Успех советской кибернетики

Интеллектуальная жизнь Европы эпохи возрождения характеризовалась, обильно плодившей великих ученых и отъявленных  шарлатанов, непримиримой борьбой всестороннего прогресса и застарелого мракобесия.

В 1770 году, талантливый венгерский изобретатель и градостроитель  Вольфганг фон Кемпелен (1734 – 1804) создал  свое наименее благовидное, но, вместе с тем, известнейшее  детище, - управляемый, скрывавшимся в большом антуражном корпусе, сильным игроком, первый   в мире симулятор  шахматного автомата  «турок».
Европейские гастроли Кемпелена со своим детищем поставили перед  учеными и изобретателями  вопрос о  возможности создания механических машин для решения интеллектуальных задач, например, для счета.

В 1811 году,  британский математик и механик Чарльз Бэббидж (1791 -1871) создал первую в мире – простейшую   механическую счетную машину, а в 1912 году, использовав  реле для реализации логических операций, испанский изобретатель  Л. Торресо Кеведо (1852 – 1936) построил первый в мире электро – механический шахматный автомат «El Ajedrecista», способный вести короткие партии с ограниченным набором фигур.

Создание в 1945 году  командой Джона Эккерта (1919-1995) из Пенсильванского университета первой в мире  электронно – вычислительной машины (ЭВМ) «Eniac»  открыло, реализованную 12 лет спустя американским математиком и шахматистом Александром Бернштейном (1930  - 1994), возможность написания, способных  вести  полноценные партии, шахматных программ.

Вместе с появлением первых ЭВМ, перед учеными возник  актуальнейший вопрос о возможности создания искусственного интеллекта, т. е., о применимости компьютеров к  решению задач, требующих не столько выполнения заранее разработанного четкого алгоритма, сколько, почти невыразимой на вседневном и, следовательно, на сугубо- формальном - машинном языке, развивающейся в результате сложного процесса обучения, интуиции.

Согласно полушуточному эмпирическому закону Мура, во второй половине прошлого века,  память и быстродействие компьютеров удваивались каждые полтора - два года. Это, в свою очередь, сопровождалось, создающими предпосылки перехода к четвертому технологическому  укладу, форсированными разработками технологий и языков программирования. Наиболее подходящими - пробными  задачами  для создания  первых систем искусственного интеллекта стало написание компьютерных программ для почти не формализуемых логических игр, к которым, наряду с шахматами, можно отнести го и покер.

Первый в мире,  принципиально реализуемый на ЭВМ, но так и не воплощенный в компьютерную программу, состоявший в простейшем анализе каждой позиции на два хода вперед,  шахматный алгоритм был предложен в 1951 году выдающимся британским математиком и кибернетиком  Аланом Тьюрингом (1912 —1954).

Годом позже, будущим экспертом в области искусственного интеллекта Александром Дугласом  (1921 – 2011) из Кембриджского университета была написана первая в мире, безошибочно игравшая в крестики – нолики, компьютерная программа.
В нашей стране разработки систем искусственного интеллекта, в том числе, создание и совершенствование шахматных программ велись несколькими независимыми научными коллективами.

В конце 1950-х годов группой В. Л.  Арлазарова (р.1939)  из Института теоретической и экспериментальной физики (ИТЭФ) были  начаты разработки первых отечественных программ для простейших логических игр. 
Серьезной проблемой для ученых всего мира  являлось, необходимое для выбора направлений дальнейших исследований, - простое и однозначное  сравнение эффективности  алгоритмов различных игр.




Наиболее привлекательными для дальнейших исследований оказались шахматные программы, поскольку их поединки  позволяли легко выявлять наилучшие решения, а, создаваемые для них, теоретические построения и алгоритмы могли быть относительно просто адаптированы  к решению задач, восходящей к, вышедшей в 1944 году,  работе Джона фон Неймана (1903 – 1957) и cтановившейся локомотивом развития экономических, социальных и даже военных наук, теории игр.

Командой специалистов научно-исследовательского института электроэнергетики руководил патриарх  отечественных шахмат, трехкратный чемпион мира  М. М. Ботвинник (1911 - 1995).

Предложенная им в начале 1960-х годов, и описанная в научно – популярной книге «Алгоритм игры в шахматы», концепция, по сути, предусматривала создание масштабной базы данных, содержащей наилучшие продолжения для существенного набора ключевых позиций. Однако, требующая мощных компьютеров,  колоссальных трудозатрат и, следовательно, существенного финансирования, реализация данного алгоритма в то время оказалась неосуществимой.

Оказавшееся более перспективным, решение предложили, возглавляемые математиком  Г. М. Адельсоном - Вельским (1922 -2014), а также программистами М. В.  Донским (1948 - 2009) и В. Л. Арлазаровым, ученые из Института проблем управления АН СССР. Их всемирно известным детищем стала, воплотившая в себя несколько смелых   передовых идей, шахматная программа  «Каисса».

Таким образом,  глубоко продуманная программная реализация относительно – несложных шахматных идей оказалась  перспективнее попыток вписания сложнейших интуитивных построений в прокрустово ложе практической осуществимости.
Для проекта «Каисса» была выбрана, находившаяся в собственности Института проблем управления, малоизвестная британская ЭВМ «ILC – 470», память которой составляла 1 Мб, а производительность была сравнима с аналогичным показателем одноядерного 32-х разрядного  процессора с тактовой частотой  - 800 Мгц.

Реализация  алгоритма  «Каиссы» в машинных кодах, а затем - на специально созданной версии макроассемблера требовала от разработчиков колоссальных усилий и высочайшей квалификации.

В основе, реализованного в «Каиссе», шахматного  алгоритма лежала относительно – простая  оценка произвольной позиции на основе суммирования, известных из шахматных учебников, условных стоимостей, имеющихся у соперников фигур и количества контролируемых ими полей шахматной доски.

В каждой позиции, перебирая и оценивая всевозможные продолжения, «Каисса» выбирала наилучший ход. Скорость данного анализа составляла 200 позиций в секунду, а глубина достигала 5 полуходов, что, примерно, вдвое меньше показателя лучших шахматистов планеты.

Программный код «Каиссы» содержал дебютный справочник на 10 000 позиций, позволявший разыгрывать известные начала без ресурсоемкого анализа текущего положения на доске.

 Кроме того,  результаты проведенного анализа позиций сохранялись в оперативной памяти компьютера и, таким образом, были в быстром  доступе для последующего  использования. Анализ позиций выполнялся непрерывно, что позволяло, наряду с  собственным, использовать время оппонента.
Сила игры программы «Каисса»  оценивается значением рейтинга ЭЛО, равным 1500, что сравнимо с уровнем  шахматиста третьего разряда.

В 1967 году автор понятия «исскуственный интеллект» и один из основоположников, позволившей создать современные операционные системы и многопроцессорные комплексы, теории параллельного программирования американский кибернетик Джон Маккарти (1927 -2014) предложил провести матч лучших советской и американской шахматных программ. Состязание прошло в том же году,  и  завершилось убедительной победой предшественницы «Каиссы» со счетом 3:1.

В течении всего 1972 года продолжался поединок программы «Каисса» с читателями «Комсомольской правды». Каждую неделю от любителей шахмат в редакцию поступали варианты продолжения игры, из которых   выбирался наиболее популярный. Со счетом 0.5 на 1.5 читатели «Комсомолки» разгромили «Каиссу». Годом ранее,   в аналогичном матче «Каисса» превзошла  читателей газеты «Уральский рабочий».

В августе 1974 года по инициативе Международной федерации по обработке информации (IFIP)  в Стокгольме состоялся первый чемпионат мира по шахматам среди компьютерных программ. Состоявшее из четырех партий, мировое первенство собрало  13  участников из 8 стран.  Ввиду внушительных масс, габаритов и фактической нетранспортабельности тогдашних компьютеров, в Швецию прибыли лишь, поддерживавшие связь со своими вычислительными центрами, официальные представители участников.

Выиграв все четыре партии данного турнира,  «Каисса» уверенно взошла на мировой шахматный олимп. Ввиду того, что, в рамках данного состязания, жребий не свел   советскую программу с ее американской конкуренткой  – «Chess - 4» , между ними состоялась товарищеская партия,  окончившаяся в ничью.

В первой партии, проходившего в 1977 году в Торонто, второго первенства мира среди шахматных программ, «Каиса» предложила, ведущую к форсированному выигрышу, жертву ладьи, чем, удивила, присутствовавших на игре, маститых шахматистов.
Неоспоримая победа «Каиссы» на шахматном первенстве мира 1974 года доказала, что, вопреки нынешним стойким стереотипам, кибернетика отнюдь не являлась гнобимой  падчерицей советской науки и техники.

Уже в 1945 году в СССР была создана первая аналоговая, а в начале 1950 года – первая цифровая ЭВМ. В 1960 году в нашей стране прошли первые в мире эксперименты по использованию компьютеров для удаленного управления  производственными процессами. Несколько лет спустя, данные технологии были внедрены на металлургическом комбинате «Запорожсталь».
 
На прошедшей в Монреале в 1967 году, всемирной выставке Expo наша страна представила детище команды академика Г. М. Глушкова (1923 -1982) из Института кибернетики АН Украины  -   машину для инженерных расчетов «МИР – 1». Искушенных специалистов компании IBM заинтересовал,  реализованный аппаратными средствами этой ЭВМ, язык программирования высокого уровня «Алмир - 65», а также, возможность ввода и вывода информации с помощью электронной печатной машинки.

В конце 1950-х годов в нашей стране началась разработка  нейронных сетей. К 1965 году эти исследования привели к созданию первых, оперирующих несколькими командами, систем распознавания речи, а к началу 1980-х годов были готовы первые проекты отечественных систем компьютерного зрения.

В 1988 году на, организованном американской фирмой  «Software Toolworks», турнире шахматный   компьютер «Deep though»  взял верх над, обладавшим рейтингом – 2701, советским гроссмейстером М. Н. Талем (1936 – 1992) и, обладавшим рейтингом – 2590, его американским коллегой  С. Решевским (1911 – 1992).

11 мая 1997 года завершился, состоявший из шести партий, шахматный  матч, в котором детище компании IBM -  компьютер «Deep blue» одержал победу  над тогдашним чемпионом мира Гарри Каспаровым.
Вскоре появились шахматные  программы, сила игры которых оценивается рейтингом ЭЛО, достигшем 3 200, что на 318 пунктов превышает аналогичный показатель сильнейшего  шахматиста планеты Магнуса Карлсена.
Взявшие семь десятилетий назад начало с написания программ для логических игр, разработки систем искусственного интеллекта буквально перелицевали наш мир.

Ставшие основным средством разработки  систем искусственного интеллекта, нейросети позволили создать современные поисковые  системы, способные не только находить, формально удовлетворяющую запросу, информацию, но и генерировать содержательные рефераты на основе анализа информационных  ресурсов.
Также, на основе пользовательских запросов, нейросети способны синтезировать достаточно оригинальные текстовые, музыкальные и графические произведения.

Большинство, идентифицирующих  конкретного человека, современных систем безопасности, в том числе, Интернет-технологии банковских платежей основаны на использовании различных методов распознавания образов с помощью нейросетей.
Технологии распознавания образов позволили создать высокоточные боеприпасы, способные поражать  указанные цели.

Те же технологии сделали возможным появление беспилотных  транспортных средств и систем контроля качества на производстве.
Искусственный  интеллект обретает и сугубо – гуманистические применения – в автоматизированных системах медицинской диагностики и в, обеспечивающих наиболее полноценную реабилитацию инвалидов, бионических протезах и в ассистивных системах  для незрячих.

Начавшаяся в апреле  1985 года, перестройка обернулась для СССР политическим и экономическим кризисом, следствием которого стало сокращение финансирования науки. Это привело к тому, что наша страна утратила свои позиции в информационных технологиях, в том числе, в компьютерных  шахматах. Невзирая на  это, победа шахматной программы «Каисса» на мировом первенстве 1974 года явилась  несомненным успехом  советской кибернетики.