阿倫圖靈(Alan Turing)、英國計(jì)算機(jī)科學(xué)家、數(shù)學(xué)家、邏輯學(xué)家、密碼分析學(xué)家和理論生物學(xué)家被稱為計(jì)算機(jī)科學(xué)和人工智能之父。1912年6月23日出生于英國倫敦，1954年6月7日在吃浸泡氰化物溶液的蘋果時死亡。

圖靈的一生總是把科學(xué)放在一切之上，為數(shù)學(xué)、密碼分析、邏輯學(xué)、哲學(xué)、數(shù)學(xué)生物學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、人工智能、認(rèn)知科學(xué)做出了重要貢獻(xiàn)。

1950年，圖靈發(fā)表了劃時代的論文—— 《計(jì)算機(jī)器與智能》(Computing Machinery and Intelligence)，論文中提出了“機(jī)器能思考嗎？”提議說。懷著疑問預(yù)言了制造真正智能的機(jī)器的可能性。圖靈相信計(jì)算機(jī)最終能進(jìn)行與人類無異的思考，為了評估機(jī)器是否具有智能，他提出了圖靈測試。今天，這篇論文被廣泛認(rèn)為是人工智能研究的基礎(chǔ)。

同時圖靈在密碼學(xué)方面有造詣。第二次世界大戰(zhàn)期間，圖靈設(shè)計(jì)了加速德國密碼破譯的技術(shù)，包括改進(jìn)波蘭戰(zhàn)前開發(fā)的機(jī)器Bombe，從而成功破譯密碼系統(tǒng)Enigma。(威廉莎士比亞)(美國)。

另外，圖靈作為世界級長跑運(yùn)動員，馬拉松的最高成績是2小時46分03秒(手動計(jì)時)，比1948年倫敦奧運(yùn)會男子馬拉松冠軍德爾?？ú祭砹?1分鐘。

2022年6月23日，在圖靈誕辰110周年之際，學(xué)術(shù)頭條紀(jì)念這位偉大、命運(yùn)艱險的科學(xué)家。

1912年6月23日，圖靈出生于一個普通的公務(wù)員家庭。

當(dāng)時，即使是圖靈的父母也不會想到他們的孩子幾十年后會為人類科學(xué)做另一件偉大的事。

畫| 16歲的圖靈

圖靈的一生大放異彩。

他提出的圖靈機(jī)模型為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的邏輯運(yùn)行方式奠定了基礎(chǔ)。

他在第二次世界大戰(zhàn)期間成功破解了德國的密碼系統(tǒng)Enigma。

他大學(xué)畢業(yè)僅一年就當(dāng)選劍橋大學(xué)國王學(xué)院的研究員。

他被《自然》雜志稱贊為“歷史上最具科學(xué)思維的人物之一”……。

圖靈的一生也很不幸。

他因?yàn)橥詰賰A向，受到當(dāng)時英國政府的迫害，毀了職業(yè)生涯。

他吃了浸在氰化物溶液里的蘋果，離奇死亡……。

通用圖靈機(jī)發(fā)明者

圖靈從小就表現(xiàn)出卓越的才能，對數(shù)字和智力游戲著迷。

1931年，圖靈進(jìn)入劍橋大學(xué)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)。1934年以優(yōu)異成績畢業(yè)后，圖靈因?qū)Ω怕收摰呢暙I(xiàn)被選為劍橋大學(xué)國王學(xué)院的研究員。

圖片| 20世紀(jì)30年代的圖靈

從數(shù)學(xué)家的角度來看，解決問題的“有效”方法其實(shí)是一個人類數(shù)學(xué)文員(mathematical clerk)死記硬背才能完成的方法。圖靈生活的那個年代，死記硬背的工人實(shí)際上被稱為“人類計(jì)算機(jī)”，他們后來完成了用電子計(jì)算機(jī)完成的工作。

決策問題(The Entscheidungsproblem)尋找解決基本數(shù)學(xué)問題的有效方法。也就是說，判斷哪些數(shù)學(xué)命題可以在給定的形式數(shù)學(xué)系統(tǒng)中證明，哪些不能證明。這種判斷方法稱為決策方法。

1936年圖靈的開創(chuàng)性論文《論可計(jì)算數(shù)及其在判定問題中的應(yīng)用》(on computable numbers，with an application to the entscheidungsproblem)由美國數(shù)學(xué)邏輯學(xué)家阿隆佐邱

論文中圖靈提出了著名的“圖靈機(jī)”的構(gòu)想，將邏輯中的任意命題用一臺通用機(jī)器表示和計(jì)算，并根據(jù)一定的規(guī)則得出結(jié)論。其推論結(jié)果是，通俗地說，圖靈機(jī)可以計(jì)算的函數(shù)是可計(jì)算的函數(shù)，反之則是不能計(jì)算的函數(shù)。(莎士比亞、圖靈、圖靈、圖靈、圖靈、圖靈、圖靈、圖靈、圖靈)

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邱奇是圖靈之后的博士導(dǎo)師，盡管他早于圖靈得出了相同的結(jié)論，但圖靈的論證更易于理解和直觀，通用（圖靈）機(jī)的概念也更新穎。圖靈的方法對新興的計(jì)算科學(xué)有著深遠(yuǎn)的意義。

1937-1938 年，圖靈在普林斯頓大學(xué)度過了大部分時間，在邱奇的指導(dǎo)下獲取了博士學(xué)位。圖靈的論文介紹了超計(jì)算的概念，在圖靈機(jī)加上了預(yù)言機(jī)，讓研究圖靈機(jī)無法解的問題變得可能。

密碼破譯者

從普林斯頓大學(xué)畢業(yè)后，圖靈回到了倫敦大學(xué)國王學(xué)院，隨后加入了英國政府通信總部。

而在此幾周之前，波蘭政府向英國和法國提供了波蘭破解德國軍方用于加密無線電通信的主要密碼機(jī) Enigma 的細(xì)節(jié)。

圖｜密碼機(jī) Enigma

早在 1932 年，一個由 Marian Rejewski 領(lǐng)導(dǎo)的波蘭數(shù)學(xué)家密碼分析小組就成功地推導(dǎo)出了 Enigma 的內(nèi)部連接。

1938 年，Rejewski 團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出了一種名為 Bomba 的密碼破譯機(jī)。Bomba 的成功依賴于德國的操作程序，但 1940 年 5 月，德國更改了原有操作程序，Bomba 便失去了作用。

于是，在 1939年秋天到 1940 年春天期間，由圖靈領(lǐng)導(dǎo)的一個小組便重新設(shè)計(jì)了一個相關(guān)的、但非常不同的密碼破譯機(jī)，并將其命名為 Bombe。

圖｜密碼破譯機(jī)器 Bombe

在第二次世界大戰(zhàn)期間，Bombe 為同盟國提供了大量的軍事情報(bào)。到 1942 年初，布萊切利園（英國政府進(jìn)行密碼破譯工作的主要地方）的密碼分析人員每月破譯的截獲信息達(dá)到了 3.9 萬條，這一數(shù)字在之后更是上升到了 8.4 萬。

圖｜位于布萊切利園的圖靈石像

1942 年，圖靈還提出了第一個系統(tǒng)性方法，來破解由更精密的德國密碼機(jī)（英國人稱之為“Tunny”）加密的信息。

圖靈也因在密碼破譯工作中做出的巨大貢獻(xiàn)而被授予大英帝國勛章。

計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)者

1945 年，圖靈被招募到倫敦的國家物理實(shí)驗(yàn)室（NPL），任務(wù)是制造一臺電子計(jì)算機(jī)。他的自動計(jì)算引擎（ACE）設(shè)計(jì)是電子存儲程序通用數(shù)字計(jì)算機(jī)的第一個完整規(guī)范。如果完全按照圖靈的計(jì)劃制造，ACE 將擁有比其他早期計(jì)算機(jī)多得多的內(nèi)存，速度也會更快。但是，圖靈的同事們認(rèn)為這個工程太難了，便制造了一個小得多的機(jī)器，即 Pilot Model ACE。

導(dǎo)致的結(jié)果就是，NPL 在“建造世界上第一臺可工作的電子存儲程序數(shù)字計(jì)算機(jī)”的競賽中失利了，這一榮譽(yù)被曼徹斯特大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室摘得。

圖靈對 NPL 的拖延感到沮喪，同年便加入了曼徹斯特大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室，擔(dān)任實(shí)驗(yàn)室副主任，負(fù)責(zé)最早的真正的計(jì)算機(jī)——曼徹斯特一號的軟件工作。

圖靈早期提出的通用圖靈機(jī)的理論概念，從一開始就對曼徹斯特計(jì)算機(jī)項(xiàng)目產(chǎn)生了根本性的影響。圖靈來到曼徹斯特大學(xué)后，對計(jì)算機(jī)發(fā)展的主要貢獻(xiàn)是利用布萊切利園的技術(shù)設(shè)計(jì)了一個輸入輸出系統(tǒng)，并設(shè)計(jì)了對應(yīng)的編程系統(tǒng)——后來被用在第一臺商用電子數(shù)字計(jì)算機(jī) Ferranti Mark I 中。當(dāng)然，圖靈還配套編寫了第一本編程手冊。

圖｜1951 年的圖靈

1952 年，圖靈編寫了一個國際象棋程序。但當(dāng)時還沒有一臺計(jì)算機(jī)有足夠的運(yùn)算能力去執(zhí)行這個程序。于是，圖靈就模仿計(jì)算機(jī)，每走一步要用半小時，他與一位同事下了一盤，結(jié)果是：這個程序輸了。

后來，美國洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室的研究組根據(jù)圖靈的理論，在 ENIAC 上設(shè)計(jì)出了世界上第一個電腦程序的國際象棋——洛斯阿拉莫斯國際象棋。

人工智能開拓者

圖靈的一生，始終將科學(xué)置于一切之上，對新技術(shù)十分感興趣。

在人工智能領(lǐng)域，圖靈是人工智能和現(xiàn)代認(rèn)知科學(xué)的奠基人，是“人類大腦在很大程度上可以被看作為一臺數(shù)字計(jì)算機(jī)”這一假設(shè)的早期倡導(dǎo)者。

在圖靈看來，早期的大腦皮層只是一個“無組織的機(jī)器”，但會通過后天的訓(xùn)練變得更“有組織”，進(jìn)而演變成一個通用機(jī)器或類似的東西。

圖靈希望計(jì)算機(jī)也能通過訓(xùn)練變得越來越智能，于是便花費(fèi)了很多時間來研究算法、復(fù)雜的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和人工智能的發(fā)展，以及其他科學(xué)家向智能機(jī)器提出的問題。

1950 年，圖靈發(fā)表了一篇劃時代的論文——《計(jì)算機(jī)器與智能》（Computing Machinery and Intelligence），在論文中提出了“機(jī)器會思考嗎？”的疑問，并預(yù)言了創(chuàng)造出具有真正智能的機(jī)器的可能性。

為了更好地驗(yàn)證計(jì)算機(jī)是否可以像人一樣說出自然語言，且與人類之間的差異無法被發(fā)現(xiàn)，圖靈提出了著名的圖靈測試，即如果一臺機(jī)器能夠與人類展開對話而不被辨別出其機(jī)器身份，這臺機(jī)器就具有智能。

有意思的是，當(dāng)時的圖靈認(rèn)為，計(jì)算機(jī)有望在 2000 年左右通過圖靈測試。但遺憾的是，這一預(yù)測并沒有應(yīng)驗(yàn)。

不幸者

1951 年 3 月，圖靈榮膺為倫敦皇家學(xué)會的會員，這是一項(xiàng)很高的榮譽(yù)，但他的生活也自此變得非常艱難。

1952 年，圖靈的同性伴侶協(xié)同一名同謀一起闖進(jìn)圖靈的房子行竊，但是英國警方的調(diào)查結(jié)果使得他被控以“明顯的猥褻和性顛倒行為”罪（同性戀在當(dāng)時的英國是一種罪行）。

在公審過后，圖靈面臨兩個選擇：坐牢，或者接受女性荷爾蒙注射“療法”（即化學(xué)閹割）。圖靈選擇了長達(dá)一年的雌激素注射。雌激素注射產(chǎn)生的副作用，使得原本熱愛體育運(yùn)動的圖靈在身心上受到極大的傷害。

也因此，圖靈再也不能為英國政府通信總部工作了。

從 1951 年直到去世，圖靈便一直做人工生命（artificial life）方向的研究。1952 年，圖靈發(fā)表了《形態(tài)發(fā)生的化學(xué)基礎(chǔ)》一書，描述了他在生物體形態(tài)和模式發(fā)展方面的研究，并使用計(jì)算機(jī)模擬了他所假設(shè)的動物和植物解剖結(jié)構(gòu)生成的化學(xué)機(jī)制。

在這項(xiàng)開創(chuàng)性的工作中，圖靈因食用浸過氰化物溶液的蘋果而死亡。當(dāng)時很多人認(rèn)為他是有意吃了蘋果，并斷定他是自殺。

但是，圖靈的意外死亡，通常會被聯(lián)想到他在被指控為同性戀后接受的激素“治療”，盡管他是在停止注射激素一年多后去世的。但從驗(yàn)尸報(bào)告來看，沒有任何證據(jù)表明圖靈有意自殺，也沒有證據(jù)表明圖靈存在精神問題。

不管怎樣，這個世界確實(shí)損失了一位可能改變世界的人。

2009 年 9 月，一份超過 3 萬人的請?jiān)负灻仁褂紫喔甑恰げ祭剩℅ordon Brown）代表英國政府公開為圖靈受到的“完全不公平”（utterly unfair）的對待而道歉。

4 年后，英國女王伊麗莎白二世赦免了圖靈。

這就是圖靈，偉大而不幸的人生。

參考資料：