Histoire de la computation échiquéenne – Connaissance vs force brute

Par Frederic Friedel
15/04/2021 – L'énigme de Penrose que nous avons récemment présentée, où les ordinateurs "évaluent faussement" une position nulle comme une victoire, a fait l'objet de nombreuses discussions. Nous avons expliqué dans notre article que, bien qu'ils affichent un avantage massif pour l'adversaire, les ordinateurs joueront sans problème et obtiendront un match nul pour le camp qui défend. Cela nous a rappelé une situation similaire dans les tout premiers jours des échecs par ordinateur. En 1978, l'ordinateur le plus puissant du monde pensait qu'il était complètement perdu contre un fort MI, mais il a facilement obtenu la nulle théorique en utilisant uniquement la force brute. | | Traduction d'un de Frederic Friedel

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Il y a quelque temps, nous discutions de la fameuse position proposée par Sir Roger Penrose. Celle-ci a probablement été composée par le frère du célèbre mathématicien et philosophe, le GM Jonathan Penrose. Elle a pour objectif de démontrer un domaine dans lequel la supériorité de l'intelligence humaine sur son homologue artificielle reste - et restera? - notable. Dans les termes de Penrose, cette position sert à "vaincre un ordinateur artificiellement intelligent (IA) tout en étant soluble pour les humains".

"Les scientifiques ont construit cette position de manière à confondre un ordinateur d'échecs" indique Penrose. Un coup d'œil furtif laisse accroire qu'elle est gagnante pour les Noirs. Cependant, un joueur d'échecs humain moyen peut voir qu'une nulle est possible: Les Noirs n'ont aucun coup légal sauf avec leurs ♝, donc tout ce que les Blancs doivent faire est de déplacer leur ♔ et de laisser les Noirs faire des coups inutiles avec leurs ♝. Il n'y a absolument rien que les Noirs puissent faire pour forcer une victoire.

Un programme d'échecs ne "verra" pas la nulle mais affichera dans son évaluation un très grand avantage - 25 à 31 ♟ - pour les Noirs. "Les trois ♝ obligent l'ordinateur à effectuer une recherche massive de positions possibles qui va rapidement s'étendre à quelque chose qui dépasse toute la puissance de calcul de la planète Terre", écrit l'Institut Penrose, qui en fait tout un plat. Mais la position et la logique derrière l'expérience ne sont pas convaincantes: n'importe quel programme d'échecs, jouant le côté blanc, tiendra la nulle sans faille, même s'il affiche des valeurs négatives élevées pour les Blancs.

En écrivant l'article, Frederic Friedel s'est souvenu d'une situation similaire qui s'était produite il y a près de quatre décennies :

David Levy - CHESS 4.8, Hambourg, 7.2.1979

Le champion écossais et MI David Levy jouait contre l'ordinateur le plus puissant du monde à l'époque. Après 73 coups, la partie avait atteint la position ci-dessus (la partie entière est décrite ci-dessous). CHESS 4.8 a affiché une évaluation de plus neuf ♙ pour les Blancs, mais il a parfaitement défendu la partie, et Levy n'a pas pu gagner.

La position est une nulle théorique, comme les moteurs d'échecs d'aujourd'hui le reconnaîtront instantanément - parce que la finale ♕ contre ♟c ou ♟f fait maintenant partie de leurs connaissances de base. Pour CHESS 4.8 ce n'était pas le cas, mais le programme a pu survivre en faisant une recherche par force brute pure et en ne laissant simplement pas les Blancs capturer le pion. La défense, comme indiqué dans la partie annotée ci-dessous, est de ne permettre la capture du pion sur c2 que lorsque le ♚ est sur a1, ce qui donnerait pat.

La situation est similaire à l'exemple de Penrose. Ici, tout joueur humain, grâce aux livres qu'il a étudié et qui reposent sur des siècles de recherche, peut immédiatement reconnaître que la position ci-dessus est nulle. Certes l'ordinateur d'alors ne l'a pas fait et l'a évalué comme une perte sèche. Mais il a joué la position parfaitement et l'a défendue jusqu'à la nulle qu'il n'avait pas "vue"!

Le pari de Levy

L'auteur profite de la position ci-dessus pour faire un voyage dans le passé. En 1979, en tant que journaliste scientifique débutant, Frederic Friedel travaillait pour la chaîne de télévision allemande ZDF, et cela l'amusait beaucoup. Un jour, il lu que les ordinateurs jouaient aux échecs, et qu'en fait l'un d'entre eux avait battu un GM dans une partie de blitz. Il soumit à son patron l'idée de faire un documentaire sur le sujet. L'éminent journaliste scientifique Hoimar von Ditfurt a immédiatement accepté!

À l'époque, le MI David Levy, qui était champion d'Écosse en 1968, venait de gagner un pari très médiatisé contre un certain nombre de chercheurs célèbres en intelligence artificielle (dont John McCarthy et Donald Michie). Ils avaient prédit, en 1968, que dans dix ans un ordinateur battrait le champion du monde d'échecs. Levy leur a parié £1'250 qu'aucun ordinateur ne gagnerait un match d'échecs contre lui au cours de ces dix années. Dans le cadre de son documentaire, Friedel invitait Levy à Hambourg pour jouer une partie d'exhibition contre l'ordinateur le plus fort du monde à l'époque.

Le programme était CHESS 4.8, tournant sur un CDC Cyber 176 situé à Minneapolis, programmé par deux pionniers des échecs informatiques  Larry Atkins et David Slate, informaticiens à l'université Northwestern. 

La production du documentaire sur les échecs par ordinateur de la ZDF a été assez excitante - Freiedel a pu aller à Northwestern (Chicago) pour interviewer Slate et Atkins, et à Moscou pour parler avec Mikhail Botvinnik, qui expérimentait également la programmation des échecs.

Dans le studio de Hambourg, Cyber 176 était relié à une carte de capteurs et à un bras robotique industriel. Grâce à une ligne satellite, l'ordinateur a réellement détecté les coups effectués par Levy et a utilisé le bras du robot pour exécuter ses propres coups! Le GM allemand Helmut Pfleger a commenté la partie en direct pour le public du studio et les téléspectateurs.

L'émission a connu un grand succès (et a entraîné Frederic dans le monde des échecs). Le plus grand magazine d'information d'Europe, Der Spiegel, a longuement parlé de la partie et de son documentaire, et a mêmet organisé un second match entre CHESS 4.8 et Viktor Korchnoi peu de temps après (Korchnoi a gagné confortablement).

Dans l'émission sur la ZDF, il a été proposé d'envoyer la partie, annotée par David Levy, Helmut Pfleger et l'ordinateur lui-même, aux téléspectateurs qui en feraient la demande. Une semaine plus tard, Freidel était appelé au studio, où un directeur quelque peu désemparé le conduisit dans une pièce où se trouvaient plusieurs sacs de courrier: au total, 95'000 téléspectateurs avaient demandé la partie annotée! Friedel produisit un imprimé de trois pages et engagea un groupe d'étudiants pour envoyer des copies dans le cadre de cette action record.

Frederic possède encore l'imprimé, mais celui-ci est entièrement en allemand. Friedel l'a traduit en anglais - et moi en français - dans le relecteur de partie ci-dessous. Vous avez devant les yeux un document qui montre l'état des échecs par ordinateur au tout de début de cette aventure! Rappelez-vous que le Cyber 176 était probablement aussi puissant que le matériel de votre téléviseur ou de votre four à micro-ondes, et que beaucoup des algorithmes qui ont poussé les moteurs d'échecs d'aujourd'hui à une force Elo de 3300+ n'avaient pas encore été découverts. Il s'agit néanmoins d'une partie intéressante, qui revêt un intérêt  historique indéniable.

[Event "ZDF"] [Site "Hamburg"] [Date "1979.02.07"] [Round "1"] [White "Levy, David"] [Black "Chess 4.8"] [Result "1/2-1/2"] [ECO "C37"] [Annotator "Levy/Pfleger/Chess"] [PlyCount "178"] [EventDate "1979.??.??"] 1. e4 e5 2. f4 {Pfleger: Le petit David ose jouer le follement romantique Gambit du Roi contre le Goliath tactique!.} exf4 3. Nf3 g5 4. d4 {Levy: 4.h4 ou 4.Lc4 sont les coups normaux, mais je craignais que la machine connaîtrait les variantes beaucoup plus loin que moi!} g4 5. Bxf4 gxf3 {[#]Levy: Une variante qui n'a jamais été joué à haut niveau. C'est une invention du GM estonien Paul Keres. Pfleger: Les deux joueurs sont maintenant en terrain inconnu et ne peuvent plus s'appuyer sur la préparation maison.} 6. Qxf3 Nc6 {Pour la première fois ici, CHESS réfléchit plus d'une milliseconde. L'ordinateur prit 245 secondes pour calculer 713'868 positions avant de jouer son coup. La machine évalue positivement sa position; elle donne un avantage aux Noirs de 1,26 pawn.} 7. d5 Qf6 ({En jouant 6...Nc6, CHESS prévoyait} 7... Nd4 8. Qf2 Bc5 9. Nc3 {Mais après le coup de Levy 7.d5, CHESS calcula plus en profondeur et se ravisa pour jouer un autre coup que 7...Nd4.}) 8. dxc6 Qxb2 9. Bc4 {Pfleger: Trop audacieux. Les Blancs devaient jouer Qb3, bien que l'on puisse s'attendre ici aussi à des complications périlleuses! En tout cas, on peut avoir des doutes sur l'attaque de mat que les Blancs semblent avoir planifiée... Levy: Joué prématurément et sans avoir réfléchi suffisamment.} ({J'aurai plutôt dû jouer} 9. Qb3 Qxa1 10. cxb7 ({or} 10. c3 -- 11. Bc4 -- 12. O-O)) 9... Qxa1 10. Bxf7+ Kd8 ({Pfleger: Après avoir avalé la grosse Tour, le cerveau électronique ne tombe pas dans le piège.} 10... Kxf7 11. Be5+ {[%cal Re5a1,Rf3f7,Gf4e5] winning the queen.} ) 11. O-O Qg7 {[#]Levy: Bien joué de la machine! Je remarquai à ce moment que mon sacrifice de Tour n'était probablement pas justifié... CHESS joua ce coup sans réfléchir, pour le plus grand dépit de Levy. Mais si l'on jette un coup d'œil sur les fichiers log, on s'aperçoit que la machine a considéré presque quatre millions de positions! Explication: CHESS a utilisé le temps de réflextion de son adversaire - presque 20 minutes - pour faire ses calculs. Au moment où Lévy exécuta son coup, l'ordinateur avait déjà tout calculé.} 12. Bd5 Bc5+ 13. Be3 Bxe3+ 14. Qxe3 dxc6 15. Rf7 Qh6 16. Qd4 cxd5 17. Qxh8 Qb6+ {Levy: J'ai complètement négligé ce coup terrible. Maintenant les Blancs sont désespérément perdus. CHESS a réfléchi seulement deux minutes avant de le jouer, dont 81 secondes sur le temps de Levy. La machine évalue la position à 5,17 pions en faveur des Noirs.} 18. Kf1 (18. Rf2 Qxb1+ 19. Rf1 Qb6+ 20. Kh1 Qe6 $19) 18... Qxb1+ 19. Kf2 Qxc2+ {Pfleger: Bien que les Noirs soient menacés par un mat en un coup (Qxg8), leurs Cavalier, Fou et Pion de plus  his extra knight, bishop and pawn are écrasants. Les Blancs sont complètement perdus.} ({Levy: Je craignais} 19... Qb6+ 20. Kf1 Qg6 21. Rf8+ Ke7 22. Rxg8 Qf6+ {c'est pourquoi je ne pouvais exclure l'échange des Dames.}) 20. Kg3 Qd3+ 21. Rf3 Qxe4 22. Qxg8+ Kd7 23. Qg7+ {[#]} Kc6 { Levy: Pour compliquer la tâche des Noirs. Pfleger: Le Roi pénètre en territoire ennemi. Les Noirs vons survivre sans le moindre dommage à cette excursion osée, mais 23...Kd6 aurait tout rendu plus facile.} ({Après} 23... Kd6 24. Qf8+ Qe7 25. Rf6+ Be6 {j'aurais probablement abandonné.}) 24. Rc3+ Kb5 25. Rb3+ Ka4 26. Qc3 Qg4+ {Pfleger: Le Roi sur le bord n'est pas un péché!} ({Avec} 26... a5 { aurait navigué à traver tous les dangers}) 27. Kf2 Qc4 {Levy: Une situation précaire pour les Noirs.} (27... a5 {aurait empêché la menace de perdre la Dameet gagnait la partie.}) 28. Ra3+ Kb5 29. Qa5+ Kc6 30. Rc3 Be6 {CHESS a vu la menace de la perte de la Dame... mais trop tard. Elle devait le faire au 26e ou 27e coup, mais le programme avait calculé en avance jusqu'au 29e coup. Le 30 coup Rc3 n'a pas été pris en considération parce qu'il ne donne pas échec et ne capture pas de pièce.} 31. Qa4+ {A ce stade, l'ordinateur ne semblait pas pouvoir supporter la perte de sa Dame. Après une coupure de la ligne en provenance de Cleveland, il a refusé de continuer à jouer. Ce n'est que lorsque l'opérateur de CHESS, le Dr. David Cahlander, l'un des développeurs de la machine Cyber 176, est revenu sur la position et a tapé un certain nombre de paramètres que CHESS a accepté de continuer à jouer!!?! } Kd6 32. Rxc4 dxc4 33. Qb4+ Kc6 34. Qa4+ {[#]} b5 {Levy: Un coup vraiment mauvais. Maitenant j'avais soudain des chances de gain! Pfleger: Les Noirs refusent de manière injustifiée la nulle en avançant ce Pion. Les deux coups suivants des Blancs transforment la fière phalange de Pions de l'Aile-Dame en un squelette en lambeaux. Dave Cahlander a découvert la raison de ce comportement étrange et malsain de l'ordinateur. Après avoir relancé la partie au 31e coup, CHESS se considérait beaucoup plus fort que Levy. Le programme avait un facteur "mépris" qui influençait sa stratégie en fonction de l'adversaire. En raison d'une mauvaise entrée, il pensait être plus fort de 200 points Elo que Levy - en réalité Levy était légèrement plus fort. Programmé comme étant meilleur dans le jeu, la machine a donc décidé d'éviter la nulle. La perte malheureuse d'un Pion, pensait l'ordinateur, pouvait être facilement compensée contre de l'autre côté de l'échiquier.} ({Après} 34... Kd6) ({ou} 34... Kb6 {J'aurais immédiatement opté pour la répétition et je me serais considéré comme chanceux de faire match nul.}) 35. Qa6+ Kd7 36. Qxb5+ Kd6 { Levy: J'étais maintenant assez sûr de gagner cette partie. Je n'avais plus beaucoup de temps, mais dans ce genre de finale, j'avais le sentiment d'être supérieur que n'importe quelle machine.} 37. Qb4+ c5 38. Qd2+ Kc7 39. Qh6 Bg8 40. Qg7+ {Pfleger: En zeitnot au 40e coup, Levy commet une imprécision. Comme si souvent aux échecs, la menace Qg7+ était plus forte que son exécution. La Dame en h6 immobilise le Fou, la Tour et le Roi adverses sur la dernière rangée. Les Blancs peuvent tranquillement avancer leurs Pions sur l'Aile-Roi.} Kc6 41. g4 a6 42. Qf6+ Kb5 43. Qd6 Kb4 44. Qb6+ Ka3 45. Qc6 Rf8+ 46. Ke3 Rb8 47. Qxa6+ Kb2 48. Qd6 Ra8 49. Qd2+ Ka3 50. h4 Ra6 51. g5 Ra8 {Pfleger: Le programme est apparemment déconcerté et déplace ses pièces de façon erratique.} (51... Bf7 {est une sérieuse alternative pour stopper l'avance des Pions Blancs.}) 52. h5 Re8+ {La partie est trop longue - et elle peut encore durer des heures. Levy et Cahlander conviennent de terminer avec la méthode utilisée dans les championnats britanniques: les deux joueurs disposent d'un temps limité de 15' pour terminer la partie ou perdre à temps.} 53. Kf4 Ra8 54. Ke5 Ra6 55. g6 hxg6 56. hxg6 Ra8 ({ Pfleger: Il était possible de prendre en g6:} 56... Rxg6 57. Qc3+ Kxa2 58. Qc2+ { [%cal Rc2g6] gagnant la Tour.}) 57. Kf6 Ra4 58. Kg7 Ra8 59. Qg2 Rd8 60. Qc6 Rd3 {61.Qa6+ et 62.Qb6+, et après 60...Rb8 61.Qc5:+ et 62.Qa7+ ou Qe5+.} ({ Levy: La tour ne peut pas tenir la huitième rangée à cause de la menace de...} 60... -- 61. Qa6+ Kb4 62. Qb6+ {[%cal Rb6d8]}) ({et} 60... Rb8 {estréfuté par} 61. Qxc5+ Kxa2 (61... Kb2 62. Qe5+ {[%cal Re5b8]}) 62. Qa7+ {[%cal Ra7b8]}) 61. Qa6+ Kb4 62. Kxg8 Ra3 63. Qb6+ Kc3 64. g7 Rxa2 65. Kf7 Rf2+ {[#]} 66. Ke7 {Pfleger: Le sacrifice de Dame 66.Qf6 gagne facilement. Le champion écossais en rythme blitz passe à côté d'un coup qu'il aurait sinon trouvé faiclement.} ({CHESS, qui avait chambré son adversaire par des remarques telles que "Soyez prudent" et "Comme le temps passe", s'attendait à} 66. Qf6+ Rxf6+ 67. Kxf6 Kd4 68. Kf5 c3 69. g8=Q $18) 66... Rg2 67. Qf6+ Kc2 68. Qf5+ Kb2 69. Kf7 c3 70. Qe5 c4 71. Qb5+ Kc1 72. Qxc4 {[#]} Rxg7+ 73. Kxg7 {Pfleger: Ce joli sacrifice de Tour conduit à une nulle théorique bien connue. Beaucoup de spectateirs croyaient cependant que les Blancs étaient gagnants, mais une position quasiment identique avait déjà été étudiée en 1865 (wKg7, Qb7; bKc1, Pc3; Trait aux Blancs - nulle) dans "The Chess World".} c2 {La théorie des finales Dame contre Pion est traitée dans "Endspielpraxis im Schach" de Ludek Pachman. En p.40 on peut y lire: "La règle veut que la Dame gagne même lorsque le Pion est sur la 7e rangée. La seule exception est la finale de Tour contre Pion, ainsi que la finale de Fou contre Pion, mais seulement si le Roi défenseur est sur la 7e ou la 8e rangée et le Roi adverse suffisamment éloigné." Bien sûr, CHESS ne connaît rien de cette littérature, et il se considérait lui-même totalement perdant avec neuf une évaluation de moins 9 pions. Cela ne l'empêcha pas de se défendre de manière optimale.} 74. Kf6 Kd2 75. Qd4+ Kc1 76. Ke5 Kb1 77. Qb4+ Ka2 78. Qc3 Kb1 79. Qb3+ Ka1 {Pfleger: La machine a trouvé la stratégie correcte. Elle menace de faire promotion et d'échanger la Dame contre son homologue adverse. Si les Blancs arrivent à capture le Pion c2, CHESS mettra son Roi en a1, pour forcer le pat. Levy tenta l'impossible, mais la machine ne faillit pas.} 80. Qa4+ Kb2 81. Qd4+ Kb1 82. Qd3 Kb2 83. Qb5+ Kc3 84. Qc5+ Kb2 85. Qb6+ Ka1 86. Qg1+ Kb2 87. Qb6+ Ka1 88. Qg1+ Kb2 89. Qb6+ Ka1 {Troisième répétition} 1/2-1/2

Pour en profiter pleinement du replayer, vous pouvez maximiser en plein écran (bouton du milieu dans la rangée supérieure) et lancer Fritz, le moteur d'analyse (icône de ventilateur à côté). En bas de la fenêtre de notation, à droite, il y a des boutons pour éditer (supprimer, promouvoir, couper des lignes, désannoter, défaire, refaire) sauvegarder, jouer la position contre Fritz. Si vous passez la souris sur un bouton, vous verrez sa fonction.

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