Desde Turing, Deep Blue y Kasp¨¢rov hasta AlphaFold: el ajedrez impulsa la ciencia

Los antidepresivos y el c¨¢ncer de h¨ªgado son hoy algunos de los campos punteros de investigaci¨®n gracias a lo que la empresa Deep Mind (Google) aprendi¨® con su programa AlphaZero en ajedrez y go (un juego muy popular en varios pa¨ªses de Asia) en 2017. A continuaci¨®n, cre¨® AlphaFold, que logr¨® en 2021 uno de los mayores progresos en la historia de la biolog¨ªa: entender c¨®mo funcionan las prote¨ªnas. Ya hacia 1947, Alan Turing y Claude Shannon, padres de la inform¨¢tica, eligieron el ajedrez como campo de experimentaci¨®n. Acertaron, pero no pudieron comprobarlo: Deep Blue (IBM) gan¨® a Kasp¨¢rov medio siglo despu¨¦s y puso los cimientos de enormes avances cient¨ªficos.

Para entender por qu¨¦ el ajedrez y el go han contribuido tanto al desarrollo de la ciencia, hay que fijarse en tres n¨²meros que para una mente humana normal se asocian con el infinito. El de partidas distintas posibles de ajedrez es un 1 seguido de 123 ceros. El equivalente en go (tablero de 19x19 casillas) es mucho mayor. Y tambi¨¦n el de combinaciones de amino¨¢cidos en una prote¨ªna (elemento esencial para la vida). A?adamos un cuarto n¨²mero para entender mejor de qu¨¦ estamos hablando: el de ¨¢tomos en el universo conocido es un 1 seguido de 80 ceros.

El talento y la pasi¨®n ajedrecista de los mejores jugadores brit¨¢nicos fueron decisivos para descifrar los c¨®digos nazis en la operaci¨®n Enigma. Se estima que ese comando intelectual contribuy¨® a acortar la II Guerra Mundial varios a?os y salvar unos 14 millones de vidas

Hace s¨®lo diez a?os, esa enormidad incitaba a pensar, incluso a los expertos, que la ciencia estaba muy lejos de desentra?ar la estructura de las prote¨ªnas. Uno de los grandes referentes espa?oles en inteligencia artificial (IA), Ram¨®n L¨®pez de M¨¢ntaras, confirma que ¡°la experiencia con AlphaZero en ajedrez y go fue muy ¨²til para desarrollar AlphaFold¡±, aunque tambi¨¦n cree que ¡°se podr¨ªa haber logrado el mismo ¨¦xito de otra manera¡±.

Cerebros ajedrecistas contra el Tercer Reich

La clave de por qu¨¦ la empresa Deep Mind eligi¨® la v¨ªa de los deportes mentales m¨¢s complejos est¨¢ probablemente en una conexi¨®n hist¨®rica: el brit¨¢nico Demis Hassabis, su consejero delegado y cofundador, fue un ni?o prodigio del ajedrez, que tambi¨¦n le gustaba mucho desde la ni?ez a su compatriota Turing, nacido en 1912. No es una casualidad que el equipo secreto liderado por Turing, y organizado por el primer ministro Winston Churchill para desentra?ar el c¨®digo secreto de los nazis (Operaci¨®n Enigma), incluyera a los tres mejores ajedrecistas brit¨¢nicos de la ¨¦poca: Hugh Alexander, Harry Golombek y Stuart Milner-Barry.

Se estima que esa haza?a acort¨® en varios a?os la Segunda Guerra Mundial y pudo salvar hasta 14 millones de vidas. Tiene mucha l¨®gica por tanto que, pocos a?os despu¨¦s, a finales de los cuarenta, Turing en el Reino Unido y el matem¨¢tico Shannon en Estados Unidos experimentaran por separado con el juego de las 64 casillas como campo de pruebas de la inteligencia artificial. Shannon, tan apasionado por el ajedrez que lleg¨® a reunirse con el campe¨®n del mundo de la ¨¦poca, el sovi¨¦tico Mija¨ªl Botv¨ªnnik, fue el primero en calcular que el n¨²mero de partidas posibles es mayor que el de ¨¢tomos. Y Turing escribi¨® el primer programa de ajedrez, Turochamp, extraviado en los a?os sesenta y reconstruido en 2012 para jugar una partida con Kasp¨¢rov en el congreso que conmemor¨® el centenario de su nacimiento.

Turing y Shannon vislumbraron que, si una computadora era capaz de ganar al campe¨®n del mundo, lo aprendido en ese proceso ser¨ªa muy ¨²til en campos mucho m¨¢s importantes de la ciencia. Lo que probablemente no previeron es que se tardar¨ªa medio siglo en lograrlo por la enorme dificultad de expresar en lenguaje binario (ceros y unos) conceptos que incluso las personas no ajedrecistas asimilan en medio minuto. Por ejemplo, una m¨¢quina entiende de inmediato que una dama vale diez puntos; la torre, cinco; el alfil y el caballo, tres; y el pe¨®n, uno. El problema est¨¢ en el valor relativo: si una dama est¨¢ encerrada por sus propias piezas en un rinc¨®n del tablero no valdr¨¢ diez puntos hasta que se libere, porque en esa posici¨®n es poco menos que in¨²til. Es imposible jugar bien sin entender eso; de ah¨ª que los primeros ajedrecistas de silicio causaran risa entre los aficionados por su rid¨ªcula manera de pensar.

Pero entonces lleg¨® IBM, primero con Deep Thought, que logr¨® ganar a un gran maestro (el dan¨¦s Bent Larsen) en 1988. Y luego con Deep Blue, verdugo de Kasp¨¢rov en 1997 (Nueva York, 3,5-2,5 en seis partidas) tras perder (2-4) el primer duelo entre ambos (Filadelfia, 1996). La derrota del ruso fue noticia de primera p¨¢gina en todo el mundo y colaps¨® las arcaicas l¨ªneas de internet de entonces. La cotizaci¨®n de IBM se dispar¨® en Wall Street, y se lleg¨® a decir que todo aquello era un circo montado por la multinacional estadounidense con fines puramente publicitarios.

Sin embargo, IBM no tard¨® en anunciar que lo aprendido con Deep Blue era muy ¨²til en diversos campos relacionados con el c¨¢lculo molecular: fabricaci¨®n de medicamentos complejos, planificaci¨®n de la agricultura, tr¨¢fico a¨¦reo, pron¨®stico meteorol¨®gico, mercado burs¨¢til, etc¨¦tera. Es decir, Turing y Shannon hab¨ªan acertado, pero no pudieron disfrutarlo por sendas tragedias. Turing se suicid¨® en 1954 tras aceptar la castraci¨®n qu¨ªmica en lugar de la c¨¢rcel porque era homosexual. Shannon vivi¨® hasta 2001, pero en 1997 sufr¨ªa de alzh¨¦imer.

El portento que se inspir¨® en su red neuronal

Hassabis, adelantado en dos cursos a su edad desde la adolescencia, sigui¨® todo ello con atenci¨®n mientras, tambi¨¦n en 1997, se graduaba en la Universidad de Cambridge con una calificaci¨®n equivalente a sobresaliente cum laude en inform¨¢tica, a los 21 a?os. Estudi¨® neurociencia, y as¨ª, cuando fund¨® Deep Mind, se le encendi¨® la bombilla por la que ha inscrito su nombre en la historia: tomar¨ªa el relevo de Deep Blue, pero con un enfoque muy distinto; el programa de ajedrez AlphaZero se basar¨ªa en redes neuronales, inspiradas por la estructura del cerebro humano.

Deep Blue almacenaba una base de datos con millones de partidas disputadas por humanos desde el siglo XVI, cuando el cura espa?ol Ruy L¨®pez de Segura, patrocinado por Felipe II, era el campe¨®n del mundo oficioso. Tras ese aprendizaje, el monstruo de IBM pod¨ªa calcular hasta 200 millones de jugadas por segundo. Es decir, una fuerza bruta descomunal, pero basada en un estilo puramente humano de jugar al ajedrez.

Deep Blue guardaba en su memoria millones de partidas disputadas desde el siglo XVI, cuando uno de los mejores ajedrecistas era el cura espa?ol Ruy L¨®pez de Segura. Sobre esa base de datos, el programa pod¨ªa calcular hasta 200 millones de jugadas... cada segundo

El equipo de Hassabis no meti¨® esa base de datos en AlphaZero; solo program¨® las reglas b¨¢sicas del ajedrez. Y a continuaci¨®n hizo que la m¨¢quina jugase millones de partidas contra s¨ª misma en unas horas. El resultado fue una goleada asombrosa en 2017 contra el mejor ajedrecista de silicio hasta ese momento: AlphaZero 28 ¨C Stockfisch 0 (y 72 tablas en un duelo a 100 partidas). En paralelo, Deep Mind creo AlphaGo, que en 2016 y 2017 derrot¨® a los mejores jugadores humanos de go.

Deep Mind necesit¨® cuatro a?os para asombrar al mundo, a trav¨¦s de AlphaFold, con uno de los mayores avances en biolog¨ªa. La ciencia ya est¨¢ aprovechando ese conocimiento de la estructura de las prote¨ªnas para investigar en diversos campos. Se han publicado estudios sobre el c¨¢ncer de h¨ªgado y los antidepresivos, pero puede darse por seguro que se trabaja en muchos m¨¢s porque es una fascinante y esperanzadora etapa del conocimiento que acaba de empezar.

Mientras tanto, la gran paradoja es que el ajedrez como deporte corre peligro de extinci¨®n por la inteligencia artificial. Se espera que en menos de 10 a?os podamos tener chips insertados en el cerebro, o conectados con ¨¦l por gafas o diademas. Esos artilugios podr¨¢n contener un programa que juegue perfectamente al ajedrez, gracias a la computaci¨®n cu¨¢ntica. Parece que ser¨¢ muy f¨¢cil hacer trampas. Pero hay una soluci¨®n: los ¨¢rbitros tendr¨¢n un detector-desconector de chips con el que escanear a los jugadores en la puerta del torneo.

Larga vida al ajedrez, aunque sea de una manera que ni siquiera Turing y Shannon pudieron imaginar.