مقالات شطرنج

  • 5
  • 3308 مرتبه
پيشينه ماشین های شطرنج باز

پيشينه ماشین های شطرنج باز

1395/01/11 12:00:00 ق.ظ

 

 

 

تاریخچه و پيشينه ای ماشین های شطرنج باز

 

 

داستان اولين ماشين‌ های شطرنج‌ باز به زمان ساخت نخستين كامپيوترها در دهه 1940 باز نمي‌ گردد، بلكه بايد حدود 170 سال به عقب برويم تا به سال 1770 برسيم. زماني كه "ولفگانگ فون‌ كمپلن"،‌ سياستمدار و مخترع، يك ماشين مكانيكی شطرنج‌ باز با نام تورک [Turk] را اختراع كرد. كمپلن اين دستگاه را براي سرگرمي "ماريا ترزا" از اشراف امپراتوري اتريش-مجارستان ساخت. اين ماشين شطرنج‌ باز به نحو جالبی حركات شطرنج را انجام می ‌داد و ترزا گمان می برد كه با ماشينی هوشمند سر و كار دارد.

آوازه تورک به سرعت در سراسر اروپا پيچيد و مقبول طبع بسياری قرار گرفت و در طی 85 سال از همه جا سر درآورد و حتي مشاهيری همچون "ناپلئون بناپارت"، "بنجامين فرانكلين" و حتي "چارلز بابيج" (مخترع نخستين ماشين محاسبه مكانيكی) با آن بازی كردند.

 

 

ماشین شطرنج تورک از یک نیم تنه و سر [ با موهای مشکی و چشمان خاکستری] تشکیل شده که ردای ترکی به تن کرده است و ضمن دارا بودن دستاری شبیه به ساحران مشرق زمین، پیپی بلند [پیپ ترکی] نیز در دست چپ دارد. طول ماشین سه و نیم پا، عرض آن دو پا و ارتفاعش دو و نیم پا است. مهره ها نیز به دو رنگ سرخ و سفید و از جنس عاج فیل می باشد. به چرخ دنده هایی [شبیه به چرخ دنده های ساعت] که در سمت چپ کابینت تعبیه شده و ظاهر تورک را بیش از پیش پیچیده ساخته است توجه کنید

البته بسياری از افراد متوجه حقه به ‌كار‌ رفته در اين شطرنج‌ باز مكانيكی نبودند و نمی ‌دانستند كه فردی كه در محفظه زيرين دستگاه پنهان شده است، حركات بازی را انجام می ‌دهد، اما در هر حال تورک نمايانگر ماشينی بود كه می‌ تواند همانند يك فرد متفكر عمل كند يا حداقل همانند يك فرد متفكر به نظر بياید.

 

 

پس از اين ماشين، در اروپا ماشين "اتوماتا" [Automata] ساخته شد كه می ‌توانست بعضی كارهای خودكار، از جمله نواختن موسيقی را انجام دهد. اما عمر اين ماشين ‌ها در حدود سال‌ های 1900 ميلا‌دی به پايان رسید.

شركت‌ ها و دولت ‌ها در صدد خودكار كردن پردازش اطلا‌عات برآمدند و نياز به ماشين‌ های حسابگر پديد آمد. يعنی ساخته شدن ماشين‌ های الكترونيكی در دهه 1910 و 1920 ميلا‌دی، سبب شد كه در جنگ جهانی دوم استفاده از آن ‌ها رونق بگيرد و راه برای ساخت ماشين‌ های حسابگر الكترونيكی هموار گردد. البته نخستين سازندگان اين ماشين‌ ها هرگز در انديشه ساخت ماشين متفكر نبودند.

 

مغز غول ‌آسا

حركت ‌های آغازين


دكتر ديتريش پرنيز، از همكاران تورينگ كه روی يكی از اين ماشين ‌های الكترونيكی جديد كار می ‌كرد (كامپيوتری با نام Mark1 در دانشگاه منچستر) برنامه شطرنج كامپيوتری را دنبال كرد.

وی توانست اولين برنامه محدود شطرنج را در سال 1951 بنويسد. از آن جايی كه كامپيوترهای موجود آن زمان به اندازه كافی برای انجام يك بازی كامل شطرنج قدرت نداشتند، وی يك بازی كه تنها دو حركت با مات كردن حريف فاصله داشت را روی آن اجرا كرد كه با نام مسئله مات در دو حركت شناخته مي ‌شد.

از طرف ديگر در ايالا‌ت متحده، "الكس برنستين" كه در شركت IBM كار می كرد، در سال 1958 يك برنامه شطرنج كامل را نوشت كه روي كامپيوتر IBM 704 اجرا شد. اين كامپيوتر براي انجام هر حركت بازی، به هشت دقيقه وقت احتياج داشت.

رابط كاربری اين بازی، يك پنل با ده‌ ها سوييچ بود كه به عنوان ورودی عمل می كرد و حركات خروجی يا حركات كامپيوتر نيز از طريق يك چاپگر اعلا‌م می شد. اين برنامه‌ ها و ساير برنامه ‌های شطرنج در واقع پايه‌ های تئوری روش‌ های ارزيابی ماشين و يافتن بهترين راه ‌حل ممكن را بنياد ‌نهادند.

در اوايل دهه 1960، اغلب دانشجويان دانشگاه‌ های مهم دنيا به كامپيوتر دسترسی داشتند و در نتيجه امكان كار بيشتر روی برنامه‌های شطرنج وجود داشت. در سال 1959 گروهی از همين دانشجويان در دانشگاه MIT دست به نوشتن برنامه‌ ای شطرنج‌ باز برای كامپيوتر IBM 7090 مشغول شدند. برنامه آن ‌ها بر مبنای تحقيقاتی بود كه "جان مك ‌كارتی" روی موضوع هوش مصنوعی انجام داده بود. برنامه اين دانشجويان در سال 1962 يعنی زمان فارغ‌ التحصيلی شان كامل شد، اما هنوز برنامه‌ ای آماتوری محسوب می شد.

برنامه ‌نويس ديگری در دانشگاه MIT با نام "ریچارد گریمبلت" [Richard Greenblatt] به آن برنامه توجه كرد و تصميم گرفت آن را كامل‌ تر كند. وی پنجاه روش محاسباتی شهودی بازی های شطرنج را به برنامه افزود و برنامه را با نام Machack VI براي يك كامپيوتر DEC PDP-6 نوشت. اين برنامه در سال 1967 در يك مسابقه شطرنج برای نخستين بار مقابل يك انسان بازی كرد و توانست امتياز 1400 را كسب كند، امتيازی كه متناسب با يك بازيكن خوب در سطح دبيرستان است. اين موفقيت سبب شد كه توجه بيشتری به اين حوزه جلب شود. "هربرت سيمون" روانشناس و محقق هوش مصنوعی در سال 1965 گفته بود كه طی بيست سال آينده، ماشين‌ ها به قدری توانا خواهند شد كه می توانند هر كاری كه يك انسان انجام می دهد، انجام دهند.

همزمان با اين تحولا‌ت، سرعت پردازش كامپيوترها نيز هر دو سال يك بار، دو برابر می ‌شد. نخستين پژوهشگران تلا‌ش می ‌كردند برنامه ‌های شطرنج كامپيوتری را طوری بنويسند كه برنامه همانند انسان بازی كند.

يعنی به روش شهودی بتواند بهترين حركت را انتخاب كند. اما ساخت سخت‌ افزارهای سريع‌ تر، نسل جديد پژوهشگران را بر آن داشت كه علا‌وه بر در نظر داشتن روش شهودی، از سرعت ماشين‌ ها نيز استفاده كنند و بتوانند ميليون ‌ها حركت و وضعیت ممكن در بازی را ارزيابی نمايند، يعنی دقيقاً همان كاری كه انسان‌ ها از انجامش عاجزند!

اين كار در سال 1977 و در آزمايشگاه‌ های بل انجام شد. "كن تامپسون" و "جو كاندان"، با استفاده از رويكرد نيروی بی ‌خرد (Brute Force) يك كامپيوتر خاص شطرنج‌ باز با نام Belle را طراحی كردند. اين كامپيوتر در سال 1980 با استفاده از مدارات خاصی به نام "حركت‌ ساز" و "ارزيابی ‌كننده صفحه" به يك مينی كامپيوتر متصل گرديد و توانست 160 هزار وضعيت مختلف را در ثانيه محاسبه كند!

 


کاسپاروف در کنار کن تامپسون (سال ها بعد)

 

اين سخت ‌افزارِ خاص‌ منظوره ی هفده هزار دلا‌ری، در حقيقت شطرنج كامپيوتری را متحول ساخت و توانست در مسابقات شطرنج كامپيوتری شمال ايالا‌ت متحده [NACCC] برنامه "کرای" [Cray] كه روی يك سوپر كامپيوتر ده ميليون دلا‌ری اجرا می ‌شد، شكست دهد.

البته هنوز كامپيوترها آماده دست و پنجه نرم كردن با انسان ‌ها نبودند. در سال 1968، "ديويد لوی"، استاد بزرگ شطرنج قرار معروفی را با "جان مك كارتی" گذاشت.

او با مك كارتی قرار گذاشت كه در ده سال آينده برنامه ‌ای نوشته نخواهد شد كه بتواند وی را شكست دهد. ده سال بعد يعنی در 1978 و در محل نمايشگاه ملی كانادا، لوی طی مسابقه ‌ای حريف كامپيوتری خود را شكست داد و برنده مسابقه با مك ‌كارتی نيز گرديد.

CHESS 4.7برنامه‌ای بود كه لوی با آن مسابقه داد. لوی در اين زمينه می گوید: هیچ كدام از برنامه ‌های آن زمان به اندازه كافی خوب بازی نمی كردند. اما برنامه CHESS 4.5 سرآغاز خوب بازی كردن برنامه‌ ها بود و مسابقه با نسخه 7/4 آن اين امكان را به من داد كه بتوانم برتری انسان‌ها را ثابت کنم.

 

كوچك ولی قوی


درست همان موقعی كه لوی برنده شد، كامپيوترهای خانگی مانند اپل2، TRS-80و كمودور PET پا به عرصه نهادند و آمدند اين كامپيوترها خيلی زود پای شطرنج كامپيوتری را به خانه ‌ها باز كرد.

به ‌طوری كه هركس با داشتن يك ميكرو كامپيوتر می توانست شطرنج بازی كند. البته قبل از عرضه عمومی و تجاری اين برنامه ‌ها، برنامه‌های شطرنج كامپيوتری برای سرگرمی نوشته شده بودند.

يكی از آن ها میکروچس "Microchess" نام داشت كه در سال 1976 و توسط "پيتر جنينگ" نوشته شده بود. از اين برنامه ميليون ‌ها نسخه فروخته شد كه در ضمن يكی از نخستين بازی ‌های كامپيوتری نيز محسوب می شود. اين برنامه را شركتPersonal Software خريد و سود حاصل از فروش آن را در راه ساخت و بازاريابی نخستين نرم‌افزار صفحه گسترده كامپيوتری، يعني "ويزی كالك" سرمايه‌ گذاری نمود.

در اوايل دهه 1980، شركت ‌های نرم‌افزاری شروع به فروش كامپيوترهای خاص بازی شطرنج كردند. يكي از موفق ‌ترين اين نمونه ‌ها چس چلنجر [Chess Challenger] نام داشت كه محصول شركت Fidelity Electronics بود و در سطحی پايين ‌تر از يك شطرنج ‌باز آماتور بازی می كرد.

دستگاه های ديگری نيز بودند كه امكانات جالبی را به كاربران ارائه می ‌كردند. مثلا‌ً امكان ارزيابی بازی را فراهم می ساختند و به اين طريق به نوآوران امكان بهينه ساختن بازی شان را می دادند. بوریس [Boris] يكی از اين نمونه‌ ها بود كه مثلا‌ وقتی بازيكن حركتی را انجام می داد، او درباره حركت وی اين‌ گونه اظهار نظر می كرد: "من ترجيح می دادم كه ..."

در همين سال ‌ها رقابت كامپيوترها با يكديگر نيز رونق خاصی يافته بود. مسابقات جهانی قهرمانی شطرنج ‌های كامپيوتری[WMCCC] به همين منظور در سال 1980 شروع شد. اين مسابقات با حمايت شركت‌ های توليد كننده نرم‌ افزار توسعه يافت، زيرا شركت ‌ها فكر می كردند پيروزی در اين رقابت ‌ها می ‌تواند تا حدود زیادی به افزايش فروش محصولا‌تشان كمك كند.

هر سال برنامه ‌نويسان بر كيفيت و كارايی كدهايشان می ‌افزودند تا در رقابت سال آينده پيروز شوند. اين تلا‌ش‌ ها سبب شد كه اندك ‌اندك اين برنامه‌ ها به فكر رقابت با نرم‌ افزارهای شطرنج روی كامپيوترهای مین فریم [Main Frame] بيفتند. مثلا‌ً در سال 1989 برنامه Sargon كه روی كامپيوترهای شخصی اجرا می ‌شد، توانست برنامه شطرنج AWIT كه روی يك مين‌فريم شش ميليون دلا‌ری اجرا می شد را شكست دهد!

 

رقابت با بزرگان


همزمان با افزايش مهارت های شطرنج‌ كامپيوتری، بعضی محققان توجه خود را به چالش‌ بزرگ‌ تری معطوف كردند، شكست دادن بهترين شطرنج‌ باز در جهان! در سال1980 و از طرف دانشگاه كارنگی ملون، جايزه Fredkin توسط "اد فردكين" به همين منظور معرفی شد.

اين جايزه در سه سطح به شطرنج ‌های كامپيوتری اهدا میشد. بزرگ ‌ترين جايزه به ارزش يكصد هزار دلا‌ر متعلق به برنامه ‌‌ای بود كه بتواند در مسابقات جهانی شطرنج برنده شود. البته اين‌ كه اين جايزه توسط اين دانشگاه معرفی شد، به دليل آن بود كه اساساً دانشگاه كارنگی ملون به يكی از مراكز اصلی تحقيق در زمينه شطرنج كامپيوتری تبديل شده بود.

در اواسط دهه 1980، دو گروه محقق و رقيب به طور مستقل كامپيوتر هايی را با نام‌ های Hitech و ChipTest طراحی كردند. اين دو ماشين روش‌ های برنامه‌ نويسی متفاوتی داشتند، اما هر دو، نيروی بی ‌خرد سخت‌ افزار سريع را با توانايی های نرم‌ افزاری تركيب می ‌كردند. گروه سازنده ChipTest پس از مدتی ماشين ديگری به نام "تفکر عمیق" [Deep Thought] را طراحی كرد.

اين ماشين توانست در سال 1989 جايزه نخست فردكين را به عنوان نخستين سيستمی كه در سطح يك استاد بزرگ شطرنج (بالا‌تر از 2400 امتياز) بازی می كند، تصاحب كند.

البته هم Hitech و هم Deep Thought توانستند در مسابقات شطرنج كامپيوتری، كامپيوترهای ديگر را مغلوب كنند. پيش از اين آن‌ ها توانسته بودند در سال 1988 استاد بزرگ "آرنولد دنكر" در مقابل (Hitech) و بنت لا‌رسن در مقابل(Deep Thought) را شكست دهند. حتی چند سال بعد در سال 1994 برنامه شطرنجی كه روی يك ميكرو كامپيوتر اجرا شد (برنامه ديويد كيتينگر) توانست استاد بزرگ ايالا‌ت متحده را در مسابقات «انسان در مقابل ماشين» كه توسط شركت معتبر اينتل برگزار شد، شكست دهد.

 

آبی عمیق !!

وقتي كه هدف، شكست دادن بهترين انسان شطرنج‌ باز دنيا باشد، براي ساخت كامپيوتری كه بتواند از عهده آن برآيد، فقط بايد به دنبال يك نام بود. بله ... IBM

در سال 1989 عضو كليدی پروژه Deep Thought به IBM پيوست تا به كار ساخت كامپيوتری مشغول شود كه هدفش شكست دادن قهرمان اسطوره ای شطرنج جهان، يعنی "گري كاسپاروف" بود. نخستين مسابقه بين آن دو در آكادمی علوم نيويورك در سال 1989 برگزار شد. در آن مسابقه كاسپاروف برنده شد، ولی گروه سازنده درس‌ های فراوانی را از آن مسابقه گرفتند و هفت سال تمام روی ماشين مورد نظرشان كار كردند تا نرم ‌افزار و پردازنده ‌های مورد نيازشان را بسازند.

در سال 1996 ماشين Deep Thought به Deep Blue تغيير نام داد. آبی عميق در آن زمان می توانست يكصد ميليون موقعيت بازی را در يك ثانيه ارزيابی كند!!


تیم طراحی آبی عمیق

 

 

به بيان ديگر، می توانست بين نُه تا يازده حركت آتی حريف را حدس بزند.

حالا‌ ديگر گروه متقاعد شده بود كه زمان رويارويی مجدد با كاسپاروف فرا رسيده است. در كنفرانس سالا‌نه انجمن ACM در فيلا‌دلفيا، شش مسابقه با يكديگر برگزار كردند. در نخستين مسابقه، آبی عميق توانست كاسپاروف را شكست دهد و ركوردی را براي خود ثبت کند. اما اين پايان رقابت نبود، زيرا كاسپاروف مسابقه را با  نتيجه چهار بر دو برد.

در پايان مسابقه كاسپاروف خطاب به تيم گفت:

اين ماشين حقيقتاً عميق و همانند يك استاد بازی می كند.


آی بی ام (IBM )بار ديگر تقاضای انجام مسابقه كرد و كاسپاروف انجام مسابقه ‌ای را در سال آينده پذيرفت. تيم آبی عميق به شدت به تكاپو افتاد، توان سخت‌ افزار را دو برابر كرد و توان نرم ‌افزار را در نبرد با ساير استادان بزرگ شطرنج بهينه ساخت و به آزمون گذاشت. منهتن در ماه می 1997 بار ديگر صحنه رقابت آن دو بود. شش مسابقه برگزار شد. مسابقه نخست را كاسپاروف برد، اما در مسابقه دوم بازنده شد. بازی سخت و نفس‌ گير بود. آبی عميق بدون نياز به تجديد قوا آماده بازی كردن بود، اما قوای كاسپاروف تحليل رفته بود. بازی ‌های ديگر انجام شد و سرانجام كاسپاروف در بازي آخر، ‌با انجام اشتباهي بسيار ساده، بازی را به آبی عميق واگذار كرد.

 

و سرانجام يازده می 1997 زمانی بود كه انسان در بازی شطرنج از كامپيوتر شكست خورد.

در اين مسابقه، انسان در مقابل كامپيوتری قرار گرفت كه می توانست دويست ميليون وضعيت مختلف بازی را در يك ثانيه ارزيابی كند!! از تحليل بازی كاسپاروف مشخص شد كه وی در آمادگي كامل قرار نداشته است و نتوانسته است بهترين بازی خود را ارائه كند

 


نمونه ای از تراشه آبی عمیق

نشريات آن زمان نوشتند كه نبردی بين انسان و ماشين در گرفت و در اين بازی، كاسپاروف تلاش كرد از انسانيت دفاع كند. البته واقعيت اين است كه آن بازی، به طور كامل نبرد «انسان و ماشین» نبود. پروفسور John Searle معتقد است كه آن بازی هم نبرد انسان با انسان بود، زيرا بين كاسپاروف و تيم برنامه ‌نويس آبی عميق برگزار شد. همانند Turk كه در دل آن انسانی نهفته بود كه بازی شطرنج را به پيش می برد، آبی عميق نيز جعبه ‌ای است كه درون آن قابليت ‌های انسانی نهفته است.

مورای كمپل، از اعضای تيم آبی عميق می ‌گويد كه من هرگز آبی عميق را هوشمند نمی ‌دانم. اين ماشين تنها يك ماشين بسيار عالی حل مسئله است كه در يك حوزه خيلی خاص، خوب عمل می كند. وي به گفته "آلن تورينگ" اشاره می كند كه می گفت: وقتی يك ماشين هوشمند است كه همانند انسان ‌ها مرتكب حماقت شود!! پس به نظر می ‌رسد هنوز سال‌ های زيادی با ساخت يك ماشين متفكر فاصله داريم

 

برگرفته از: سایت آچمز

 

 

 

تمامی مطالب فوق متعلق به باشگاه شطرنج ایران می باشد. کپی مطالب با حفظ منبع بلا مانع می باشد.

خانه و مدرسه تخصصی شطرنج در مشهد