“人工智能”之父

袁传宽

2012年2月，约2.1万名英国民众发起一项请愿活动，请求英国政府赦免图灵因同性恋而在1952年被判决的严重猥亵罪行。虽然这一请愿最终沒有成功，但至少证明了这位伟大科学家在民众心中的地位。人们沒有忘记，2012年是“人工智能”之父艾伦•图灵诞辰100周年，“为他做点什么”是一种民意，因为图灵为这个世界做的太多了……

举世罕见的少年天才

艾伦•图灵是举世罕见的天才数学家和计算机科学家，仅在世42年，但他无与伦比的才华与卓绝的科学贡献却足以令全世界为之惊叹。1912年6月23日，图灵出生于英国伦敦一个科学世家，家族成员里有3位当选过英国皇家学会会员，他的祖父还曾获得剑桥大学数学荣誉学位。图灵天生悟性过人，16岁就能弄懂爱因斯坦的相对论，并且运用那深奥的理论，独立推导力学定律。

1931年，图灵考进了剑桥大学，在该大学的“国王学院”专攻数学。剑桥有自由的学术环境，他如饥似渴地阅读一切感兴趣的书籍，甚至是刚刚出版上市的天才大数学家冯•诺依曼的新作《量子力学的逻辑基础》。由于哲学与数学在逻辑学上有交汇，他也对哲学产生了兴趣。图灵选修了哲学大师维特根斯坦教授的“数学的哲学”课，成为了班上最出色的学生。

剑桥大学是“数理逻辑学”的发源地与大本营，一群聪明而勤奋的青年数学家聚集在数学泰斗罗素教授的周围，图灵是其中的佼佼者。1935年，刚刚毕业，年仅23岁的图灵就被剑桥大学国王学院甄选为研究员，成为剑桥大学有史以来最年轻的研究员。为此，剑桥大学特地宣布放假半天以示庆贺。罗素教授也异常器重图灵，安排图灵讲学授课。同年，图灵又因其在“概率论”上的成就，荣获“斯密思奖”。

从“图灵机”到计算机

图灵是走在时代前面的天才。在电子计算机远未问世之前，他就会想到所谓“可计算性”的问题。数学上的某些计算问题，是不是只要给数学家足够长的时间，就能够通过“有限次”的简单而机械的演算步骤而得到最终答案呢？这就是所谓“可计算性” 问题，一个必须在理论上做出解释的数学难题。1936年，图灵发表了一篇划时代的重要论文《可计算数字及其在判断性问题中的应用》。文章里，图灵超出了一般数学家的思维范畴，构造出一台完全属于想象中的“计算机”，数学家们把它称为“图灵机”。

图灵想象的“计算机”是使用一条无限长度的纸带子，带子上划分出许多格子，如果格里画条线，就代表“1”；空白的格子，则代表“0”。想象这个“计算机”还具有读写功能：既可以从带子上读出信息，也可以往带子上写信息。计算机仅有的运算功能是：每把纸带子向前移动一格，就把“1”变成“0”，或者把“0”变成“1”。“0”和“1”代表着在解决某个特定数学问题中的运算步骤。“图灵机”能够识别运算过程中的每一步，并且能够按部就班地执行一系列的运算，直到获得最终答案。

图灵的文章从理论上证明了制造出通用计算机的可能性。几年之后，美国的阿坦纳索夫在1939年果然研究制造了世界上第一台电子计算机ABC，其中采用了二进位制，电路的开与合分别代表数字“0”与“1”，运用电子管和电路执行逻辑运算等。ABC是“图灵机”的第一个硬件实现，而冯•诺依曼不仅在上个世纪40年代研制成功了功能更好、用途更为广泛的电子计算机，并且为计算机设计了编码程序，还实现了运用纸带存储与输入。到此，天才图灵在1936年发表的科学预见和构思得以完全实现。

破译密码的英雄“教授”

第二次世界大战爆发后，图灵随即应征入伍，正式到“政府编码与密码学院”服役，该机构是英国的战时情报中心。图灵每天上班的地方被称为 “布雷契莱园”，他和同事们的主要任务是破解德军的军事密码。任务极具挑战性，对手非常难对付：德国人在二战之前研制成功了一种密码电报机，它能把明文自动转变为密文，再通过无线电或电话线路秘密传送出去。密文即使被他人截获，也令人不知所云，如“谜”一般。这个设计精密、似乎无懈可击的密码电报机，因之被称为“谜”，这令德国人颇感得意。

然而，“谜”的克星就是大天才图灵。图灵在布雷契莱园领导着一个有200多位密码专家的队伍，成功破解了“谜”的秘密。而德军却还毫无觉察，继续用“谜”传输军事情报，因此泄露了大量的军事机密，导致在战事上屡屡挫败。英军则节节胜利，屡建战功。1942年，图灵曾赴美数月，目的是使两国的语音加密系统能够协调兼容。当时美国的语音加密系统非常庞大，要占据一个大房间；而图灵为英国研制的系统，则轻巧如一台打字机。就在图灵出差期间，德国海军突然更新加密系统，提高了密码的复杂度，图灵手下那200多位专家为此绞尽脑汁，仍束手无策。一直等到图灵回国，亲自出马，难题才迎刃而解，令同侪极为惊讶佩服。在布雷契莱园，无论年长年幼，大家一律称呼图灵为“教授”，足见其威望之高。

图灵和他的同事在搜寻与打击德军潜艇、协助盟军诺曼底登陆等重大军事行动中发挥了关键作用。据估计，“政府编码与密码学院”的工作使欧洲的战事至少提前两年结束。图灵也因此在1946年获得“不列颠帝国勋章”，那是英国皇室给予为国家和人民做出巨大贡献、立下大功的人士的荣誉。

举世闻名的图灵测试

图灵的兴趣与志向绝不仅仅在于制造出性能超群的机器，图灵所关注的问题，远非计算机本身，而是极富远见地设想计算机可以做什么，例如，从数字计算到代数运算，破译密码，处理文档资料，甚至下棋等等。他运用那时仅有的计算机“马克一号”去模拟生物生长的某些片段，尤其是接合子的基因如何决定动植物解剖结构的机制。这成为后来“仿真系统”和“人工生命”学科的起源。他还不断思考探讨人脑与计算机之间的关联与互动。图灵在他的另一篇划时代的论文《机器能思考吗？》中，这样描述他的设想：“人的大脑好似一台巨型的电子计算机，初生婴儿的大脑皮层像‘尚未组织好的机器，可以经过训练，使之成为‘组织好了的类似于万能机（即万能图灵机）式的机器。”早年在剑桥大学获得的数学与哲学方面的深厚功底又一次迸发出了力量，使图灵成为当之无愧的现代“人工智能”之父。也正因为图灵和他的“人工智能”，电子计算机才有了另外一个名字：电脑。

为了演示人机对话，图灵编写了一套象棋程序，当时却沒有一台足够好的计算机去执行这个程序。于是图灵就亲自模拟计算机，严格执行他预先编写的程序走棋，模拟的“计算机”每走一步要用半小时。他就这样与同事下了一盘，结果“计算机”输了。

图灵明确提出：“机器能思考。”或者说，具有人脑智力的机器才是图灵心目中真正的万能机。图灵沒有说空话，他进一步给出机器是否具有人脑智力的判别法，后来被称之为“图灵测试”。在图灵的时代，全世界仅有的计算机中，当然沒有一台能够通过“图灵测试”，那时计算机的水平与今天不可同日而语。可那限制不了图灵的想象和预见，他相信在20世纪末，定会有计算机能够通过“图灵测试”。他的预言得到了部分证实：IBM研制出的一台会下国际象棋的电子计算机“深蓝”，战胜了当年的国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫。

在曼彻斯特大学，图灵度过了他短暂生命的最后几年，“人工智能”是他发出的最后的生命之光，他是这一领域开天辟地的大师。1951年，图灵被英国皇家学会选为会员，那年他39岁，成为他家族中的第4位皇家学会会员。曼彻斯特大学也因为图灵的存在，被英国皇家学会认定为国家计算机科学的最高学术机构。

“大智若愚”的科学奇才

作为一代奇才，图灵除了绝顶聪明也有些大智若愚，他的趣闻轶事在英国也流传甚广。

图灵有很高的回头率，倒不是因为他特别英俊，而是他有花粉过敏的毛病。一到春暖花开时节，人们就会看到剑桥的一道奇观—— 一位头戴防毒面具骑车上班的教授，从容穿过人群。

他还因为大事清楚，小事糊涂，闹过不少笑话。二战爆发后，人们担心伦敦沦陷，纷纷提出存款，自己保管。图灵则把存款兑换成两个大银锭，分别埋藏在两处树丛中，作上标记，并且绘制了一份秘密位置图，以为万无一失。然而在战争结束后，图灵按图索骥，却无论如何也找不到原来埋藏银锭的地方。战争期间，伦敦虽然沒有沦陷，却未能躲过德军的狂轰滥炸。轰炸后，伦敦陷于火海。许多原来用于定位的参照物发生了改变，甚至完全消失了。图灵智者千虑，却沒想到他的秘密位置图变得毫无用处。图灵不甘心，自制一台金属探测器，在树丛中广泛搜索。但目标范围太大，他徒劳无功而返。由于战争时期瓷器奇缺，为了防止茶杯丢失，他居然弄来一条铁链，把茶杯锁定在暖气管子上，此事成为布雷契莱园的笑谈。

图灵之死的谜团

1954年6月8日，早就过了图灵通常起床的时间，他却仍然沉睡在床上，神态安详，枕边有个只吃了一小口的苹果。书桌上灯亮着，有一封准备寄出的信。医生在图灵沒有吃完的那只苹果里检验出了剧毒的氰化钾。警方在多方搜集证据后，对外正式宣布：图灵服毒自杀。

图灵是个同性恋者，而且他公开承认自己的同性恋身份。图灵的同性恋问题，就如同其他的怪异行为一样，丝毫沒有影响到他在事业上的地位，上司和同事都对这位天才宽容、尊敬。但图灵的同性恋行为触犯当时的英国法律，1952年因此而被警方拘留。英国当年的法律主张严厉惩戒同性恋，图灵不得不接受注射激素，否则会有牢狱之灾。激素疗法非但不能改变同性恋倾向，反而呈现出多种副作用，图灵变得意志消沉，越发寡言少语。图灵曾经去看心理医生，但情绪并未好转。人们普遍认为，图灵情绪的低沉抑郁，最终导致了他的自杀，是那不人道的激素疗法害了他。

图灵的死无疑是计算机科学界的巨大损失，无以弥补。他25岁首创的“图灵机”概念如石破天惊，不惑之年开创的人工智能和“图灵测试”如开山辟路，无一不是超前的科学预见，无一不展现着这位天才的过人智慧。人们多么希望图灵像童话中的白雪公主那样：吃了有毒的苹果，但并沒有死，只是睡着了，终有一天他会醒来。牛津大学著名数学家安德鲁•哈吉斯说道：“图灵似乎是上天派来的一个使者，匆匆而来，匆匆而去，为人间留下了智慧，留下了深邃的思想，后人必须为之思索几十年、上百年甚至永远。”

【责任编辑】张小萌