美國南卡羅來納大學(xué)安·約翰遜科學(xué)與技術(shù)與社會研究所的聯(lián)合主任、歷史系副教授Allison Marsh，近日發(fā)表了一篇文章，向我們講述了一個(gè)計(jì)算機(jī)如何成為國際象棋大師的故事。

國際象棋是一種復(fù)雜的策略游戲，兩個(gè)對手之間沒有任何隱藏的信息，雙方在一開始就知道對方所有的潛在動作。

每一回合，玩家都會交流他們的意圖，并試圖預(yù)測可能的對策。提前預(yù)想幾步行動的能力是獲勝的秘訣，數(shù)學(xué)家和邏輯學(xué)家一直以來都認(rèn)為這種能力很有趣。

接下來我們根據(jù)Allison Marsh的講述一起來了解一下這段計(jì)算機(jī)國際象棋大師的歷史。

計(jì)算機(jī)國際象棋大師的締造者是如何結(jié)識對方的？

▲Ken Thompson（坐）和Joe Condon（站）

在數(shù)字計(jì)算出現(xiàn)之前，雖然已經(jīng)出現(xiàn)了一些早期的機(jī)械國際象棋游戲機(jī)，但這種機(jī)械化仍然只是一個(gè)假設(shè)。20世紀(jì)40年代初，德國計(jì)算機(jī)先驅(qū)Konrad Zuse攻讀博士學(xué)位時(shí)，把計(jì)算機(jī)國際象棋作為他正在開發(fā)的名為plankalk l的高級語言的例子。

然而，由于第二次世界大戰(zhàn)，他的作品直到1972年才出版。由于Konrad Zuse的工作不為英國和美國的工程師所知，所以數(shù)學(xué)家Norbert Wiener、Alan Turing，尤其是Claude Shannon（1950年發(fā)表論文“為計(jì)算機(jī)編程”玩國際象棋）被視為了為思考計(jì)算機(jī)國際象棋鋪平道路的人。

從20世紀(jì)70年代初開始，貝爾實(shí)驗(yàn)室的研究人員Ken Thompson和Joe Condon開發(fā)了一種會下國際象棋的計(jì)算機(jī)Belle。

Ken Thompson是Unix操作系統(tǒng)的共同創(chuàng)造者，他也是國際象棋的忠實(shí)愛好者。他在國際象棋世界冠軍Bobby Fischer的時(shí)代長大，青年時(shí)期參加過國際象棋比賽。1966年，他在加州大學(xué)伯克利分校獲得電子工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)碩士學(xué)位后，加入了貝爾實(shí)驗(yàn)室。

Joe Condon是貝爾實(shí)驗(yàn)室冶金部門的一名物理學(xué)家。他的研究有助于理解金屬的電子能帶結(jié)構(gòu)，他的興趣隨著數(shù)字計(jì)算的興起而發(fā)展。

Ken Thompson是在與Unix合作伙伴Dennis Ritchie開始合作開發(fā)一款名為《太空旅行》的游戲時(shí)認(rèn)識Joe Condon的，當(dāng)時(shí)他們使用的是Joe Condon負(fù)責(zé)的PDP-7小型計(jì)算機(jī)。Ken Thompson和Joe Condon繼續(xù)合作開展了許多項(xiàng)目，包括推廣使用C語言作為AT&T交換系統(tǒng)的語言。

Belle成為計(jì)算機(jī)國際象棋大師的艱辛歷程

Belle是從一種軟件方法開始的，Ken Thompson在早期的Unix手冊中編寫了一個(gè)象棋程序示例。但在Joe Condon加入這個(gè)團(tuán)隊(duì)后，這個(gè)程序變成了一臺混合計(jì)算機(jī)國際象棋機(jī)器，Ken Thompson負(fù)責(zé)編程，Joe Condon負(fù)責(zé)硬件設(shè)計(jì)。

Belle由三個(gè)主要部分組成: 一個(gè)移動生成器，一個(gè)板評估器，和一個(gè)移位表。

移動生成器識別受攻擊的最高價(jià)值塊和最低價(jià)值塊，并根據(jù)這些信息對潛在移動進(jìn)行排序。評估器能注意到國王在比賽不同階段的位置及其相對安全性。移位表包含一個(gè)潛在移動的內(nèi)存緩存，這使得計(jì)算更有效率。

Belle采用了蠻力的方法，它研究了玩家在當(dāng)前棋盤布局下的所有可能的棋步，然后考慮了對手可以做出的所有棋步。

在國際象棋中，雙方跟完成一步叫做一個(gè)回合。最初，Belle可以計(jì)算四層深度的移動。1978年，當(dāng)Belle在美國計(jì)算機(jī)協(xié)會的北美計(jì)算機(jī)國際象棋錦標(biāo)賽上首次亮相時(shí)，它的搜索深度達(dá)到了8層，Belle之后贏得了四次冠軍。1983年，它成為了第一臺獲得國際象棋“大師”稱號的計(jì)算機(jī)。

當(dāng)計(jì)算機(jī)象棋程序設(shè)計(jì)人員讓系統(tǒng)與人類競爭對手對抗時(shí)，這些程序經(jīng)常受到敵意對待，因?yàn)橛腥藨岩沙绦蛑杏袧撛诘淖鞅仔袨椤?/p>

所以，當(dāng)Ken Thompson想要在當(dāng)?shù)氐膰H象棋俱樂部測試Belle時(shí)，他煞費(fèi)苦心地建立起了人際關(guān)系，他向?qū)κ痔峁┝艘环萦?jì)算機(jī)分析比賽結(jié)果的打印件，并承諾如果Belle人機(jī)混合錦標(biāo)賽中獲勝，他會拒絕獎金，將獎金提供給下一個(gè)參加比賽的人。因此，Belle每周都可以去新澤西州韋斯特菲爾德的韋斯特菲爾德國際象棋俱樂部下棋，持續(xù)了差不多10年。

和以人為中心的國際象棋比賽相比，計(jì)算機(jī)國際象棋比賽可能是一件嘈雜的事情，因?yàn)槿藗儠懻摵娃q論不同的算法和游戲策略。

Ken Thompson在2005年的口述歷史中，提到了這些往事。每當(dāng)比賽結(jié)束后，他都會精力充沛地回到實(shí)驗(yàn)室，準(zhǔn)備解決一個(gè)新問題。

對于一臺電腦來說，Belle過著豐富多彩的生活，甚至一度成為公司惡作劇的對象。1978年的一天，貝爾實(shí)驗(yàn)室的計(jì)算機(jī)科學(xué)家、Unix團(tuán)隊(duì)的另一名成員Mike Lesk，從AT&T（美國電話電報(bào)公司）董事長John d. deButts那里偷了一些信箋，并寫了一份假備忘錄，要求暫停使用“T”Belle計(jì)算機(jī)項(xiàng)目。

虛假備忘錄的核心是一個(gè)哲學(xué)問題: 人和電腦之間的游戲是一種交流形式，還是一種數(shù)據(jù)處理形式？該備忘錄稱Belle是后者，因此它違反了1956年禁止該公司從事計(jì)算機(jī)業(yè)務(wù)的反壟斷決定。盡管如此，AT＆T的高管們從來沒有強(qiáng)迫Belle的創(chuàng)造者停止在工作中玩游戲或發(fā)明游戲，這可能是因?yàn)檫@些娛樂活動帶來了經(jīng)濟(jì)上富有成效的研究。2001年，Dennis Ritchie在《國際計(jì)算機(jī)游戲協(xié)會雜志》特刊上發(fā)表了一篇文章，專門報(bào)道Ken Thompson對計(jì)算機(jī)國際象棋的貢獻(xiàn)。

Belle未成行的“蘇聯(lián)之旅”

20世紀(jì)80年代初，蘇聯(lián)電氣工程師、計(jì)算機(jī)科學(xué)家、國際象棋大師Mikhail Botvinnik邀請Ken Thompson將Belle帶到莫斯科進(jìn)行一系列演示活動。他離開紐約肯尼迪國際機(jī)場后，卻發(fā)現(xiàn)Belle沒有被帶上飛機(jī)上。

Ken Thompson在莫斯科待了好幾天之后才知道Belle的命運(yùn)。貝爾實(shí)驗(yàn)室的保安人員正在肯尼迪國際機(jī)場的機(jī)場進(jìn)行兼職，碰巧看到一個(gè)標(biāo)有“計(jì)算機(jī)”的貝爾實(shí)驗(yàn)室的盒子，被繩子綁在海關(guān)區(qū)域。警衛(wèi)通知了他在貝爾實(shí)驗(yàn)室的朋友，最終Joe Condon得到了消息，他立即給Ken Thompson打了電話。

Joe Condon警告Ken Thompson：“如果不扔掉給Belle帶來的備用零件，你回來的時(shí)候可能會因?yàn)樽咚诫娔X到俄羅斯而被逮捕。”

過分熱心的美國海關(guān)人員發(fā)現(xiàn)了Ken Thompson裝Belle的盒子并沒收了它，但從未通知他或貝爾實(shí)驗(yàn)室。

蘇聯(lián)的邀請方認(rèn)為這是美國政府的問題，當(dāng)Ken Thompson與他們會面，向他們解釋Belle已經(jīng)被扣留時(shí)，蘇聯(lián)國際象棋俱樂部的負(fù)責(zé)人指出，Ayatollah Khomeini（前伊朗國家領(lǐng)導(dǎo)人）在伊朗宣布國際象棋非法是因?yàn)樗`背了上帝。并向Ken Thompson問到：“你認(rèn)為里根這樣做是為了在美國取締國際象棋嗎？”

回到美國后，Ken Thompson采納了Joe Condon的建議，將Belle的零部丟在了德國。回到家后，他沒有因?yàn)樽咚交蚱渌魏巫锩淮丁?/p>

但當(dāng)他試圖在肯尼迪機(jī)場找回Belle時(shí)，卻被告知違反了《出口法案》，因?yàn)锽elle那臺老舊過時(shí)的惠普顯示器被列入了禁售物品清單。貝爾實(shí)驗(yàn)室支付了罰款，最終才領(lǐng)回了Belle。

計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)步，Belle退出歷史舞臺

在Belle統(tǒng)治計(jì)算機(jī)國際象棋世界幾年后，它的明星光環(huán)開始褪色，因?yàn)橛懈喙δ軓?qiáng)大的計(jì)算機(jī)出現(xiàn)了。

▲深藍(lán)在與世界冠軍Garry Kasparov的初賽中獲勝

其中最主要的是IBM的深藍(lán)，1996年，深藍(lán)在與世界冠軍Garry Kasparov的初賽中獲勝，引起了國際社會的關(guān)注。雖然最終的比賽獲勝者仍然是Garry Kasparov，但深藍(lán)為參與復(fù)賽奠定了基礎(chǔ)。

第二年，經(jīng)過大規(guī)模升級后，深藍(lán)擊敗了Garry Kasparov，成為第一臺在規(guī)定時(shí)間控制的比賽中擊敗人類世界冠軍的計(jì)算機(jī)。

結(jié)語：Belle最終成為了計(jì)算機(jī)史上的文物

Allison Marsh表示，是攝影師Peter Adams為Ken Thompson和他的許多貝爾實(shí)驗(yàn)室同事拍攝的肖像系列片“開源的面孔”，引起了他對貝爾實(shí)驗(yàn)室的注意。

在這個(gè)系列片中，貝爾實(shí)驗(yàn)室的企業(yè)檔案管理員Ed Eckert允許他拍攝了一些與Unix研究實(shí)驗(yàn)室相關(guān)的文物。

雖然Peter Adams把Belle放在了他拍攝的愿望清單上，但他認(rèn)為Belle肯定已經(jīng)被放進(jìn)了博物館里，應(yīng)該無緣見到了。但令他吃驚的是，他得知Belle仍然在新澤西州默里山的諾基亞貝爾實(shí)驗(yàn)室。

Peter Adams在給Allison Marsh的郵件中寫道：“它仍然在它所演奏的史詩般的國際象棋游戲中磨損了?！?/p>