他的英年早逝,像他橫溢的才華一樣,令世界吃驚與難以置信。生命雖然短暫,但那傳奇的人生,豐富多彩的創(chuàng)造力和智慧而深邃的思想,使他猶如一顆耀眼的明星,持續(xù)地照耀著人間后世在科學(xué)的浩瀚太空里探索未來的人們。

自上個世紀(jì)60年代以來,計算機技術(shù)飛速發(fā)展,信息產(chǎn)業(yè)逐漸成為影響人類社會的最重要的工業(yè)之一。支持技術(shù)與工業(yè)發(fā)展的理論基礎(chǔ)是計算機科學(xué)。眾所周知,“諾貝爾獎”是世界上最負(fù)盛名的獎項,但僅用于獎勵那些在物理、化學(xué)、文學(xué)、醫(yī)學(xué)、經(jīng)濟學(xué)與促進世界和平等方面做出開拓性重大貢獻的人士。“圖靈獎”則是計算機科學(xué)領(lǐng)域的最高獎項,有“計算機界諾貝爾獎”之稱。設(shè)立這個大獎,既是為了促進計算機科學(xué)的進一步發(fā)展,也是為了紀(jì)念一位天才數(shù)學(xué)家、計算機科學(xué)的奠基人艾蘭·圖靈,本文的主人公。

圖靈是舉世罕見的天才數(shù)學(xué)家和計算機科學(xué)家,僅僅在世42年。他的英年早逝,像他橫溢的才華一樣,令世界吃驚與難以置信。生命雖然短暫,但那傳奇的人生,豐富多彩的創(chuàng)造力和智慧而深邃的思想,使他猶如一顆耀眼的明星,持續(xù)地照耀著人間后世在科學(xué)的浩瀚太空里探索未來的人們。

艾蘭·圖靈,1912年6月23日出生于英國倫敦一個“書香門第”,家族成員里有三位當(dāng)選過英國皇家學(xué)會會員,他的祖父還曾獲得劍橋大學(xué)數(shù)學(xué)榮譽學(xué)位。可他父親居里歐的才能十分平常,數(shù)學(xué)尤其糟糕,正負(fù)數(shù)的乘法運算就把他弄得焦頭爛額。但他倒能踏實辦事,于是被政府派到英屬殖民地印度去當(dāng)一名小公務(wù)員。

圖靈很小的時候就表現(xiàn)出與眾不同的天分,在他三四歲的時候自己學(xué)會了閱讀,讀的第一本書叫做《每個兒童都該知道的自然奇觀》。他特別喜歡數(shù)字和智力游戲,并為之著迷。圖靈自幼充滿好奇與想象,母親回憶說:“他把一個玩具木偶的胳膊、腿掰下來栽到花園里,期待能"生長"出更多的玩具木偶,那年他3歲。”

6歲正式讀書后,圖靈越發(fā)顯得智力超群,校長和老師都注意到這個特殊的小孩。8歲時,他寫了他的第一篇“科學(xué)”短文,題目叫《說說顯微鏡》。

圖靈從小喜歡體育運動,尤其酷愛足球?？墒窃诤托∨笥褌兲咦闱虻臅r候,他并不熱衷于上場,而是更喜歡在場外擔(dān)任巡邊,為的是能有機會觀察、估算每次足球飛出邊界的角度,他從中獲得了極大的樂趣,樂趣就在于能夠一眼看出問題的答案。

圖靈天生悟性過人,16歲就能弄懂愛因斯坦的相對論,并且運用那深奧的理論,獨立推導(dǎo)力學(xué)定律。

有一年,圖靈參加了地區(qū)的中學(xué)數(shù)學(xué)會考。閱卷結(jié)束,沒有任何學(xué)生能夠答對所有的問題,主考官員卻發(fā)現(xiàn)圖靈的答卷上,所有的答案完全正確,可沒有任何中間步驟。主考官員心中疑惑,但辦事認(rèn)真負(fù)責(zé),親自到學(xué)校找校長和老師核查有無作弊行為。老師們卻見怪不怪,心中有數(shù)。一位教過圖靈的老師告訴主考官員:“這孩子的思維超常。我給學(xué)生們出了個光學(xué)的難題,圖靈竟不假思索,立即算出了正確答案?？墒钱?dāng)我要他給出計算過程時,他卻回答不出,那必須要運用幾個圖靈沒有學(xué)過的光學(xué)公式。幾天之后,圖靈竟然把光學(xué)公式自己推導(dǎo)出來了。”老師們說:“艾蘭的思維可以像袋鼠般地跳躍。”

劍橋大學(xué)的高材生,國王學(xué)院最年輕的研究員

1931年,圖靈考進了劍橋大學(xué),在該大學(xué)的“國王學(xué)院”專攻數(shù)學(xué)。劍橋是他這一生學(xué)術(shù)生涯的起點。那兒有自由的學(xué)術(shù)環(huán)境,他如饑似渴地閱讀一切感興趣的書籍,甚至是剛剛出版上市的天才大數(shù)學(xué)家馮·諾依曼的新作《量子力學(xué)的邏輯基礎(chǔ)》。除了數(shù)學(xué)與物理之外,他的興趣比中學(xué)時代廣泛了許多,例如對哲學(xué)也產(chǎn)生了興趣,他選修了哲學(xué)大師維特根斯坦教授的“數(shù)學(xué)的哲學(xué)”課,還成為那班上最出色的學(xué)生。哲學(xué)與數(shù)學(xué)在邏輯學(xué)上有交匯。

劍橋大學(xué)的大數(shù)學(xué)家羅素和懷特海創(chuàng)立了“數(shù)理邏輯學(xué)”。這是一門非常抽象、講究邏輯思維、令人煞費腦筋且望而生畏的學(xué)科。但是圖靈一聽就懂了,而且立刻發(fā)生興趣。

這里,為便于讀者認(rèn)識圖靈,我想對“數(shù)理邏輯學(xué)”多說兩句。這個學(xué)科的創(chuàng)建,起源于一個邏輯上的“悖論”。為了非專業(yè)人士都能明白邏輯悖論的含義,哲學(xué)家或者數(shù)學(xué)家喜歡用講故事的辦法來解釋它。一個經(jīng)典的故事是:村子里有位理發(fā)師,他為而且只為村子里所有那些不給自己理發(fā)的人理發(fā)。現(xiàn)在的問題是,誰為理發(fā)師理發(fā)?假定理發(fā)師為自己理發(fā),那么依照理發(fā)師“只為不給自己理發(fā)的人理發(fā)”的規(guī)定,由此推理得出結(jié)論:理發(fā)師是不為自己理發(fā)的人,這與假定矛盾;或者假定理發(fā)師不為自己理發(fā),那么依照理發(fā)師“為所有不給自己理發(fā)的人理發(fā)”的規(guī)定,由此又推理得出結(jié)論:理發(fā)師應(yīng)該為自己理發(fā),這又與假定矛盾。所以,不論怎么假定,也就是說不論誰為理發(fā)師理發(fā),都要出現(xiàn)不能自圓其說的結(jié)論。

在數(shù)學(xué)的邏輯推理上會出現(xiàn)類似的悖論,1899年德國大數(shù)學(xué)家康托發(fā)現(xiàn)了一個悖論,英國大數(shù)學(xué)家羅素在1902年又發(fā)現(xiàn)了一個不同的悖論。人人皆知,整個“數(shù)學(xué)大廈”就建筑在嚴(yán)格的邏輯推理的基礎(chǔ)之上。邏輯推理出現(xiàn)悖論,對數(shù)學(xué)的邏輯推理與證明的打擊是致命的。數(shù)學(xué)家們十分擔(dān)憂,數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)出現(xiàn)了非同小可的麻煩,“數(shù)學(xué)大廈”會因悖論的存在而坍塌。于是,他們都想方設(shè)法去修補數(shù)學(xué)基礎(chǔ),以避免在邏輯推理過程中產(chǎn)生悖論。例如,康托發(fā)表專著《集合論》,羅素與懷特海聯(lián)合撰寫三卷《數(shù)學(xué)原理》,都為完善數(shù)學(xué)基礎(chǔ)做出了不可磨滅的貢獻,創(chuàng)立了一門有關(guān)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的學(xué)科“數(shù)理邏輯學(xué)”。

劍橋大學(xué)是“數(shù)理邏輯學(xué)”的發(fā)源地與大本營,一群聰明而勤奮的青年數(shù)學(xué)家聚集在數(shù)學(xué)泰斗羅素教授的周圍,圖靈是其中的佼佼者。他在劍橋如魚得水,4年的大學(xué)教育,給他結(jié)結(jié)實實地打好了學(xué)術(shù)基礎(chǔ),畢業(yè)后留校執(zhí)教,不到一年工夫,他就有所創(chuàng)造,發(fā)表了幾篇很有分量的數(shù)學(xué)論文,嶄露頭角。1935年,剛剛畢業(yè),年僅23歲的圖靈就被劍橋大學(xué)國王學(xué)院甄選為研究員,成為劍橋大學(xué)有史以來最年輕的研究員。為此,劍橋大學(xué)特地宣布放假半天以示慶賀。羅素教授也異常器重圖靈,安排圖靈講學(xué)授課。同年,圖靈又因他在“概率論”上的成就,榮獲“斯密思獎”。

圖靈在數(shù)學(xué),尤其是在“數(shù)理邏輯學(xué)”方面的深厚功底,令他幾年后終于厚積薄發(fā),一舉成為計算機科學(xué)的創(chuàng)始人。

普林斯頓的數(shù)學(xué)博士計算機科學(xué)的開路先鋒

圖靈繼續(xù)在他的學(xué)術(shù)道路上飛躍,他要擴大他的學(xué)術(shù)視野。1936年他來到美國的普林斯頓大學(xué)攻讀數(shù)學(xué)博士學(xué)位,他的研究涉及邏輯學(xué)、代數(shù)和數(shù)論等等領(lǐng)域,成績卓著,鶴立雞群。

在同一個城市,有個普林斯頓高等研究院,那里聚集著當(dāng)時最優(yōu)秀的數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家。世紀(jì)天才馮·諾依曼教授當(dāng)時正在該研究院主持?jǐn)?shù)學(xué)研究。他看過圖靈的論文后極為贊賞,惺惺相惜,極力邀請圖靈畢業(yè)后到普林斯頓高等研究院工作,做他的研究助手。馮 ·諾依曼雖然也很年輕,但已經(jīng)出類拔萃,大紅大紫。給馮·諾依曼當(dāng)研究助手是令多少年輕學(xué)者夢寐以求的事情,然而圖靈心系劍橋,執(zhí)意要回到母校任教,令馮 ·諾依曼教授惋惜不止。惋惜的遠(yuǎn)不止馮·諾依曼,不知有多少學(xué)者發(fā)出嘆息,當(dāng)年兩位科學(xué)奇才沒能走在一起。盡可以想象,由于兩大世紀(jì)天才的合作,數(shù)學(xué)、計算機科學(xué)等等會獲得怎樣的發(fā)展?“1加1定會大于2”,兩顆燦爛的巨星一處發(fā)光,將會把科學(xué)的天空照耀得更加明亮。

圖靈先知先覺,是走在時代前面的天才。在電子計算機遠(yuǎn)未問世之前,他居然就會想到所謂“可計算性”的問題。物理學(xué)家阿基米得曾宣稱:“給我足夠長的杠桿和一個支點,我就能撬動地球。”類似的問題是,數(shù)學(xué)上的某些計算問題,是不是只要給數(shù)學(xué)家足夠長的時間,就能夠通過“有限次”的簡單而機械的演算步驟而得到最終答案呢?這就是所謂“可計算性” 問題,一個必須在理論上做出解釋的數(shù)學(xué)難題。

經(jīng)過智慧與深邃的思索,圖靈以人們想不到的方式,回答了這個既是數(shù)學(xué)又是哲學(xué)的艱深問題。1936年,圖靈在倫敦權(quán)威的數(shù)學(xué)雜志上發(fā)表了一篇劃時代的重要論文《可計算數(shù)字及其在判斷性問題中的應(yīng)用》。文章里,圖靈超出了一般數(shù)學(xué)家的思維范疇,完全拋開數(shù)學(xué)上定義新概念的傳統(tǒng)方式,獨辟蹊徑,構(gòu)造出一臺完全屬于想象中的“計算機”,數(shù)學(xué)家們把它稱為“圖靈機”。這樣的奇思妙想只能屬于思維像“袋鼠般地跳躍”的圖靈。著名的“圖靈機”的概念在數(shù)學(xué)與計算機科學(xué)中的巨大影響力至今毫無衰減。

“圖靈機”想象使用一條無限長度的紙帶子,帶子上劃分成許多格子。如果格里畫條線,就代表 “1”;空白的格子,則代表“0”。想象這個“計算機”還具有讀寫功能:既可以從帶子上讀出信息,也可以往帶子上寫信息。計算機僅有的運算功能是:每把紙帶子向前移動一格,就把“1”變成“0”,或者把“0”變成“1”。“0”和“1”代表著在解決某個特定數(shù)學(xué)問題中的運算步驟。“圖靈機”能夠識別運算過程中每一步,并且能夠按部就班地執(zhí)行一系列的運算,直到獲得最終答案。

“圖靈機”是一個虛擬的“計算機”,完全忽略硬件狀態(tài),考慮的焦點是邏輯結(jié)構(gòu)。圖靈在他那篇著名的文章里,還進一步設(shè)計出被人們稱為“萬能圖靈機”的模型,它可以模擬其他任何一臺解決某個特定數(shù)學(xué)問題的“圖靈機”的工作狀態(tài)。他甚至還想象在帶子上存儲數(shù)據(jù)和程序。“萬能圖靈機”實際上就是現(xiàn)代通用計算機的最原始的模型。

圖靈的文章從理論上證明了制造出通用計算機的可能性。幾年之后,美國的阿坦納索夫在1939年果然研究制造了世界上的第一臺電子計算機ABC,其中采用了二進位制,電路的開與合分別代表數(shù)字0與1,運用電子管和電路執(zhí)行邏輯運算等。 ABC是“圖靈機”的第一個硬件實現(xiàn),看得見,摸得著。而馮·諾依曼不僅在上個世紀(jì)40年代研制成功了功能更好、用途更為廣泛的電子計算機,并且為計算機設(shè)計了編碼程序,還實現(xiàn)了運用紙帶存儲與輸入。到此,天才圖靈在1936年發(fā)表的科學(xué)預(yù)見和構(gòu)思得以完全實現(xiàn)。

圖靈當(dāng)年那篇劃時代的抽象數(shù)學(xué)論文,原本是為了解決數(shù)學(xué)上的一個基礎(chǔ)性理論問題,并非是研制一臺具體的計算機?？茖W(xué)發(fā)展史不斷地告訴人們:許多重大的科學(xué)發(fā)明,往往是理論研究開路在先,工程技術(shù)實現(xiàn)在后。“萬能圖靈機”再一次令人們信服基礎(chǔ)理論在科學(xué)發(fā)展道路上的決定性作用。圖靈當(dāng)年的紙上談兵,那好似空中樓閣般的“萬能圖靈機”,實際上是現(xiàn)代計算機原理與計算機科學(xué)的開路先鋒。

明白了圖靈那無與倫比的貢獻,人們就不難理解,何以馮·諾依曼對于“計算機之父”的桂冠堅辭不受。曾經(jīng)擔(dān)任過馮·諾依曼研究助手的美國物理學(xué)家弗蘭克爾教授這樣寫道:“許多人都推舉馮·諾依曼為"計算機之父",然而我確信他本人從來不會促成這個錯誤?；蛟S,他可以被恰當(dāng)?shù)胤Q為"計算機的助產(chǎn)士"。依我之見,正是馮·諾依曼使世界認(rèn)識了由圖靈引入的計算機的基本概念。”弗蘭克爾教授此言不虛,在 1949年,馮·諾依曼發(fā)表了一篇題為《自動計算機的一般邏輯理論》的論文,客觀而公正地闡述了圖靈在計算機理論上的重大貢獻。他寫道:“大約12年前,英國邏輯學(xué)家圖靈就開始研究"可計算問題",他準(zhǔn)確地給出了"自動計算機"的一般性定義。”馮·諾依曼寧愿把“計算機之父”的桂冠轉(zhuǎn)戴在圖靈頭上。當(dāng)然,這已經(jīng)是在圖靈離開普林斯頓十來年以后的事了,他當(dāng)年在普林斯頓并沒有像后來那樣受人景仰。圖靈曲高和寡,當(dāng)年就能看明白他那篇文章劃時代意義的,僅僅是少數(shù)杰出的數(shù)學(xué)家,如馮·諾依曼者。

客觀地說,圖靈、阿坦納索夫、馮·諾依曼三人,都是計算機的先驅(qū),計算機科學(xué)的奠基人,他們的偉大貢獻被永遠(yuǎn)載入計算機的發(fā)展史中,若被稱為“計算機之父”,他們都當(dāng)之無愧。尤其是艾蘭· 圖靈與馮·諾依曼,他們好似是計算機科學(xué)浩瀚星空中相互映照的兩顆超級明亮的巨星。

“政府編碼與密碼學(xué)院”的靈魂 歐洲的戰(zhàn)事因之至少提前兩年結(jié)束

1938年,圖靈學(xué)成后又回到他的母校劍橋大學(xué)國王學(xué)院,作為那里的研究員,他繼續(xù)他在邏輯與數(shù)論方面的理論研究。在以后不到兩年的時間里,圖靈又連續(xù)發(fā)表了幾篇很有分量的數(shù)學(xué)論文,為他贏得了更大的聲譽。與此同時,圖靈開始秘密地為英國“政府編碼與密碼學(xué)院”工作,研究“密碼學(xué)”理論和實用的編碼技術(shù)。

第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)后,英國在1939年對德宣戰(zhàn),圖靈隨即應(yīng)征入伍,正式到“政府編碼與密碼學(xué)院”服役。“政府編碼與密碼學(xué)院”實際上是英國的戰(zhàn)時情報中心,該學(xué)院的重要情報可直接送給首相丘吉爾。雖然參軍服役,圖靈卻沒有離開劍橋,每天上班的地方是一個對外稱為“布雷契萊園”的莊園,他和同事們的主要任務(wù)是破解德軍的軍事密碼,那得靠數(shù)學(xué)工具和數(shù)學(xué)家的智慧。任務(wù)極具挑戰(zhàn)性,對手非常不簡單:德國人在二戰(zhàn)之前研制成功了一種密碼電報機,它能把平常的語言文字(俗稱“明文”),自動轉(zhuǎn)變?yōu)榇a(俗稱“密文”),再通過無線電或電話線路秘密傳送出去。“密文”即使被他人截獲,也令人不知所云,如“謎”一般。這個設(shè)計精密、似乎無懈可擊的密碼電報機,因之被稱為“謎”,德國人洋洋得意。

常言說得好:“一物降一物”,“謎”的克星就是大天才圖靈。圖靈在布雷契萊園領(lǐng)導(dǎo)著一個 200來位密碼專家的隊伍,成功破解了“謎”的秘密。而德軍卻還毫無覺察,繼續(xù)用“謎”傳輸軍事情報,因此泄露了大量的軍事機密,導(dǎo)致在戰(zhàn)事上屢屢挫敗。英軍則節(jié)節(jié)勝利,屢建戰(zhàn)功。功勞首推圖靈,雖然未去前線殺敵,也從未荷槍實彈,但圖靈一介書生,堪敵百萬雄兵。

1942年,他曾赴美數(shù)月,目的是使兩國的語音加密系統(tǒng)能夠協(xié)調(diào)兼容,以便在聯(lián)合對付德軍的 U-潛艇危機方面建立兩國最高層的情報共享,以及為英國丘吉爾首相和美國羅斯?？偨y(tǒng)建立秘密安全通話熱線。當(dāng)時美國的語音加密系統(tǒng)龐大,要占據(jù)一個大房間;而圖靈為英國研制的系統(tǒng),則輕巧如一臺打字機。

就在圖靈出差期間,德國海軍突然更新加密系統(tǒng),提高了密碼的復(fù)雜度,圖靈手下那200多位專家為此絞盡腦汁,仍束手無策。一直等到圖靈回國,親自出馬,難題才迎刃而解,令同儕極為驚佩。在布雷契萊園,無論年長年幼,大家一律稱呼圖靈為“教授”,足見其威望之高。

至于圖靈是如何破譯德軍密碼的,由于英國政府嚴(yán)格的保密法令,一直沒有公之于世,圖靈如何破譯“謎”也成了一個永遠(yuǎn)的“謎”。我們僅僅知道,為提高實際破譯的速度,他和布雷契萊園的同事們首先研制了一臺密碼破譯機,取名“邦比”,后來又研制出一臺專門破譯密碼的電子計算機,取名 “巨人”。它們使“政府編碼與密碼學(xué)院”如虎添翼——過去每月大約能夠破譯39,000條截獲的密碼情報,后來提升到84,000條,差不多每兩分鐘就能破譯一條。而立之年的圖靈已經(jīng)成為“政府編碼與密碼學(xué)院”總顧問,全面影響著布雷契萊園的運作。

德國人在二戰(zhàn)后期,又研究開發(fā)了一個代號為“魚”的密碼系統(tǒng),十分復(fù)雜,比“謎” 更為“安全”,是德軍最高統(tǒng)帥部和希特勒本人專用的密碼。“魚”也難逃“法網(wǎng)”,被圖靈成功破解粉碎,時間恰恰趕在盟軍諾曼底登陸的前夕。

圖靈和他的同事在搜尋與打擊德軍的U-潛艇、協(xié)助盟軍諾曼底登陸等重大軍事行動中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。人們估計:“政府編碼與密碼學(xué)院”的工作使歐洲的戰(zhàn)事至少提前兩年結(jié)束。圖靈也因此在1946年獲得“OBE”,即“不列顛帝國勛章”,那是英國皇室給予為國家和人民做出巨大貢獻、立下大功的人士的榮譽。

布雷契萊園的教授大智若愚

圖靈在劍橋是個家喻戶曉的人物,可能有人不知他的姓名,但婦孺皆知布雷契萊園有位“教授”,是個科學(xué)奇才。圖靈或者“布雷契萊園的教授”的那些逸聞趣事,至今仍被人們津津樂道。

大智若愚,行為“怪異”似乎是天才人物的“通病”。讓我們來想象一下這位天才科學(xué)家的模樣。曼徹斯特大學(xué)的教授、圖靈的朋友這樣描寫:“圖靈生得前庭飽滿,下頜方圓,頭型曲線真漂亮,令人難忘。一頭褐發(fā),迷人的碧眼閃閃發(fā)光,堅毅的下巴,是個帥氣十足的男子漢。可他的穿著過于隨意,毫無章法,有時身上披上一件過時的大衣,直接套在雪白而考究的襯衣外面。圖靈不茍言笑,尤其不喜歡與陌生人談話,那時他會拘謹(jǐn)、口吃,就越發(fā)羞怯靦腆,總在啃自己的指甲,躲避著生人的目光。然而,若是在信任的好友中間,他那閃電般的思維,跳躍而深邃;坦誠的言詞,滔滔不絕;獨到的見解,永遠(yuǎn)出人意料。圖靈超群的智慧與平易的談吐總帶給朋友們極大的享受。”

據(jù)說,圖靈有一輛破舊的自行車,那是他上下班的交通工具。這輛車子經(jīng)常掉鏈子,他卻懶得把車送去修理,而是想辦法對付它。他發(fā)現(xiàn)總是騎到一定的圈數(shù)時,鏈子就掉下來。于是他在騎車時就特別心中計數(shù),邊騎邊數(shù)腳蹬子輪盤轉(zhuǎn)過的圈數(shù),就在鏈子快要掉下前一剎那戛然停車,倒一下腳蹬子輪盤,上車再騎。圖靈就這樣一路走走停停,鏈子再也掉不下來了。后來他還在腳蹬子旁邊安裝了一個小巧的計數(shù)器,代替心中計數(shù)。圖靈愚耶?智耶?


圖靈有花粉過敏的毛病,一到春暖花開時節(jié),五官奇癢難耐,眼淚鼻涕不止,痛苦不堪。而圖靈又拒絕使用脫敏藥物,因為那些藥物會令他昏昏欲睡,頭腦不清。于是,每當(dāng)花粉嚴(yán)重的季節(jié),他騎車上下班時就戴上防毒面具,十分搶眼:他為劍橋制造了一道街景奇觀。

由于戰(zhàn)爭時期瓷器奇缺,為了防止茶杯丟失,他居然弄來一條鐵鏈,把茶杯鎖定在暖氣管子上,此事成為布雷契萊園的笑談。

圖靈大事清楚,小事糊涂,鬧過不少笑話。二戰(zhàn)爆發(fā)后,人人皆知英國無法抵御德寇入侵,倫敦等地很可能淪陷。覆巢之下,焉有完卵,銀行也必被法西斯鯨吞。英國人只好紛紛提出存款,自己保管。圖靈則把存款兌換成兩個大銀錠,分別埋藏在兩處樹叢中,作上標(biāo)記,并且繪制一份秘密位置圖,以為萬無一失。然而在戰(zhàn)爭結(jié)束后,圖靈按圖索驥,卻無論如何也找不到原來埋藏銀錠的地方。戰(zhàn)爭期間,倫敦雖然沒有淪陷,卻未能躲過德軍的狂轟濫炸。轟炸后,倫敦陷于火海。許多原來用于定位的參照物發(fā)生了改變,甚至完全消失了。圖靈智者千慮,卻沒想到他的秘密位置圖變得毫無用處。圖靈不甘心,自制一臺金屬探測器,在樹叢中廣泛搜索。無奈可能的目標(biāo)范圍太大,他徒勞無功,鎩羽而歸,著實沮喪了幾天。

圖靈自幼喜愛運動,戰(zhàn)后更加熱愛越野長跑。他經(jīng)常參加業(yè)余高手們的越野長跑訓(xùn)練和競賽。即使去參加學(xué)術(shù)會議,同事們都是搭乘公共交通工具,而圖靈則舍代步而跑步,而且還是第一個到達會場。要不是因為受傷,他會代表英國去參加1948年的奧林匹克運動會的。

曼徹斯特大學(xué)的人工智能之父 機器能思考

1945年二戰(zhàn)結(jié)束,圖靈復(fù)員,隨后被英國國家物理實驗室聘為高級研究員,他于是又回到出生地倫敦,專心研究計算機理論。計算機的研究在當(dāng)時屬于絕密,他撰寫的論文都沒有公開發(fā)表。我們所知道的是,當(dāng)年圖靈寫了若干份“內(nèi)部報告”,明確提出了 “自動程序”的概念,在1970年得以解密,后來收入愛丁堡大學(xué)的《機器智能》論文集中。

理論上的準(zhǔn)備已經(jīng)充分,而且在戰(zhàn)爭時期已經(jīng)具有運用計算機的經(jīng)驗,此時的圖靈對計算機的發(fā)展前景胸有成竹,他興致勃勃地擬訂了一份“自動計算機(ACE)” 的設(shè)計方案,完整地描繪出通用數(shù)字電子計算機的結(jié)構(gòu)。要知道,早在10年前他就提出了抽象的“萬能圖靈機”概念,然而觀念超前,和者蓋寡。如今他要親手把那虛無縹緲變成現(xiàn)實。此時的圖靈更注意到存儲量與運算速度是計算機的核心,他設(shè)計的ACE在性能上,大體相當(dāng)于上個世紀(jì)80年代美國蘋果公司研制的個人電子計算機“麥金塔”。圖靈實在太超前了,國家物理實驗室認(rèn)為制造原原本本的ACE在工程與技術(shù)方面過于困難,知難而退,僅僅制造了一臺簡化了的ACE,其運算速度和存儲量均大為遜色。

盡管不如圖靈所愿,但這臺ACE畢竟是圖靈研制成功的第一臺公開對外的電子計算機。況且 ACE一鳴驚人,被公認(rèn)為是當(dāng)時世界上最快的電子計算機之一。圖靈特別滿意它的存儲功能,驕傲地向參觀者介紹:“它能十分輕松地記憶任何一本小說中的10 頁內(nèi)容,一字不差!”這在半個世紀(jì)以前是多么了不起的奇跡!圖靈和他的ACE驚呆了參觀者。

國家物理實驗室的保守態(tài)度與故步自封,使它在后來國際計算機發(fā)展的競賽中被淘汰出局。圖靈愛莫能助,英雄無用武之地,他選擇了“跳槽”。

1946年,英國皇家學(xué)會成立計算機實驗室,設(shè)在曼徹斯特大學(xué),一時群英薈萃,成為英國計算機事業(yè)的中心,總負(fù)責(zé)人是圖靈在“政府編碼與密碼學(xué)院”的老同事和好朋友紐曼教授。圖靈是皇家學(xué)會計算機實驗室的常務(wù)副主任,實際上的負(fù)責(zé)人。圖靈成為實驗室的靈魂,他的計算機理論指導(dǎo)著實驗室的發(fā)展,世界上第一臺商業(yè)計算機“馬克一號”即在這里問世。

大凡每一個新學(xué)科出現(xiàn),總有天才人物披荊斬棘做開路先鋒,那需要常人所不具備的敏銳、遠(yuǎn)見和想象力。圖靈的興趣與志氣絕不僅僅在于制造出性能超群的機器,那是一般的科學(xué)家和工程師們的事情。圖靈所關(guān)注的問題,遠(yuǎn)非計算機本身,而是極富遠(yuǎn)見地設(shè)想計算機可以做什么,例如,從數(shù)字計算到代數(shù)運算,破譯密碼,處理文檔資料,甚至下棋等等。他運用那時僅有的計算機“馬克一號”去模擬生物生長的某些片段,尤其是接合子的基因如何決定動植物解剖結(jié)構(gòu)的機制。這成為后來“仿真系統(tǒng)”和“人工生命”學(xué)科的起源。他在思考與探討人腦與計算機之間的關(guān)聯(lián)與互動。圖靈在他的另一篇劃時代的論文《機器能思考嗎?》中,這樣描述他的設(shè)想:“人的大腦好似一臺巨型的電子計算機,初生嬰兒的大腦皮層像"尚未組織好的"機器,可以經(jīng)過訓(xùn)練,使之成為"組織好了的"類似于萬能機(即萬能圖靈機)式的機器。” 早年在劍橋大學(xué)獲得的數(shù)學(xué)與哲學(xué)方面的深厚功底又一次發(fā)揮了力量,圖靈是當(dāng)之無愧的現(xiàn)代“人工智能”之父。也正因為圖靈和他的“人工智能”,電子計算機方有了另外一個名字:“電腦”。

為了演示人機對話,圖靈編寫了一套象棋程序,當(dāng)時卻沒有一臺足夠好的計算機去執(zhí)行這個程序。于是圖靈就親自模擬計算機,嚴(yán)格執(zhí)行他預(yù)先編寫的程序走棋,模擬的“計算機”每走一步要用半小時。他就這樣與同事下了一盤,結(jié)果“計算機”輸了。

圖靈明確提出:“機器能思考”?；蛘哒f,具有人腦智力的機器才是圖靈心目中真正的萬能機。圖靈沒有說空話,他進一步給出機器是否具有人腦智力的判別法,后來被稱之為“圖靈測試”。在圖靈的時代,全世界僅有的計算機中,當(dāng)然沒有一臺能夠通過“圖靈測試”,那時計算機的水平與今天的不可同日而語。可那限制不了圖靈的想象和預(yù)見,他相信在20世紀(jì)末,定會有計算機能夠通過“圖靈測試”。他的預(yù)言得到證實:IBM研制出的一臺會下國際象棋的電子計算機“深藍(lán)”,戰(zhàn)勝了當(dāng)年的國際象棋世界冠軍卡斯帕羅夫。

在曼徹斯特大學(xué),圖靈度過了他短暫生命的最后幾年,“人工智能”是他發(fā)出的最后的生命之光,他是這一領(lǐng)域開天辟地的大師。從計算機的理論到實踐,圖靈的貢獻無人能出其右。1951年,圖靈被英國皇家學(xué)會選為會員,那年他39歲,成為他家族中的第四位皇家學(xué)會會員。曼徹斯特大學(xué)也因為圖靈的存在,被英國皇家學(xué)會認(rèn)定為國家計算機科學(xué)的最高學(xué)術(shù)機構(gòu)。

來去匆匆的天使 永不熄滅的明燈

1954年6月8日,圖靈去世的噩耗像晴天霹靂,不僅英國,乃至全世界都為之震驚。那一年圖靈不滿42歲,春風(fēng)得意,風(fēng)華正茂,處于他生命中最富創(chuàng)造力的巔峰,計算機科學(xué)界唯圖靈馬首是瞻,仰望企盼他的科學(xué)靈感和新的發(fā)明。最先發(fā)現(xiàn)圖靈死亡的是清掃房間的女傭。早就過了圖靈通常起床的時間,他卻仍然沉睡在床上,神態(tài)自若安詳,枕邊有個只吃了一小口的蘋果。書桌上燈亮著,有一封準(zhǔn)備寄出的信。

醫(yī)在圖靈沒有吃完的那只蘋果里檢驗出了氰化鉀,劇毒化學(xué)藥品的殘留物。警方在多方搜集證據(jù)后,調(diào)查研判,并對外正式宣布:圖靈服毒自殺。

圖靈自殺的原因一時成為全世界的難解之謎,猜測紛紜。他的母親不相信、不接受警方“圖靈服毒自殺”的判斷,因為桌子上那封未寄出的信里提到“同意在幾天后接受采訪”云云。她認(rèn)為圖靈是不小心接觸到了他實驗室里的劇毒化學(xué)藥品,是死于意外事故。警方則認(rèn)為,那封信是圖靈故布疑陣,令母親相信兒子意外中毒而亡,心里會好受些。困擾人們的問題是圖靈為什么要自殺?

事實上,圖靈是個同性戀者,而且他公開承認(rèn)自己的同性戀身份。早在1942年布雷契萊園時期,圖靈看中了一位同事,名叫朱安·克拉可的年輕姑娘,他們一度非常親密,上了9個小時夜班之后兩人還“戀戰(zhàn)”下棋,圖靈稱之為下“困倦棋”,實則“戀愛棋”。朱安教會了圖靈織毛線,成品是一副手套。圖靈終于向朱安正式求婚。這姑娘也十分愛慕圖靈,接受了圖靈的愛情和求婚。眼看一對戀人快要走上紅地毯,圖靈卻又悔婚,跑去向朱安道歉,坦誠說明自己的同性戀情況,兩人只好解除婚約。

圖靈的同性戀問題,就如同他其他的那些怪異行為一樣,絲毫沒有影響到他在所有工作單位的地位,上司和同事都對這位天才寬容、尊敬。但圖靈的同性戀行為觸犯當(dāng)時的英國法律,1952年就因此而被警方拘留。英國當(dāng)年的法律主張嚴(yán)厲懲戒同性戀,圖靈不得不接受注射激素,否則會有牢獄之災(zāi)。激素療法非但不能改變同性戀傾向,反而呈現(xiàn)出多種副作用,圖靈變得意志消沉,越發(fā)寡言少語。圖靈曾經(jīng)去看心理醫(yī)生,醫(yī)生建議這位科學(xué)奇才放松情緒,換換腦筋,不妨讀讀好的小說。結(jié)果圖靈真的喜歡上了列夫·托爾斯泰的小說,不過,情緒并未因此而好轉(zhuǎn)。人們普遍認(rèn)為,圖靈情緒的低沉抑郁,最終導(dǎo)致了他的自殺,是那不人道的激素療法害了他。

人們多么希望圖靈像童話中的白雪公主那樣:吃了有毒的蘋果,但并沒有死,只是睡著了,直到有一天,王子用一個吻把她喚醒。

圖靈的死,留給世界一個謎,一個不能在邏輯上說得通的“悖論”。圖靈相信:“違反了邏輯,一座橋都會因之而垮掉。”可他本人的生命中就出現(xiàn)“悖論”:他認(rèn)為計算機能夠思維,可與人腦并駕齊驅(qū),但是他本人卻是天馬行空、我行我素,哪里是計算機的“思維”與“行為”模式?

圖靈的死無疑是計算機科學(xué)界的巨大損失,無以彌補。牛津大學(xué)著名數(shù)學(xué)家安德魯·哈吉斯說道: “圖靈似乎是上天派來的一個使者,匆匆而來,匆匆而去,為人間留下了智慧,留下了深邃的思想,后人必須為之思索幾十年、上百年甚至永遠(yuǎn)。” 圖靈將引領(lǐng)世界計算機的“風(fēng)騷數(shù)百年”,他25歲首創(chuàng)的“圖靈機”概念如石破天驚,而立之年探討的仿真系統(tǒng)和自動程序設(shè)計概念如仙人指路,不惑之“晚年” 開創(chuàng)的人工智能和“圖靈測試”如開山辟路,無一不是超前的科學(xué)預(yù)見,無一不展現(xiàn)著這位天才的過人智慧。

圖靈如劃破夜空的耀眼流星,身后的光芒持續(xù)照亮著探索計算機未來的路途,人們無法想象一個沒有圖靈的計算機世界會多么昏暗寂寞。世界計算機界設(shè)立了“圖靈獎”,一年一度由美國計算機學(xué)會頒發(fā)給世界上最優(yōu)秀的計算機科學(xué)家,是計算機領(lǐng)域的至高無上的榮譽,是計算機科學(xué)界的諾貝爾獎。

1998年6月23日,倫敦市政府在圖靈的出生地,那所故居的迎面墻上鑲嵌上一塊象征人類智慧與科學(xué)的蔚藍(lán)色的銅匾,鑄刻著計算機科學(xué)創(chuàng)始人的名字和出生年月,紀(jì)念這位計算機大師誕辰86周年,數(shù)萬人參加了紀(jì)念儀式。那一天,也恰好是圖靈在曼徹斯特大學(xué)親手設(shè)計成功的電子計算機問世50周年。圖靈的這個紀(jì)念活動牽動全世界計算機科學(xué)家的心,也驚動了英國國會。眾議院極其不尋常地趕在前一天晚上 10點30分,以壓倒多數(shù)的投票,通過了一項法案,承認(rèn)了同性戀者的平等權(quán)益。英國政府以他的特殊方式表達了對這位科學(xué)巨人的偉大成就的敬意,對令他遭受不公正懲罰的懺悔。

2004年6月7日,為紀(jì)念這位計算機科學(xué)與密碼學(xué)的絕頂天才逝世50周年,來自世界各地的學(xué)者、學(xué)生數(shù)千人不約而同來到曼徹斯特市,聚集在圖靈離世前5年曾經(jīng)居住的公寓前。曼徹斯特市政府在這所表面極其普通卻因圖靈而成為永久的歷史性建筑的墻上,隆重鑲嵌上一面紀(jì)念銅牌,還是蔚藍(lán)色的,上寫:1912—1954,計算機科學(xué)奠基人與密碼學(xué)家,戰(zhàn)爭年代破譯“謎”碼的功臣艾蘭·圖靈居于斯,逝于斯。