2012年6月29日，是英國(guó)數(shù)學(xué)家艾倫·圖靈100周年誕辰。

他24歲發(fā)明圖靈機(jī)模型，奠定了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的理論基礎(chǔ)，被譽(yù)為計(jì)算機(jī)科學(xué)之父。二戰(zhàn)期間，圖靈秘密地作為英國(guó)情報(bào)界的核心人物，破譯了德軍的謎機(jī)密碼，扭轉(zhuǎn)了整個(gè)大西洋戰(zhàn)局。戰(zhàn)后，圖靈提出了“機(jī)器能思考嗎”的哲學(xué)思辨，先驅(qū)性地開創(chuàng)了人工智能的先河。但不幸的是，圖靈因?yàn)橥詰偕矸?，遭到迫害，以致被化學(xué)閹割。1954年，圖靈中毒身亡，一代科學(xué)大師隕落，年僅42歲。我們談?wù)勍ㄓ脵C(jī)器、破譯謎機(jī)、人工智能和毒殺之謎四個(gè)問題，緬懷這位為人類做出巨大貢獻(xiàn)的天才人物。

通用機(jī)器

1900年，希爾伯特對(duì)數(shù)學(xué)界提出了23個(gè)未解問題。其中第二個(gè)問題，包括了事關(guān)整個(gè)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的三個(gè)小問題：數(shù)學(xué)是完備的嗎？數(shù)學(xué)是相容的嗎？數(shù)學(xué)是可判定的嗎？很快，年輕的捷克數(shù)學(xué)家哥德爾，就證明了前兩個(gè)問題的答案為“否”，而第三個(gè)問題仍然懸而未決。這個(gè)問題是說，是否存在一個(gè)通用的、機(jī)械的方法，能夠判定所有數(shù)學(xué)命題的真假？

1935年初夏，年輕的圖靈習(xí)慣在午后沿著康河長(zhǎng)跑，然后躺在格蘭徹斯特的草地上休息，他就在這里，想到了如何回答這個(gè)問題。首先，他設(shè)計(jì)了一種假想的機(jī)器。這種機(jī)器有一條無限長(zhǎng)的紙帶，和一個(gè)可以沿紙帶移動(dòng)的讀寫頭。紙帶劃分成無數(shù)個(gè)格子，每個(gè)格子可以是空白的，或是記錄一個(gè)符號(hào)。讀寫頭可以讀取當(dāng)前格子上的符號(hào)，也可以向當(dāng)前格子寫入符號(hào)。而最關(guān)鍵的是，根據(jù)當(dāng)前格子上的符號(hào)，機(jī)器可以自動(dòng)地切換到不同的狀態(tài)，而每個(gè)狀態(tài)都對(duì)應(yīng)著不同的一系列操作。這樣的機(jī)器結(jié)構(gòu)，就是后來的有限狀態(tài)自動(dòng)機(jī)。

圖靈證明，任何機(jī)械過程，都可以通過一張狀態(tài)行為表，表示為圖靈機(jī)的一個(gè)程序。也就是說，圖靈機(jī)可以實(shí)現(xiàn)所有的機(jī)械過程，如果所有的數(shù)學(xué)命題都可以由機(jī)械過程進(jìn)行判定，那么也就是說，所有的數(shù)學(xué)命題都可以由圖靈機(jī)來判定。那么如果存在一個(gè)圖靈機(jī)無法判定的問題，就說明不存在這樣的通用的判定方法，也就回答了希爾伯特的問題。

圖靈非常巧妙地找到了這樣的問題：圖靈機(jī)無法判定一個(gè)程序是否會(huì)終止。1936年，圖靈發(fā)表了經(jīng)典的數(shù)學(xué)論文《論可計(jì)算數(shù)及其在判定問題上的應(yīng)用》，證否了數(shù)學(xué)的可判定性，并在這篇論文的一個(gè)腳注中，詳細(xì)地描述了圖靈機(jī)。圖靈機(jī)只是一個(gè)用來研究數(shù)學(xué)的輔助模型，并不是一臺(tái)真正的機(jī)器，然而在三年之后，一個(gè)事件使圖靈機(jī)真正地來到了世界。這個(gè)事件成就了圖靈，卻帶來了數(shù)百萬生靈涂炭。

破譯謎機(jī)

這個(gè)事件，就是第二次世界大戰(zhàn)。1939年9月4日，圖靈前往布萊切利莊園報(bào)到。這個(gè)坐落在山谷中的靜謐的莊園，此時(shí)還有一個(gè)特殊的名稱：政府編碼與密碼學(xué)校。在整個(gè)第二次世界大戰(zhàn)過程中，這里是英國(guó)的情報(bào)核心，負(fù)責(zé)截獲軸心國(guó)的軍事通信，并破譯出軍事情報(bào)。圖靈作為劍橋大學(xué)的年輕數(shù)學(xué)家，是第一批被征召到這里的專家之一。

德國(guó)的官方通信，全面部署了一種名為“謎機(jī)（Enigma）”的密碼設(shè)備。這種設(shè)備有三個(gè)輪盤，每個(gè)輪盤可以對(duì)26個(gè)字母進(jìn)行一次映射，也就是說，每個(gè)字母都會(huì)被3次映射加密三次。更厲害的是，每輸入一個(gè)字母，輪盤就會(huì)自動(dòng)地轉(zhuǎn)動(dòng)一格，也就是說，在一條信息中，每一個(gè)字符都是用不同的密鑰進(jìn)行加密的。這就導(dǎo)致當(dāng)時(shí)一般的破譯方法根本不可能破譯這種加密，德國(guó)方面因此對(duì)軍事通信抱以極大的信心。事實(shí)上，直到德國(guó)投降時(shí)，德國(guó)都不知道，他們號(hào)稱“絕不可能”的事情，早在1940年，就被一位年輕的數(shù)學(xué)家做到了。

圖靈在布萊切利，利用他天才般的數(shù)學(xué)頭腦，破譯了看似不可能的謎機(jī)。詳細(xì)的過程非常復(fù)雜，篇幅所限，我們無法在這篇文章中敘述。對(duì)此感興趣的讀者，可以查閱湖南科技出版社出版的《艾倫·圖靈傳》一書。圖靈作為一個(gè)對(duì)政治最不感興趣的學(xué)者，從事數(shù)學(xué)研究正是為了逃避現(xiàn)實(shí)社會(huì)的政治，但造化弄人，他卻偏偏因?yàn)閿?shù)學(xué)研究，被卷入了世界政治旋渦的正中心。然而，圖靈卻在這個(gè)本不屬于他的位置上，發(fā)揮了巨大的作用。在圖靈破譯了謎機(jī)之后，德軍潛艇每天的行動(dòng)計(jì)劃盡為盟軍所知。1940年4月，英國(guó)海運(yùn)物資的損失量是70萬噸，到了這一年12月，德國(guó)的潛艇行動(dòng)量是4月的兩倍，但英國(guó)的損失卻降到10萬噸。作為一個(gè)島國(guó)，海上運(yùn)輸是英國(guó)賴以為生的根本，如果沒有圖靈，二戰(zhàn)的局勢(shì)將會(huì)完全不同，世界的歷史也將有可能被改寫。

人工智能

二戰(zhàn)結(jié)束后，圖靈又先驅(qū)性地開創(chuàng)了一個(gè)全新的研究領(lǐng)域——人工智能。其實(shí)早在二戰(zhàn)前，年輕的圖靈就開始思考，到底什么是“思考”，機(jī)器是否能夠思考。他不是一個(gè)堅(jiān)定的有神論者，但也不是一個(gè)堅(jiān)定的決定論者，他的思想當(dāng)中存在許多類似的矛盾，這些矛盾反而使他更為客觀地看待智能問題。

1950年10月，他發(fā)表了一篇題為《計(jì)算機(jī)器與智能》的論文，這篇文章集中地提出了人工智能這個(gè)概念，開創(chuàng)了人工智能這個(gè)帶有科幻色彩的新學(xué)科。也正是在這篇文章中，圖靈提出了后來被稱為“圖靈測(cè)試”的實(shí)驗(yàn)方法，以此回避與智能有關(guān)的哲學(xué)困境。在圖靈看來，如果一臺(tái)機(jī)器的行為，讓人類無法辨別它是機(jī)器還是人類，那么就可以認(rèn)為，這臺(tái)機(jī)器具有了人類智能。這種只關(guān)心外在行為，不關(guān)心內(nèi)在機(jī)制的觀點(diǎn)，后來形成了一個(gè)學(xué)派，被稱為“行為主義人工智能”，圖靈本人自然成了這個(gè)學(xué)派的代表人物。他認(rèn)為，即使是人，也無法真正地判斷其他人是否具有“思維”，他只能將其與自己進(jìn)行比較，因此，人類沒有任何理由不以同樣的原則來對(duì)待機(jī)器。盡管圖靈胸有成竹，但曼徹斯特計(jì)算機(jī)的性能，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠把他的想法變成現(xiàn)實(shí)，事實(shí)上，當(dāng)時(shí)世界上任何一臺(tái)計(jì)算機(jī)都不可能做到。圖靈面臨的問題，是深遠(yuǎn)的洞察力與當(dāng)時(shí)技術(shù)水平的嚴(yán)重脫節(jié)，但幸運(yùn)的是，這篇論文在被埋沒之前，已把最原始的強(qiáng)烈愿望，傳達(dá)給了整個(gè)世界。尤其是圖靈的行為主義原則，在現(xiàn)在的人工智能技術(shù)中，已占據(jù)了絕對(duì)的主流。計(jì)算機(jī)這門科學(xué)，很大程度上體現(xiàn)了幾位關(guān)鍵人物的個(gè)性。圖靈在戰(zhàn)爭(zhēng)期間，是作為一個(gè)隱秘的情報(bào)破譯者，沒有人知道他藏在哪里，也沒有人知道他是如何工作的，人們只關(guān)心他破譯出來的結(jié)果。他就是當(dāng)時(shí)的英國(guó)的“大腦”，他也認(rèn)為“大腦”本該是這個(gè)樣子，人工的“大腦”也應(yīng)該是這個(gè)樣子——與外界的交互僅僅依靠字符就足夠，而且外界不必理解其內(nèi)部機(jī)制?？梢哉f，他的個(gè)人經(jīng)歷，對(duì)這個(gè)學(xué)科產(chǎn)生了極為深遠(yuǎn)的影響。但在當(dāng)時(shí)，可以想見的是，這樣超越時(shí)代的想法，會(huì)遇到巨大的阻力。圖靈的“人工智能”，遭到了來自科學(xué)、工程、哲學(xué)、社會(huì)、宗教等各個(gè)方面的猛烈攻擊，但圖靈躊躇滿志地說：我相信，在50年之后，一定會(huì)實(shí)現(xiàn)這樣的智能機(jī)器，可以用自然語(yǔ)言與人類聊天，而且讓人類在短時(shí)間內(nèi)無法發(fā)現(xiàn)它是機(jī)器。機(jī)器能思考嗎，這個(gè)問題，會(huì)自然地失去意義，根本不值得再討論。

毒殺之謎

就在他準(zhǔn)備施展拳腳時(shí)，災(zāi)難卻突然降臨。圖靈不但在學(xué)術(shù)上非常前衛(wèi)，在生活中也有一個(gè)超越時(shí)代的秘密：他是個(gè)同性戀者。1952年，圖靈的住處失竊，在報(bào)案過程中，他與男伴同居的事實(shí)被告發(fā)。圖靈被逮捕了。在法庭上，圖靈堅(jiān)決聲稱同性戀無罪，結(jié)果可以想見，他被判有罪。他只有兩條路，要么入獄，要么化學(xué)閹割，他選擇了后者。1954年6月8日清晨，女管家發(fā)現(xiàn)圖靈的心跳停止了，床頭放著一只咬了一口的蘋果，上面沾有圖靈親手提煉的高純度氰化物。他究竟為何而死，是意外，是自殺，還是隱藏著更大的陰謀？這就不得而知了。有人認(rèn)為，閹割給圖靈帶來了不堪忍受的屈辱，進(jìn)而導(dǎo)致他選擇輕生。但還有證據(jù)表明，圖靈提煉氰化鉀，是為給一塊手表鍍金，那么是否有可能是在提煉過程中，不慎沾到了蘋果上而不小心誤食？圖靈在逝世的前兩天，還預(yù)約了下個(gè)星期的計(jì)算機(jī)使用權(quán)，并且編好了程序準(zhǔn)備做實(shí)驗(yàn)，這完全不像是自殺之前的行為。但如果說不是自殺，他又為什么在逝世前留下了遺書？這位如謎的解謎大師，最終給世人留下了一個(gè)永遠(yuǎn)解不開的謎。