“深蓝”的力量——卡斯帕罗夫与“深蓝”的人机大战

“深蓝”的力量——卡斯帕罗夫与“深蓝”的人机大战
                                                                   易学君
    1950年，信息论创始人克劳德·香农说：“下棋问题不管是在步骤上还是在目的
上都非常明确。找到象棋问题的答案既不复杂，也不简单。”当时，计算机技术还像
是处在远古的侏罗纪时代一样。
    1985年，年仅22岁的俄罗斯棋手卡斯帕罗夫力克群雄，成为历史上最年轻的国象
棋世界冠军。从那以后，他在国际象棋领域里的地位一直未受到严峻挑战，被认为是
有史以来最强的棋手之一。
    也正是1985年，专为国际象棋而设计的计算机“深蓝”在美国卡内基——梅隆大
学的实验室中诞生了。当时“深蓝”还不叫现在这个名字，而是叫做“Chiptest”(
字面意思是芯片测试)，设计者是华裔博士生许峰雄。Chiptest 的棋艺也不甚高明，
每秒钟大约只能计算 5万步棋。其后几经演变，几易主人，这台机器的棋艺越来越高
超，直至今天，IBM的深蓝拥有32个头脑(处理器)，并行处理信息，每秒能够计算2亿
步棋，敢以纯粹的计算力量挑战人类的直觉、创造力与经验。
    从1985年到1997年，按中国的12生肖记年法来算，是牛年的一个轮回。然而牛年
依旧，胜败却两殊。1997年5月11日，向来自傲于自身智慧的最高级灵长类动物——
人类突然感到自己“万物之灵”的地位受到了威胁；从美国曼哈顿传来的一则消息说，
人类派出的最优秀的象棋代表卡斯帕罗夫被一种没血没肉，有的只是冷冰冰的铁和硅
的机器怪物打败了!
    97年34岁的卡斯帕罗夫与“深蓝”的“人机大战”始于5月3日，双方先后共进行
6局对弈。在首局比赛中，卡斯帕罗夫执白先行，经过3个多小时的苦战击败“深蓝”，
力拔头筹。在次日举行的第二局比赛中，“深蓝”却以凌厉的攻势和明显的优势战胜
卡氏，扳回一局。在接下去的第三、第四和第五局比赛中，双方下得异常激烈，鏖战
数小时，最终均战成平局。11日举行的第六局比赛，“深蓝”充分利用执白先行的好
处，一路强攻，仅用一个多小时，双方仅走19步，就让卡氏俯首称臣，取得了决定性
的胜利。
    列宁曾说：“国际象棋是智慧的体操。”难道今天机器的智慧体操做得比人好了
吗?如此下去，一度是机器主人的人类会不会沦为机器的奴隶?人们不禁对这一结果感
到忧心忡忡。
    专家们发话了。尽管“深蓝”在今年的人机大战中确实战胜了世界冠军卡氏，但
如果人类愿意宽宏大量地承认这台机器有点聪明的话，那它的才智恐怕只能排在最笨
的人之后。
    那么，深蓝是如何下棋的，又是什么原因使深蓝如此会下棋? 答案在于深蓝具有
独特的软件设计以及大规模并行处理能力。说到底，深蓝靠“不停地傻算”胜了卡斯
帕罗夫。
    “深蓝”是如何下棋的
    “深蓝”重达1.4吨，是一台RS/6000SP型超级计算机，共装有32个并行处理器，
每秒能分析2亿步棋。“深蓝”对每步棋作出决定前，有四个主要考虑，包括：(1)棋
子，每只棋子各有价值，但在不同位置和棋局的不同阶段，价值会相对调整；(2) 位
置，电脑就棋子周围能够作安全攻击的四方格数目估值。控制愈多四方格，愈处于优
势；(3)步调，力求每一步皆有助于操作棋局；(4)保王，电脑替王所处的位置的安全
性估值，以作出防卫棋步。
    同时，“深蓝”内存贮了几乎世界上所有的棋谱，对于棋王过去下过的每一局棋
都了如指掌，而且心无旁骛。它能根据卡氏过去的棋局进行程序优化。包装后的“深
蓝”也可以在下棋过程中由人改变程序，根据棋面及时调整战略战术，表现出人性化
的某些智能性。
    深蓝的心脏部分是评价函数。这是一种衡量局面“好坏”的计算方法。深蓝走子
之前，首先要考虑四种基本的价值：子力、位置、王的安全性和速度。物质上的子力
比较容易理解，每种子的走法不同，威慑力也不一样。威慑力不同，价值也不一样。
如果我们将子力的潜在价值量化，规定兵算1分，那么马、象各算3分，车算 5分，后
算 9分，王的价值自然是不可估量的。如何判断位置相对难一些，简单地说，己方子
力控制的方格越多，位置就越好。王的安全性是位置的一个方面，但注重的是防守，
计算机必须给王的位置附上一个衡量安全的值，以明确如何进行防御。速度也与位置
有关，但是着眼于如何抢夺棋盘的控制权。如果一名棋手的局面进展缓慢，而对手的
局势进展迅速，那么人们就说这名棋手“失去了速度”。深蓝的程序设计人员首先让
深蓝给这些因素评分，判断走了某一步后，有什么相对的好处。然后搜索所有合法的
走法，选择一种可以使评价函数得分最高的走法。这样，对弈问题就完全变成了一种
计算。
    深蓝的威力主要在于大规模并行处理信息的速度。最强和最快是密不可分的。因
为最快的计算机在给定时间内搜索的范围最大，找到最佳着法的可能性也最大。在经
典国际象棋比赛中，每位棋手要求在3分钟内走一步棋。在这3分钟时间里，深蓝能够
计算600亿步着法。这么强大的计算能力确实令人望而生畏，无怪乎被称做“天才棋
手”、但3分钟内最多只能算180步棋的卡斯帕罗夫说：“你必须时时小心，步步提防，
这意味着更令人疲劳。”
    世界媒体的报道推波助澜
    “人机大战”引起了全球各种媒体的密切关注，美国的《时代周刊》、《纽约时
报》，英国的《卫报》，中国的《人民日报》《参考消息》等不惜篇幅，热情地加以
报道。IBM甚至单独为这场比赛申请了一个WWW站点：ibm.chese.com.详细报道每天的
战况，每天全世界有上千万的用户访问该站点，关注棋局的发展，对此发表自己的讲
解和观点。无论棋界，还是计算机界，IBM再一次名声大振。
    5 月23日中央电视台的《体育沙龙》，邀请社会经济学家、哲学家、计算机专家，
以及热心的观众，对“人机大战”的前前后后，所涉及的方方面面，进行了专题讨论。
国内的各个中文站点，如http:‖www.chinabyte.com也在新闻中推出主题，满足各个
网上发烧友畅所欲言的要求。
    人类智慧的恐慌
    1996年2月卡氏与“深蓝”的6盘比赛，卡氏虽然以4：2战胜“深蓝”，但好像全
世界都为此捏了一把汗，只怕人类为此而失去尊严。而今“深蓝”的棋力有了很大的
长进，结果会是如何呢?
    人类有一种根深蒂固的“失控情结”，忧虑自身终将无法驾驭自己所创造的事物，
甚至被其取而代之。西方各种科幻小说，特别是科幻电影的描述，如机器人的失控对
人类的报复，恐龙的复制复活等等，更增加了对此情结的恐慌。今年四五月“克隆羊”
的成功，由此而推断得来的“克隆人”的忧虑，已让世界各种媒体炒得沸沸扬扬，人
心不安。而这次被电脑战胜的棋王，是一位世界公认的，国际象棋界十几年来无人逾
越其顶峰的国际象棋大师，把这种思虑推向了高潮。
    我们拥有的人工智能水平
    从下棋的过程看，深蓝只是计算机在计算力量上超过了人类——这一点我们从小
小的计算器上就早有领教，而不是在智力上胜过了人类。那么现在的人工智能计算机
是否赛得过人类呢?
    广义地讲，人工智能是对人类思维的模拟。由于人类目前还没有充分了解大脑的
功能，因此制造能够真正像人类这样思维的机器也就非常困难。别的不说，单是从什
么地方着手就是问题，因为“直觉没有公式”。但是，有很多科学家还是锲而不舍地
想使机器能够思考。比如，美国得克萨斯州的勒纳特教授，他已花了13年时间把数百
万种常识(比如，父亲的年龄比儿子大等)输入到一台名叫CYC的计算机中，希望通过
这种教育子女的方法使机器具有智能。即：使机器接触一些事实，然后让机器自己搜
集信息并且做出决断。麻省理工学院的布鲁克斯教授也制造了一台小型的人型机器，
希望机器能够通过感觉经验——比如碰壁—而发展出智能。还有一些科学家则在研究
神经网络计算机以达到模拟真正智能的目的。
    然而这些实验在模拟人类思维方面都不尽理想。目前人工智能的发展方向主要有
两个，一是从生理和心理角度了解思维的性质；还有一个是研制越来越复杂的计算系
统——智能机器，帮助人们摆脱望而却步的繁琐计算工作。深蓝就是第二种意义上的
一种比较复杂的计算系统。
    智能机器已在计算机系统中得到了应用。与一般的计算机系统相比，它能够处理
更为复杂的问题，尽管与人类的思维相比还有很大差距。这方面最重要的研究领域有
信息加工、模式识别、下棋以及医疗诊断等。比如，属于信息加工领域的手写识别和
语音识别就取得了很大进展。在医疗领域，已开发出所谓专家系统：能够分析病人的
症状、病史和试验结果，然后向医生提供诊断建议的程序。
    “人机大战”是一场商业游戏吗
    IBM公司为这次比赛共投入资金1000万美元，出资110万美元作为比赛的奖金，胜
者得奖金70万。比赛后卡斯帕罗夫得到奖金40万美元，而70万等于发给了其本公司。
由于这次大战，使得 IBM又一次成为媒体的热门，单是它的股票价格上涨，就为其带
来的收益达 2亿美元之多。IBM 是名副其实的大赢家，无论“人机大战”结果如何，
IBM公司都将达到商业目的，取得广告效应。
    如果 IBM真的希望通过让“深蓝”与卡氏这样的象棋绝顶高手对弈以取得人工智
能方面的进展，它完全可以常请卡氏作为顾问。IBM 真正的意图是为自己作广告宣传
而已。
    “深蓝”的胜利最终是人脑的胜利
    “深蓝”的背后有无数的计算机专家、人工智能专家、国际象棋大师等等为之努
力，它不是来自天外的尤物，而是许多人的集体智慧结晶和劳动所成。
    “深蓝”说到底是一个机器，人类的防线不但没有崩溃，而且应该说是向前进了
一步。有人打趣说，如果有一天，它的智慧变得忘乎所以的话，仅仅把它后面的电源
插头拔掉，一切便万事大吉。“深蓝”目前进行的仅仅是并行操作和线性搜寻，还远
远谈不上“智能”，它不能自己选择目标，也不能进行多元的价值取舍。它甚至不具
备人类的一些简单的思维功能，而思维正是人类的最大优点。
    计算机技术，不管哪一天人类设计制造出比“深蓝”更富“智慧”的机器，它仍
远远落后于人脑的潜力。正如研究所表明的，一个正常的人脑，其神经元之间的联系
有1015条，比过去10年中，所有美国人所打的电话还多。
    “深蓝”仅仅是 IBM公司在它的科研领域中一小部分，它仅仅是一种科学试验，
仅仅用来证明人类的智能如何来开发、来利用。“深蓝”的胜利最终是人脑的胜利。
    深蓝的启迪
    正当世人对此次“人机大战”的胜与负议论纷纷时，IBM 的一位科学家指出：谁
胜谁负并不重要，重要的是进一步理解人脑的思维方式，以便将这类成果应用于研究
开发处理能力更强的电子计算机，使之成为能够帮助人们决策的辅助工具。深蓝的计
算机并行计算技术有助于高速处理海量数据并制订最优解决方案。同时，深蓝实验为
人们提供了一种解决问题的新途径，这就是：把专用的软件和硬件与用于一般目的的
机器结合起来，卓有成效地解决复杂问题。
    这些经验在航运、医疗保险、金融投资、化妆品制造以及零售等很多领域都有实
用价值。正如 IBM的科学家坎贝尔所说的，“制造解决其他问题的深蓝是研制深蓝的
最终目标”。比如，如果某家航空公司有 500架飞机，飞机有30种不同的型号，目的
地有 150个，那么如何安排飞行才能获得最大的收入和节省最多的油料，并且在保养、
人员安排和返程服务上获得最大的效率? 这个问题的最佳解决方案和较好的解决方案
之间可能有上10亿美元的差别。在这里，深蓝就能派上用场，找到最佳解决方案。还
有，IBM 的科学家正在考虑研制一种有利于解决分子动力学问题的系统，以便预测分
子的行为。制药公司可以用这种系统模拟合成药物，预先了解药物如何发挥作用，这
样就省去了实际合成与测试会碰到的很多麻烦，并大大地节省人力和财力。这也正是
IBM 投入大笔的钱研制深蓝的原因。所以，从帮助人类方面来说，深蓝不是我们的敌
人，而是我们的朋友和工具。
    深蓝战胜卡斯帕罗夫的过程纯粹是一种计算过程，但得到的结果却与智力对抗得
到的结果没有什么两样。是否真的有一天，“数量转化为质量”(卡斯帕罗夫语)，智
能机器会以精确的计算胜过人类目前还不能精确说明的直觉和创造力? 这不仅是人类
面临的技术上的课题，也是哲学、心理学……的课题。尽管科学家目前对人工智能还
并不乐观，并且开玩笑说，用克隆技术复制智能比制造人工智能要有效而且容易得多，
但是，未来学家们预言，总有一天，人类所做的大多数事情，电脑会做得更好。
    此次深蓝的获胜已让世人真切地感受到了这种力量。