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[物理史] 卡斯帕罗夫(Garry Kasparov)对抗「



(译自APS News,2002年2月)

[物理史] 卡斯帕罗夫(Garry Kasparov)对抗「自从库布里克(Stanley Kubrick)所导演的《2001:太空漫游》(2001:A Space Odyssey)引进了暱称哈儿(HAL,Heuristically programmed ALgorithmic computer)的启发式程序化演算计算机以来,电脑科技爆发性的进步即引来了疑问:真的能建造智慧型电脑吗?人类製造的机器之思考力最终能胜过其创造者吗?1996 年 2 月,由 IBM 研究员所发展出来的知名电脑「深蓝」(Deep Blue)创造了历史,它和当时世界西洋棋冠军卡斯帕罗夫(Garry Kasparov)在一连六场比赛中对决。

「深蓝」的起源可以追溯到近代计算时代之初,而第一个西洋棋的电脑程式是由美国麻省理工学院的伯恩斯坦(Alex Bernstein)于 1950 年代末期所撰写出来的。当 22 岁的卡斯帕罗夫第一次于 1985 年获得世界冠军时,当时即已建造出进阶式的西洋棋游戏机。1970 年代,电脑西洋棋程式 Machack 第四代是最先在人类西洋棋比赛中出赛的,而随着积体电路的引进,第一个西洋棋电脑于 1976 年在市场出现。一直到 1983 年,电脑才曾在竞赛中战胜棋圣,但几年后「深思」(Deep Thought)计画推出的电脑程式却于 1986 年惨败给卡斯帕罗夫。

1995 年,美国卡内基美隆大学博士生许峰雄开始开发称之为「晶体测试」的西洋棋电脑。许峰雄获得博士学位后,加入了 IBM 的研究团队,和同事(也是以前的同班同学)坎贝耳(Murray Campbell)改造了他在「晶体测试」的研究,努力探究如何使用平行处理来解决複杂的电脑难题,于是产生了「深蓝电脑」计画。

为了要建造一个可以考验全球最好的西洋棋手之电脑,许团队试图设计一种特定的西洋棋处理机晶片。「深蓝」有 128 个平行运转的处理机晶片,一分钟可以计算出 10 亿个步骤,不过,这个电脑有 97% 是由一般消费者可以买得到的零件所组成。

卡斯帕罗夫很有信心地出战,但「深蓝」赢了第一局,震惊了专家们。「深蓝」在比赛一开始就先牺牲一枚「兵」,取得位置上的领先,以达到致胜的目的,这是棋手们常用的策略,却也很危险,因为无法确知其结果。电脑之后挽回牺牲掉的兵,终于赢得了胜利。卡斯帕罗夫告诉《时代》杂誌说,他被电脑决定要牺牲一枚兵吓到,他说:「我曾和许多电脑比赛,但从未有过像这样的经验,我可以感觉到对方有一种新型的智慧。」

卡斯帕罗夫继而恢复镇定,终于赢得这场比赛,他之后赢了三局,打平两局,赢得40万美元的奖金。他后来说,他最后在中局改变策略,击败电脑,因为电脑回应对手的棋步并不会思考太多。他说:「我整个策略是要避免让电脑有任何具体的目标来计算,因此,虽然我的确看到电脑有智慧的迹象,可是却是怪怪的,没效率,也无法变通的那种,让我觉得我还有几年可赢。」

结果,他只剩下大约一年而已。1997 年 5 月,卡斯帕罗夫在複赛中,面对最新改良版的「深蓝」,这次「深蓝」创造了历史。第六局开始不久,卡斯帕罗夫就犯下致命的错误,让「深蓝」牺牲一枚骑士,取得了局面上绝对的优势,它继续吃掉卡斯帕罗夫的皇后,以交换城堡和主教。卡斯帕罗夫在下了 19 步棋后就弃子投降。这是第一次在棋赛中,一个现任的世界冠军棋王被电脑对手打败。

「深蓝」在第一次和卡斯帕罗夫对决后的次年最大的进步就是速度,这都要感谢更快速的处理机,让电脑每秒能算出 2 亿个位置。相较之下,卡斯帕罗夫每秒大约只能检视 3 个位置。此外,透过 IBM 顾问和国际西洋棋大师本杰明(Joel Benjamin)等人的努力,「深蓝」西洋棋的一般知识有大幅度的精进,因此它能利用大量的内储资讯,例如过去 100 年来西洋棋大师在开幕赛的资料库。还有,电脑计算能力的增进也让「深蓝」在碰到如第一次对决时中局的劣势,而被卡斯帕罗夫巧妙地抓住弱点致胜时,可以採取新的策略。

坎贝耳和他的 IBM 团队记取建造此系统的经验,将其应用到其他複杂且困难,需要极大量计算能力的问题上。

现在,不仅在美国,全球各地都应用大量的平行计算机于金融、医药、教育、及几乎其他重要的领域上。科学家尚未创造出人工智慧,但像「深蓝」以及它的后代产品这样的系统却帮助我们更善加利用了实物。


原文刊载于物理双月刊2013年2月号35卷第1期,感谢杨信男教授同意授权刊载。

系列文章100篇已集结成册,由五南出版,书名为《物理奇才奇事》。


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