IBM的深蓝是如何打败国际象棋冠军卡斯帕罗夫的？

每秒2亿种可能棋位在1997年令人惊叹。

网飞的热门迷你剧《后翼弃兵》让国际象棋再度成为热门话题，该剧讲述了一名天才成为世界上最伟大的棋手的传奇故事。不过，故事中安雅•泰勒-乔伊（Anya Taylor-Joy）扮演的天才贝丝•哈蒙（Beth Harmon）没有像现实世界中的世界冠军加里•卡斯帕罗夫（Garry Kasparov）那样面对过超级计算机。

1997年，IBM的深蓝（Deep Blue）成为了第一个打败世界国际象棋卫冕冠军的机器，创造了历史。这款超级计算机由IEEE高级会员莫里•坎贝尔（Murray Campbell）和许峰雄（Feng-hsiung Hsu）开发。

卡斯帕罗夫认为IBM团队是通过作弊获胜的。不过，IBM博客上有关深蓝的一篇文章表明，实际上从20世纪40年代末以来，科学家一直对设计能够下国际象棋的计算机很感兴趣。工程师和计算机科学家耗费了多年时间，让未来可能打败世界冠军的人工智能程序精益求精。

50年的制造

深蓝的故事始于1985年，当时卡内基•梅隆大学的研究生许峰雄开始了他的论文项目——国际象棋博弈机器ChipTest。许峰雄与该大学助理研究员坎贝尔和IEEE会员、研究生托马斯•安纳萨拉曼（Thomas Anatharaman）一起合作开发。

后来，许峰雄和坎贝尔于1989年加入了位于纽约约克敦海茨的IBM研究院。两位继续开发国际象棋博弈机器，但这次是与从事深蓝项目的其他计算机科学家一起。

坎贝尔和许为《人工智能》杂志撰写的有关深蓝的文章表明，这款机器的最终版本由2个2米高的立式机箱、500多个处理器和216个设计用于计算机国际象棋的加速芯片组成。

该机器的软件能够在加速芯片进行更复杂的计算（例如评估多种走位可能带来的结果和确定最佳结果）之前，根据对手来计算它可能做出的基本走位。该计算机可以根据芯片收集到的信息来决定采取哪种路线。IBM的文章介绍道，深蓝每秒能够探索最多1亿种可能的棋位。

“全世界下国际象棋的人数以亿计。”坎贝尔在2017年《科学美国人》的一次采访中说，“这种游戏需要策略、远见、逻辑等构成人类智力的各种品质。因此，使用国际象棋来衡量人工智能的发展是有意义的。”

虽然该团队知道国际象棋是一项适合深蓝的比赛，但研究人员自身并没有多少下国际象棋的经验。于是，该团队引入了乔尔•本杰明（Joel Benjamin）等大师，乔尔13岁就成为了最年轻的美国国际象棋大师。

这些大师通过两种方式帮助了该团队：协助建立机器在比赛期间可以访问的走位库，以及与机器对弈以便该团队找到它的弱点。

“人类已经研究了几个世纪的国际象棋开局，而且发展出了自己最喜欢的走位方式。”坎贝尔告诉《科学美国人》，“这些大师帮助我们选择了一些走位用于写入深蓝。”

“国际象棋是一种非常复杂的游戏，因此我们耗费了50年的时间来开发该领域以最终打败世界冠军。”

卡斯帕罗夫对战深蓝

1996年，深蓝在第一次与卡斯帕罗夫的对战中败北，于是研究团队重新开始。

坎贝尔表示，其团队开发了一种新的国际象棋芯片，将系统的速度提高了一倍，该芯片评估兵卒可下位置的能力更强。新版本深蓝每秒能够搜索多达2亿种选择，具体取决于棋盘上兵卒的位置。

此外，研究人员还让国际象棋芯片能够识别和评估国际象棋概念（包括位置和进攻路线），从而增长了机器的知识。然后，芯片就可以搜索可能性并找到最佳走位。

“其中的部分改善是，我们检测了一种棋位中的多种模式，可以重视它们，因此可以更准确地评估棋位。”坎贝尔在采访中说。

1997年，深蓝和卡斯帕罗夫在一次六局对抗赛中再次对战。卡斯帕罗夫赢得了第一局；深蓝赢得了第二局。接下来的三局中，二者打成平手，深蓝赢得最后一局，因此最终赢得了比赛。

坎贝尔说，他和他的团队“相信1997年的深蓝比1996年版的深蓝优秀得多”，但他们没想到它能赢得比赛。

IBM表示，深蓝的开发鼓舞了研究人员创造能够应对其他复杂问题的超级计算机，例如评估市场趋势和金融风险分析、挖掘数据和分析分子动力学，从而帮助医学研究人员开发新药物。

作者：Joanna Goodrich

IEEE Spectrum

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