei dati su cui si basava Deep Blue si trova ora in quasi ogni angolo della nostra vita, dai sistemi finanziari che dominano l’economia alle app di appuntamenti online che cercano di trovarci il partner perfetto. Quello che era iniziato come un progetto studentesco, ha contribuito a inaugurare l’era dei big data.
Un errore umano
La base delle affermazioni di Kasparov risale a una mossa fatta dal computer nella seconda partita del match, la prima della competizione che Deep Blue ha vinto. Kasparov aveva giocato per incoraggiare il suo avversario a prendere un pedone “avvelenato”, un pezzo sacrificale posizionato per invogliare la macchina a fare una mossa fatale. Questa era una tattica che Kasparov aveva usato contro avversari umani in passato.
Quello che ha sorpreso Kasparov è stata la mossa successiva di Deep Blue. Kasparov l’ha definita “di tipo umano”. John Nunn, il gran maestro di scacchi inglese, l’ha descritta come “stupefacente” ed “eccezionale”. La mossa ha lasciato Kasparov irritato e alla fine ha buttato fuori la sua strategia. Era così turbato che alla fine se ne andò, perdendo la partita. Peggio ancora, non si è mai ripreso, pareggiando le tre partite successive e poi commettendo l’errore che ha portato alla sua morte nella partita finale.
La mossa si basa sul vantaggio strategico che un giocatore può ottenere dalla creazione di un file aperto, una colonna di caselle sulla tavola (vista dall’alto) che non contiene pezzi. Questo può creare un percorso d’attacco, tipicamente per le torri o le regine, libero da pedoni che bloccano la strada. Durante l’allenamento con il grande maestro Joel Benjamin, la squadra di Deep Blue aveva imparato che a volte c’era un’opzione più strategica che aprire un file e poi spostarvi una torre. Invece, la tattica consisteva nell’ammucchiare pezzi sul file e poi scegliere quando aprirlo.
Quando i programmatori hanno imparato questo, hanno riscritto il codice di Deep Blue per incorporare le mosse. Durante la partita, il computer ha usato la posizione di avere un potenziale file aperto per mettere sotto pressione Kasparov e costringerlo a difendere ad ogni mossa. Questo vantaggio psicologico alla fine ha logorato Kasparov.
Dal momento in cui Kasparov perse, iniziarono le speculazioni e le teorie di cospirazione. I cospirazionisti sostenevano che IBM avesse usato un intervento umano durante la partita. IBM ha negato questo, affermando che, nel rispetto delle regole, l’unico intervento umano è avvenuto tra le partite per correggere i bug che erano stati identificati durante il gioco. Hanno anche respinto l’affermazione che la programmazione era stata adattata allo stile di gioco di Kasparov. Invece hanno fatto affidamento sulla capacità del computer di cercare attraverso un numero enorme di mosse possibili.
Il rifiuto della IBM alla richiesta di Kasparov di una rivincita e il successivo smantellamento di Deep Blue non ha fatto nulla per sedare i sospetti. IBM ha anche ritardato il rilascio dei log dettagliati del computer, come Kasparov aveva richiesto, fino a dopo lo smantellamento. Ma la successiva analisi dettagliata dei log ha aggiunto nuove dimensioni alla storia, compresa la comprensione che Deep Blue ha commesso diversi grossi errori.
Da allora si è speculato sul fatto che Deep Blue abbia trionfato solo a causa di un bug nel codice durante la prima partita. Uno dei progettisti di Deep Blue ha detto che quando un’anomalia ha impedito al computer di selezionare una delle mosse che aveva analizzato, ha invece fatto una mossa casuale che Kasparov ha mal interpretato come una strategia più profonda.
È riuscito a vincere la partita e il bug è stato risolto per il secondo turno. Ma il campione del mondo fu presumibilmente così scosso da ciò che vide come l’intelligenza superiore della macchina che non fu in grado di recuperare la sua compostezza e giocò troppo cautamente da allora in poi. Perse anche la possibilità di rientrare dalla tattica del file aperto quando Deep Blue fece un “terribile errore”.
Qualunque di questi resoconti delle reazioni di Kasparov alla partita siano veri, indicano che la sua sconfitta fu almeno in parte dovuta alle fragilità della natura umana. Ha pensato troppo ad alcune mosse della macchina ed è diventato inutilmente ansioso riguardo alle sue capacità, facendo errori che alla fine hanno portato alla sua sconfitta. Deep Blue non possedeva nulla di simile alle tecniche di intelligenza artificiale che oggi hanno aiutato i computer a vincere in giochi molto più complessi, come il Go.
Ma anche se Kasparov era più intimidito del necessario, non si possono negare i risultati sorprendenti del team che ha creato Deep Blue. La sua capacità di sfidare il miglior giocatore di scacchi umano del mondo è stata costruita su una potenza di calcolo incredibile, che ha lanciato il programma di supercomputer IBM che ha aperto la strada ad alcune delle tecnologie all’avanguardia disponibili oggi nel mondo. Ciò che rende la cosa ancora più sorprendente è il fatto che il progetto è iniziato non come un progetto esuberante di uno dei più grandi produttori di computer, ma come una tesi di laurea negli anni ’80.
Gara di scacchi
Quando Feng-Hsiung Hsu arrivò negli Stati Uniti da Taiwan nel 1982, non può aver immaginato che sarebbe diventato parte di un’intensa rivalità tra due squadre che hanno trascorso quasi un decennio in lizza per costruire il miglior computer di scacchi del mondo. Hsu era venuto alla Carnegie Mellon University (CMU) in Pennsylvania per studiare la progettazione dei circuiti integrati che compongono i microchip, ma aveva anche un interesse di lunga data per gli scacchi informatici. Attirò l’attenzione degli sviluppatori di Hitech, il computer che nel 1988 sarebbe diventato il primo a battere un grande maestro di scacchi, e gli fu chiesto di assistere alla progettazione dell’hardware.
Ma Hsu si allontanò presto dal team di Hitech dopo aver scoperto quello che vedeva come un difetto architettonico nel progetto proposto. Insieme a diversi altri studenti di dottorato, iniziò a costruire il proprio computer conosciuto come ChipTest, basandosi sull’architettura della macchina per gli scacchi del Bell Laboratory, Belle. La tecnologia personalizzata di ChipTest utilizzava la cosiddetta “integrazione su larga scala” per combinare migliaia di transistor su un singolo chip, permettendo al computer di cercare tra 500.000 mosse di scacchi al secondo.
Anche se il team Hitech aveva un vantaggio, Hsu e i suoi colleghi li avrebbero presto superati con il successore di ChipTest. Deep Thought – dal nome del computer della Guida galattica per gli autostoppisti di Douglas Adams costruito per trovare il significato della vita – combinava due processori personalizzati di Hsu e poteva analizzare 720.000 mosse al secondo. Questo gli permise di vincere il campionato mondiale di scacchi del 1989 senza perdere una sola partita.
Ma Deep Thought incontrò un ostacolo più tardi quell’anno quando si scontrò (e perse) con il campione mondiale di scacchi in carica, un certo Garry Kasparov. Per battere il meglio dell’umanità, Hsu e il suo team avrebbero dovuto andare molto oltre. Ora, però, avevano l’appoggio del gigante dell’informatica IBM.
I computer di scacchi funzionano attribuendo un valore numerico alla posizione di ogni pezzo sulla scacchiera utilizzando una formula nota come “funzione di valutazione”. Questi valori possono poi essere elaborati e ricercati per determinare la migliore mossa da fare. I primi computer per gli scacchi, come Belle e Hitech, usavano più chip personalizzati per eseguire le funzioni di valutazione e poi combinare i risultati insieme.
Il problema era che la comunicazione tra i chip era lenta e consumava molta potenza di elaborazione. Quello che Hsu ha fatto con ChipTest è stato riprogettare e riconfezionare i processori in un singolo chip. Questo ha rimosso un certo numero di spese generali di elaborazione come la comunicazione off-chip e ha reso possibile un enorme aumento della velocità di calcolo. Mentre Deep Thought poteva elaborare 720.000 mosse al secondo, Deep Blue utilizzava un gran numero di processori che eseguivano lo stesso set di calcoli contemporaneamente per analizzare 100.000.000 di mosse al secondo.
Aumentare il numero di mosse che il computer poteva elaborare era importante perché i computer scacchistici hanno tradizionalmente usato ciò che è noto come tecniche di “forza bruta”. I giocatori umani imparano dall’esperienza passata ad escludere istantaneamente certe mosse. Le macchine da scacchi, certamente a quel tempo, non avevano questa capacità e invece dovevano fare affidamento sulla loro abilità di guardare avanti a ciò che poteva accadere per ogni possibile mossa. Usavano la forza bruta nell’analizzare un gran numero di mosse piuttosto che concentrarsi su certi tipi di mosse che sapevano già funzionare. Aumentando il numero di mosse che una macchina poteva esaminare in un secondo, le dava il tempo di guardare molto più in là nel futuro per vedere dove le diverse mosse avrebbero portato la partita.
Nel febbraio 1996, il team IBM era pronto a sfidare nuovamente Kasparov, questa volta con Deep Blue. Sebbene sia diventata la prima macchina a battere un campione del mondo in una partita con controlli di tempo regolari, Deep Blue ha perso la partita per 4-2. Le sue 100.000.000 mosse al secondo non erano ancora sufficienti per battere la capacità umana di strategia.
Per aumentare il numero di mosse, il team ha iniziato a migliorare la macchina esplorando come ottimizzare un gran numero di processori che lavorano in parallelo – con grande successo. La macchina finale era un supercomputer a 30 processori che, cosa più importante, controllava 480 circuiti integrati personalizzati progettati appositamente per giocare a scacchi. Questo design personalizzato era ciò che ha permesso al team di ottimizzare così tanto la potenza di calcolo in parallelo tra i chip. Il risultato fu una nuova versione di Deep Blue (a volte chiamato Deeper Blue) capace di cercare circa 200.000.000 di mosse al secondo. Questo significava che poteva esplorare come ogni possibile strategia avrebbe giocato fino a 40 o più mosse nel futuro.
Rivoluzione parallela
Quando la rivincita ebbe luogo a New York nel maggio 1997, la curiosità del pubblico era enorme. Giornalisti e telecamere sciamarono intorno al tabellone e furono premiati con una storia quando Kasparov se ne andò infuriato dopo la sua sconfitta e gridò al fallo in una conferenza stampa successiva. Ma la pubblicità intorno alla partita aiutò anche a stabilire una maggiore comprensione di quanto lontano fossero arrivati i computer. Quello di cui la maggior parte delle persone non aveva ancora idea era come la tecnologia dietro Deep Blue avrebbe contribuito a diffondere l’influenza dei computer in quasi tutti gli aspetti della società, trasformando il modo in cui usiamo i dati.
Modelli informatici complessi sono oggi utilizzati per sostenere i sistemi finanziari delle banche, per progettare auto e aerei migliori e per sperimentare nuovi farmaci. I sistemi che estraggono grandi serie di dati (spesso conosciuti come “big data”) per cercare modelli significativi sono coinvolti nella pianificazione di servizi pubblici come i trasporti o la sanità, e permettono alle aziende di indirizzare la pubblicità a specifici gruppi di persone.
Sono problemi molto complessi che richiedono una rapida elaborazione di serie di dati grandi e complessi. Deep Blue ha dato agli scienziati e agli ingegneri una visione significativa dei sistemi multi-chip massicciamente paralleli che hanno reso questo possibile. In particolare hanno mostrato le capacità di un sistema di computer general-purpose che controllava un gran numero di chip personalizzati progettati per un’applicazione specifica.
La scienza della dinamica molecolare, per esempio, comporta lo studio dei movimenti fisici di molecole e atomi. I design dei chip personalizzati hanno permesso ai computer di modellare la dinamica molecolare per guardare avanti e vedere come i nuovi farmaci potrebbero reagire nel corpo, proprio come se si guardassero le diverse mosse degli scacchi. Le simulazioni di dinamica molecolare hanno contribuito ad accelerare lo sviluppo di farmaci di successo, come alcuni di quelli usati per trattare l’HIV.
Per applicazioni molto ampie, come la modellazione di sistemi finanziari e il data mining, progettare chip personalizzati per un singolo compito in queste aree sarebbe proibitivo. Ma il progetto Deep Blue ha aiutato a sviluppare le tecniche per codificare e gestire sistemi altamente parallelizzati che dividono un problema su un gran numero di processori.
Oggi, molti sistemi per l’elaborazione di grandi quantità di dati si basano su unità di elaborazione grafica (GPU) invece di chip progettati su misura. Queste sono state originariamente progettate per produrre immagini su uno schermo ma anche per gestire le informazioni utilizzando molti processori in parallelo. Così ora sono spesso utilizzati in computer ad alte prestazioni che eseguono grandi set di dati e per eseguire potenti strumenti di intelligenza artificiale come l’assistente digitale di Facebook. Ci sono ovvie somiglianze con l’architettura di Deep Blue: chip personalizzati (costruiti per la grafica) controllati da processori general-purpose per guidare l’efficienza nei calcoli complessi.
Il mondo delle macchine per giocare a scacchi, nel frattempo, si è evoluto dalla vittoria di Deep Blue. Nonostante la sua esperienza con Deep Blue, Kasparov ha accettato nel 2003 di affrontare due delle macchine scacchistiche più importanti, Deep Fritz e Deep Junior. Ed entrambe le volte è riuscito ad evitare una sconfitta, anche se ha comunque commesso degli errori che lo hanno costretto ad una patta. Tuttavia, entrambe le macchine hanno battuto in modo convincente le loro controparti umane nei campionati mondiali a squadre uomo-macchina del 2004 e 2005.
Junior e Fritz hanno segnato un cambiamento nell’approccio allo sviluppo di sistemi per gli scacchi al computer. Mentre Deep Blue era un computer costruito su misura che si affidava alla forza bruta dei suoi processori per analizzare milioni di mosse, queste nuove macchine da scacchi erano programmi software che utilizzavano tecniche di apprendimento per ridurre al minimo le ricerche necessarie. Questo può battere le tecniche di forza bruta usando solo un PC desktop.
Ma nonostante questo progresso, non abbiamo ancora macchine scacchistiche che assomiglino all’intelligenza umana nel modo in cui giocano – non ne hanno bisogno. E, semmai, le vittorie di Junior e Fritz rafforzano ulteriormente l’idea che i giocatori umani perdono contro i computer, almeno in parte, a causa della loro umanità. Gli umani hanno commesso errori, sono diventati ansiosi e hanno temuto per la loro reputazione. Le macchine, d’altra parte, applicavano inesorabilmente calcoli logici al gioco nel loro tentativo di vincere. Un giorno potremmo avere computer che replicano veramente il pensiero umano, ma la storia degli ultimi 20 anni è stata l’ascesa di sistemi che sono superiori proprio perché sono macchine.