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围棋文化:从国际象棋起始的人工智能弈棋技术

【摘要】:1991年8月,澳大利亚悉尼举办了第12届人工智能学术研讨会,会上举行了一场别开生面的国际象棋对弈:美国IBM公司研制的电脑国际象棋世界冠军“深思”再次对阵澳大利亚国际象棋大师达里尔·约翰逊。“深蓝”是美国IBM公司生产的世界第一台超级国际象棋电脑。这样看来,围棋人工智能程序的设计就要比国际象棋难得多。

电脑产生以后,就有人设计出游戏棋类软件,最初是简单的三子棋、跳棋等,而真正引起社会大众关注的是人工智能与人类在国际象棋上的较量。国际象棋在全世界的普及程度比较高,在西方国家尤其流行,还一度被西方人认为是人类最高级、最复杂的智力竞赛活动。当电脑开始在跳棋等比较简单的棋类活动中战胜人类后,人们便开始寻找难度较高的棋类进行尝试,国际象棋就自然进入电脑与人脑对弈的舞台。

1.“深思”对战国际象棋大师约翰逊

最早的人脑与电脑对弈(又称“人机大战”)是澳大利亚国际象棋大师、全国冠军达里尔·约翰逊与美国IBM公司研制的被称为“电脑国际象棋世界冠军”——“深思”的较量。

1989年12月,达里尔·约翰逊在悉尼理工大学首次迎战“深思”,约翰逊以一套不按常规的“模糊战术”击败了对手“深思”,人工智能败给了人的智能。

1991年8月,澳大利亚悉尼举办了第12届人工智能学术研讨会,会上举行了一场别开生面的国际象棋对弈:美国IBM公司研制的电脑国际象棋世界冠军“深思”再次对阵澳大利亚国际象棋大师达里尔·约翰逊。

在这次对战之前,美国IBM公司的人工智能专家兰迪·莫里克博士举行了记者招待会,他在会上介绍:经过一年半的研究和改进,“深思”分析棋局的能力,也就是数据处理能力,比一年前增强了10倍,已经具有1秒钟做出800万个选择的能力;一年半以来,“深思”已经分别战胜了多名世界著名的国际象棋大师,其中有英国的托尼·迈尔斯,美国的罗伯特·伯恩斯和丹麦的本特·拉森等。

1991年8月28日下午4点,在悉尼的达令港会议中心主会场,巨型电视荧光屏上显示着变幻的棋局,在场的科学家都屏息凝视着“人工智能”大战“人的智能”,突然,执子先行的“深思”抓住约翰逊的一步败着,迫使约翰逊认输,“深思”胜了第一盘。第二盘一开局,约翰逊故伎重演,又采取1989年首战“深思”时所用的“模糊战术”,这使“深思”抓不住主攻目标而乱了方寸,交手不到20个回合就连连出现漏洞,约翰逊抓住战机,全面出击,只下了35步,“深思”就败下阵来。结果双方战成1∶1平局。

国际象棋界对约翰逊和“深思”的对局进行了深入分析,认为在步法计算方面,电脑比人脑略占优势,但是在谋略方面,电脑还有不少劣势。人们的下一个期盼就是当电脑学会或者模仿人类的谋略,人类与电脑的对战会是怎样的结局。(www.chuimin.cn)

2.“深蓝”对战国际象棋冠军卡斯帕洛夫

引起社会大众瞩目而且让棋界有些震撼的是:1997年美国IBM公司研制的国际象棋人工智能程序“深蓝”击败前苏联国际象棋冠军加里·卡斯帕洛夫。

1997年,卡斯帕洛夫在第二次与IBM公司制造的国际象棋人工智能程序“深蓝”对战之前,踌躇满志,发誓要为捍卫人类之优于机器的尊严而战。他之所以如此自信,不仅在于一年前他曾经战胜过“深蓝”,更重要的在于他在国际象棋界有着辉煌的历史、骄人的战绩。卡斯帕洛夫和“深蓝”的这次比赛一共进行了六盘。前两盘双方各胜一盘,接下来三盘均是和棋,“深蓝”最终获得了最后一盘的胜利,从而以3.5∶2.5的总比分获胜。尤其是最后一盘比赛,卡斯帕洛夫仅仅走了19步就放弃抵抗,比赛用时只有一小时多一点儿。可见,能够战胜如此顶尖棋手的国际象棋人工智能程序肯定也不寻常。

“深蓝”是美国IBM公司生产的世界第一台超级国际象棋电脑。它输入了一百多年来优秀棋手的对局200多万局,每秒钟可计算2亿步棋。“深蓝”与卡斯帕洛夫的这次比赛,每走一步,计算时间平均为3分钟,也就是说,每走一步棋,它要思考360亿个棋位。这即使不能穷尽全部的逻辑可能性,但用来迎战人类,已经显得绰绰有余了。相比之下,超一流的国际象棋大师每秒可考虑3步棋,那么以他每步棋思考10分钟计,也不过是计算了1800个棋位。如此数量悬殊,人的失败是注定的。从外观上看,“深蓝”是个庞然大物,它的体重大得惊人,有1270千克,有32个大脑(微处理器),从IBM中心搬到比赛地点,装箱就用了4个长213米的板条箱。

卡斯帕洛夫和“深蓝”相比,可以说是各有优劣。卡斯帕洛夫每秒思考3步棋,“深蓝”每秒思考2亿步棋;卡斯帕洛夫象棋知识渊博,计算能力有限,“深蓝”运算能力惊人,象棋知识有限;卡斯帕洛夫拥有丰富的情感、经验和直觉,“深蓝”毫无情感、经验和直觉;卡斯帕洛夫由Dokhoian担任教练,凭借自己的激情在国际象棋棋坛搏杀,“深蓝”由五位IBM科学家和一位国际象棋大师设计而成;“深蓝”解决象棋问题迅捷,但仍然缺乏“智能”;卡斯帕洛夫随时调整战术,“深蓝”对弈方式的任何调整都必须由人来操纵;卡斯帕洛夫能够评估对手的强项和弱项,并从对手的弱点得利,“深蓝”不知对手的强弱,永远以同样的方式应对;卡斯帕洛夫通过有限的思考决定步骤,“深蓝”每秒思考2亿步棋,绝不偷懒。

然而,国际象棋的走法是有限的,因此计算机要算出正确的排列组合只是个时间问题,而围棋一直被视为计算机最难以攻克的大众棋类,其排列组合所产生的可能性远远多于国际象棋。具体来说,在国际象棋的任一回合中平均有35种可能的走法,但对拥有19×19棋盘的围棋来说,每一步都有250种走法,这250种走法中,每一步接下来又有250种可能的新走法,以此类推,围棋的走法变幻无穷。这样看来,围棋人工智能程序的设计就要比国际象棋难得多。西方人认为人类最高级、最复杂的智力游戏国际象棋,已经在人工智能面前败下阵来,围棋就成了人类智力游戏的最后一块高地,人工智能科学迎难而上,战胜国际象棋之后,转而进军围棋了。