כחול עמוק

כחול עמוק (באנגלית: Deep Blue) הוא מחשב למשחק שחמט, שפותח על ידי חברת IBM, והוא הראשון שניצח אלוף עולם מכהן, גארי קספרוב. המחשב ניצח את קספרוב בטורניר של שישה משחקים, שנערך במאי 1997, בתוצאה 3.5-2.5. הפרויקט התחיל באוניברסיטת קרנגי מלון בידי שלושה סטודנטים אשר תכננו מספר מחשבים ייעודיים לשח במחצית השנייה של שנות השמונים של המאה העשרים: פנג-הסיונג הסו (Feng-hsiung Hsu), מאריי קמפבל (Murray Campbell) ותומאס אננתארמאן (Thomas Anantharaman). שם המערכת הראשונה שתכננו היה "צ'יפטסט" ("ChipTest"), שכללה צ'יפ ייעודי לייצור המהלכים ונשלט על ידי תחנת עבודה של סאן. הגרסה הראשונה יכלה לייצר 50,000 מהלכים בשנייה. המפתחים הכניסו גרסה מוקדמת לאליפות צפון אמריקה בשח מחשב של שנת 1986 ולאחר קשיים התחלתיים סיימו עם מאזן שקול. שנה אחר כך כבר הייתה להם גרסה של המערכת שייצרה 500,000 מהלכים בשנייה ("ChipTest-M") ובאליפות של 1987 הם ניצחו בתוצאה 4:0. לאחר מכן הם בנו מערכת שנייה שנקראה בשם "מחשבה עמוקה" (Deep Thought), על שם המחשב בעל אותו השם בספר "מדריך הטרמפיסט לגלקסיה". המערכת זכתה באליפות צפון אמריקה לשנת 1988 ובאליפות העולם לשח מחשב לשנת 1989. ב-1988 הביסה המערכת את רב האמן בנט לארסן. הייתה זו הפעם הראשונה שרב אמן הפסיד למחשב. באותה תקופה פותחה באוניברסיטת קרנגי מלון מערכת מתחרה בשם הייטק ("HiTech") בראשות הנס ברלינר. לאור הצלחת Deep Thought החליטה חברת IBM לשכור את שלושת המפתחים והם הצטרפו לחטיבת המחקר ווטסון. הם החלו לעבוד על פרויקט שנקרא "כחול עמוק" (השם נגזר משם הפרויקט הקודם והצבע הכחול המזוהה עם החברה) שמטרתו הייתה לבנות מכונת שח שתוכל לשחק ברמה שמנצחת את אלוף העולם בשח. בין היתר השאיפה הייתה להדגים רכיבים של IBM ואת הכח של חישוב מקבילי. אננתארמאן עזב את החברה עד מהרה והחליף אותו ג'ו הואן (Joe Hoane). המערכת השיגה את יכולת המשחק שלה בעיקר על ידי שימוש ביכולת חישוב מאסיבית. המערכת הייתה מקבילית ביותר, מבוססת על מחשב RS/6000 בעל 30 קצוות (nodes), מחוזק על ידי 480 שבבי VLSI ייעודיים למשחק שחמט. תוכנית השחמט של המערכת נכתבה בשפת C ורצה תחת מערכת ההפעלה AIX. המערכת הייתה מסוגלת להעריך 200,000,000 מצבים בשנייה, כפול מהמערכת של שנת 1996. ביוני 1997, כחול עמוק היה מחשב העל ה-259 בעוצמתו. גרסה משודרגת שנקראה בצורה לא רשמית "כחול עמוק יותר" ("Deeper Blue"), יכלה לחפש מהלך עד למרחק של 12 מהלכים קדימה. שחקני שחמט טובים מחפשים עד בערך 10 מהלכים קדימה. תוספת לעומק החיפוש של מהלך אחד, שקולה לתוספת של בערך 80 נקודות במד-הכושר הבינלאומי (Elo). פונקציית הערכת המצבים של "כחול עמוק" נכתבה בצורה משוכללת, עם הרבה פרמטרים שיוגדרו לאחר מכן (לדוגמה: כמה חשוב מצב של מלך מוגן, בהשוואה ליתרון של שליטה במרכז הלוח). הערכים האופטימליים לאותם פרמטרים נקבעו אז על ידי המערכת עצמה, באמצעות ניתוח של אלפי משחקי אמנים. פונקציית ההערכה פוצלה ל-8,000 חלקים; רבים מהם יועדו למצבים מיוחדים. בספר הפתיחות היו יותר מ-4,000 מצבים ו-700,000 משחקים של רבי אמנים. בסיס הנתונים של סיום המשחק כלל הרבה מצבי סיום עם שישה כלים ואת כל מצבי הסיום עם חמישה או פחות כלים. לפני המערכה השנייה, הבסיס של ידע השחמט של התוכנית עבר תהליך של דיוק על ידי רב האמן ג'ואל בנג'מין (Joel Benjamin). ספריית הפתיחות סופקה על ידי רב האמן מיגל אילסקז (Miguel Illescas), ג'ון פדורוביץ' (John Fedorovich) וניק דה-פירמיאן (Nick De Firmian). גארי קספרוב, בעת שנשא בתואר אלוף העולם בשחמט, שיחק שני טורנירים כנגד כחול עמוק, בפברואר 1996 בפילדלפיה ובמאי 1997 בניו יורק. בטורניר הראשון במשחק הראשון ב-10 בפברואר 1996 ניצח "כחול עמוק" את קספרוב, ובכך היה למחשב הראשון שניצח אלוף עולם מכהן בתנאי הגבלת זמן רגילים. משחק זה בהתמודדות "כחול עמוק – קספרוב" הוא משחק שחמט מפורסם. למרות זאת, קספרוב ניצח בשלושה משחקים, והשיג שתי תוצאות תיקו במשחקים הבאים, כך שבסיכום התחרות השיג תוצאה של 2–4 לטובתו. "כחול עמוק" שודרג משמעותית (ונקרא באופן לא רשמי "כחול עמוק יותר") ושיחק שוב כנגד קספרוב במאי 1997. "כחול עמוק יותר" ניצח לאחר שישה משחקים בתוצאה 3.5-2.5, והיה בכך למחשב הראשון שמנצח אלוף עולם מכהן, בתחרות שכפופה לכללים הסטנדרטיים של מגבלות הזמן של אליפויות שחמט. אחרי ההפסד, קספרוב אמר שהוא לפעמים ראה תבונה עמוקה ויצירתיות במהלכי המחשב, שאותם לא יכול להבין. הוא גם רמז שבני אדם אולי עזרו למחשב במהלך המערכה. הוא דרש גומלין, אבל IBM דחתה את הדרישה, והשביתה את המחשב. ב-2003, סרט תעודה שהופק וחקר את הטענות, נקרא "סוף המשחק: קספרוב והמכונה" (Game Over: Kasparov and the Machine). טענות אלו של קספרוב נכונות חלקית. החוקים של ההתמודדות איפשרו למפתחים לשנות את התוכנה בין משחקים; אפשרות שהמפתחים ניצלו בחופשיות רבה. קוד התוכנה שונה בין המשחקים כדי להבין טוב יותר את סגנון המשחק של קספרוב, דבר שאיפשר למערכת להימנע מהנפילה למלכודת במשחק האחרון; אותה מלכודת שהבינה המלאכותית נפלה אליה פעמיים קודם. מפתחי כחול עמוק, פנג-הסיונג הסו מאריי קמפבל ג'ו הואן, זכו בפרס פרדקין בסך 100,000 דולר שיועד למתכנני מחשב השח הראשון שינצח אלוף עולם מכהן. פנג-הסיונג הסו טען מאוחר יותר בספרו "מאחורי כחול עמוק: בניית המחשב שניצח את אלוף העולם בשחמט" (Behind Deep Blue: Building the Computer that Defeated the World Chess Champion), שהיו לו זכויות להשתמש בעיצוב של "כחול עמוק", כדי לבנות מכונה גדולה יותר, שלא תהיה תלויה ב-IBM, ותתמודד בגומלין כנגד קספרוב. קספרוב התנגד, לטענת הסו, לגומלין שכזה. מדיה וקבצים בנושא כחול עמוק בוויקישיתוף הלוגים של ששת המשחקים, כפי שפורסמו על ידי IBM Open Letter from Feng-hsiung Hsu one of the main programmers of Deep Blue, באנגלית תגובתו של אוון, סוכנו של קספרוב, למכתב של פנג, באנגלית תיאור מפורט של כחול עמוק, באנגלית כחול עמוק, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית) Deep Blue Team Awarded $100,000 Fredkin Prize