卓爾不凡的圖靈

文|林 革

卓爾不凡的圖靈

文|林 革

對(duì)于現(xiàn)今熱得發(fā)燙的蘋果品牌，很多人會(huì)提出同樣一個(gè)問題，當(dāng)初徽標(biāo)中的蘋果為什么會(huì)被咬了一口呢？最耐人尋味的解釋是，它的設(shè)計(jì)來源于對(duì)計(jì)算機(jī)鼻祖阿蘭·圖靈的紀(jì)念。

2003年，蘋果電腦國際有限公司對(duì)其沿用至今的標(biāo)識(shí)進(jìn)行了更新，將原有的彩色蘋果換成了一個(gè)半透明的、泛著金屬光澤的銀灰色標(biāo)識(shí)。新的標(biāo)識(shí)顯得更為立體、時(shí)尚和新潮，也更符合蘋果旗下的兩個(gè)具有重要影響力的產(chǎn)品iTunes和iPod致力服務(wù)于年輕一代消費(fèi)者的審美和創(chuàng)新的感覺。而更多人則會(huì)提出一個(gè)同樣的問題：當(dāng)初徽標(biāo)中的蘋果為什么被咬了一口呢？對(duì)此的解釋有很多種：一種解釋認(rèn)為，蘋果在希臘神話中是智慧的象征，當(dāng)初亞當(dāng)和夏娃就是吃了蘋果才變得有思想，現(xiàn)在引申為科技的未知領(lǐng)域，代表電腦的智能化性能，恰似彩虹的色彩一樣，具有多樣性，表明了他們勇于向科學(xué)進(jìn)軍，探索未知領(lǐng)域的理想；而熟悉蘋果背景的人將它解釋為代表了活力和朝氣，可以引起好奇和疑問；還有種有趣的說法，認(rèn)為是由于英文的咬字（bite）與計(jì)算機(jī)的基本運(yùn)算單位字節(jié)（Byte）同音；不過最耐人尋味的解釋是，它的設(shè)計(jì)來源于對(duì)計(jì)算機(jī)鼻祖阿蘭·圖靈的紀(jì)念。

那么圖靈又是何許人也？他與電腦又有何種淵源？蘋果圖標(biāo)又與他有什么關(guān)聯(lián)呢？

圖靈作為計(jì)算機(jī)科學(xué)界的先驅(qū)和天才，在人們好奇的追溯中變得清晰，并且讓人肅然起敬。事實(shí)上，對(duì)于被公認(rèn)為20世紀(jì)最著名和最杰出的數(shù)學(xué)家之一，圖靈在計(jì)算機(jī)界早就聲名顯赫，用無人不知、無人不曉來形容毫不夸張，這都源于圖靈對(duì)于計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的前瞻性設(shè)想。從如今的電腦時(shí)代就能輕易判斷，圖靈對(duì)于人類社會(huì)作出的無與倫比的巨大成就和貢獻(xiàn)。

我們都知道世界上第一臺(tái)通用電子計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)師是馮·諾伊曼，正因?yàn)樗脑O(shè)計(jì)，使得人類社會(huì)邁入了一個(gè)嶄新的時(shí)代，所以馮·諾伊曼得到人們的一致推崇，被譽(yù)為“計(jì)算機(jī)之父”。然而馮·諾伊曼卻不止一次地說過：圖靈才是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)思想的創(chuàng)始人，自己的成功完全是建立在圖靈思想上的發(fā)展創(chuàng)造。馮·諾依曼把“計(jì)算機(jī)之父”的桂冠戴在比自己小10歲的圖靈頭上，足見圖靈對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)影響之巨大。

阿蘭·圖靈1912年6月23日出生于英國倫敦。少年時(shí)代的他就已經(jīng)表現(xiàn)出對(duì)數(shù)學(xué)和自然科學(xué)的偏好。1931年，圖靈進(jìn)入著名的劍橋大學(xué)專修數(shù)學(xué)。起初他成績(jī)平平并不引人注目，但升入三年級(jí)后，他的才華如同積蘊(yùn)的火山噴發(fā)，如同洶涌的海浪奔騰，真可謂：不鳴則已，一鳴驚人。他的杰出才能贏得了師友們的稱贊和賞識(shí)，畢業(yè)后留校當(dāng)了助教。當(dāng)時(shí)20世紀(jì)的數(shù)學(xué)界，正在熱烈討論本世紀(jì)最偉大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一——昆特·哥德爾的不完全性定理。在那以前，數(shù)學(xué)家們總認(rèn)為，一個(gè)數(shù)學(xué)問題雖然要找到答案會(huì)很困難，但理論上總有一個(gè)確定的答案，一個(gè)數(shù)學(xué)命題，要么是真的，要么是假的。而哥德爾的不完全定理卻指出：在一個(gè)稍微復(fù)雜一點(diǎn)的數(shù)學(xué)公理系統(tǒng)中，總存在那樣的命題，我們既不能證明它是真的，也不能證明它是假的。這著實(shí)讓數(shù)學(xué)家們大吃一驚，因?yàn)榇蠹野l(fā)現(xiàn)以往認(rèn)為絕對(duì)嚴(yán)密的數(shù)學(xué)中，原來有令人如此不安的不確定性。每個(gè)邏輯學(xué)家都在苦苦思索，試圖為陷入危機(jī)的數(shù)學(xué)找到一條出路，他們包括當(dāng)時(shí)在劍橋的貝特朗·羅素、阿爾弗雷德·懷特海、路德維格·維特斯根坦等著名的邏輯學(xué)家。這時(shí)正在劍橋求學(xué)的圖靈，也同樣為此問題陷入苦苦的思考。

1936年，年僅24歲的圖靈做出了他一生最重要的科學(xué)貢獻(xiàn)。他在其著名的論文《論可計(jì)算數(shù)在判定問題中的應(yīng)用》一文中，以布爾代數(shù)為基礎(chǔ)，將邏輯中的任意命題用一種通用的機(jī)器來表示和完成，并能按照一定的規(guī)則推導(dǎo)出結(jié)論。這篇論文被譽(yù)為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)原理的開山之作，它描述了一種假想的可實(shí)現(xiàn)通用計(jì)算的機(jī)器，后人稱之為“圖靈機(jī)”。所謂“圖靈機(jī)”，指的是一種理想的機(jī)器。它由三部分構(gòu)成：一臺(tái)控制機(jī)、一條兩端無限長(zhǎng)的工作帶和一個(gè)讀寫頭。帶子上分成了許多小格，每一小格存一個(gè)符號(hào)，讀寫頭沿著紙帶左右移動(dòng)，從而向控制機(jī)傳遞信息，這種機(jī)器能進(jìn)行多種運(yùn)算并可用于證明一些著名的定理。這臺(tái)理想機(jī)器雖然極其簡(jiǎn)單，但卻是最早給出的通用計(jì)算機(jī)模型，能完成一切計(jì)算機(jī)的功能。圖靈還從理論上證明了這種假想機(jī)的可能性，盡管“圖靈機(jī)”當(dāng)時(shí)還只是一紙空文，這一切比巴貝奇的通用計(jì)算機(jī)研制工作遲了100多年，但現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)專業(yè)人土確定并公認(rèn)，只有圖靈的思想才奠定了整個(gè)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)發(fā)展的理論基礎(chǔ)。更為重要的是，1937年圖靈的著作出版了，其中就有關(guān)于圖靈機(jī)的論文，這一著作引起了學(xué)術(shù)界的廣泛注意。1938年，他取得物理學(xué)博士學(xué)位，并擔(dān)任馮·諾伊曼博士的助手。

身為一名數(shù)學(xué)家,圖靈研制模型計(jì)算機(jī)的夢(mèng)想在第二次世界大戰(zhàn)的硝煙中破碎。1939年，懷著一腔報(bào)國熱情的圖靈應(yīng)召入伍，帶領(lǐng)一大批專業(yè)人土在“布雷契萊莊園”——英國的情報(bào)中心“超級(jí)機(jī)密”研究所里，從事對(duì)德軍通訊密碼的破譯工作。當(dāng)時(shí)的德軍大量使用一種名叫“恩格瑪”的密碼機(jī)，它被證明是有史以來最為可靠的加密系統(tǒng)之一。大量無法破譯的電文讓英國第40局（英國政府負(fù)責(zé)破譯密碼的間諜機(jī)構(gòu)）在整整13年里都認(rèn)為“恩格瑪”是不可破譯的，并陷入極度的恐慌和絕望中。而當(dāng)圖靈團(tuán)隊(duì)于1943年研制出綽號(hào)為“炸彈”的解密機(jī)器后，一切發(fā)生了根本性的變化。毫無疑問，“恩格瑪”的破解為盟軍取得二戰(zhàn)的勝利奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，正因?yàn)榇?，圖靈被授予大英帝國勛章。不過，圖靈作為一位天才解密分析專家的杰出貢獻(xiàn)，被作為高度機(jī)密封存，時(shí)至今日，當(dāng)初的真相才浮出水面。1945年第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束，圖靈退伍進(jìn)了英國國家物理研究所，他結(jié)合自己多年的理論研究和戰(zhàn)時(shí)制造密碼破譯機(jī)的經(jīng)驗(yàn)，起草了一份關(guān)于研制自動(dòng)計(jì)算機(jī)器的報(bào)告，以期實(shí)現(xiàn)他曾提出的通用計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)思想。經(jīng)過長(zhǎng)期研究和深入思考，圖靈預(yù)言，總有一天計(jì)算機(jī)可通過編程獲得能與人類競(jìng)爭(zhēng)的智能。而后來人們記憶尤深的IBM公司研制的計(jì)算機(jī)“深藍(lán)”與國際象棋世界冠軍卡斯帕羅夫的那場(chǎng)人機(jī)大戰(zhàn)，就充分證實(shí)了圖靈的天才預(yù)言。

1950年，圖靈發(fā)表了題為《計(jì)算機(jī)能思考嗎？》的著名論文，在計(jì)算機(jī)科學(xué)界引起了巨大的震撼，為人工智能學(xué)的創(chuàng)立奠定了基礎(chǔ)，成為這門年輕的學(xué)術(shù)領(lǐng)域中的權(quán)威人士。同年，圖靈花費(fèi)4萬英鎊，研制成功用了約800個(gè)電子管的ACE樣機(jī)，在公開演示會(huì)上，該機(jī)被認(rèn)為是當(dāng)時(shí)世界上速度最快、功能最強(qiáng)的計(jì)算機(jī)之一。當(dāng)時(shí)他已經(jīng)進(jìn)入曼徹斯特大學(xué)，與計(jì)算機(jī)科學(xué)界的先行者合作共事。圖靈還設(shè)計(jì)了著名的“模仿游戲試驗(yàn)”，被后人稱之為“圖靈測(cè)試”。其試驗(yàn)內(nèi)容是：一個(gè)人不能接觸其對(duì)手，但是可以同對(duì)手進(jìn)行一系列的問答和操作，如果這個(gè)人無法判斷他的對(duì)手到底是人還是計(jì)算機(jī)，那就可以認(rèn)為這臺(tái)計(jì)算機(jī)已經(jīng)具有同人類相當(dāng)?shù)闹橇?。迄今為止，還沒有任何一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)能夠通過“圖靈試驗(yàn)”。然而圖靈預(yù)言到20世紀(jì)末，將會(huì)出現(xiàn)這樣的機(jī)器。如今，人工智能的研究正在突飛猛進(jìn)，情況正向圖靈預(yù)料的方向迅速發(fā)展，前景極為樂觀。1993年，美國波士頓計(jì)算機(jī)博物館舉行的著名的“圖靈測(cè)試”就充分驗(yàn)證了圖靈的預(yù)言。

1954年，正是圖靈一生事業(yè)處于頂峰的時(shí)候，42歲的他突然自殺身亡。這是因?yàn)閳D靈在他生命的最后時(shí)光，沒有機(jī)會(huì)看到自己被當(dāng)作一個(gè)解密英雄來尊敬，相反，由于他同性戀的性傾向而倍受折磨，為此，圖靈不得不忍受媒體對(duì)他私生活的全面曝光，并以“有傷風(fēng)化”而獲罪，政府也取消了他在情報(bào)部門的工作。當(dāng)他面臨“坐牢或荷爾蒙療法”這兩個(gè)選擇時(shí)，他選擇了后者，并持續(xù)了一年。在這段時(shí)間里，藥物的副作用使之產(chǎn)生了明顯女性化的特征，這顯然是一位男性所不能接受的。他的脾氣變得躁怒不安，性格也隨之陰沉郁悒。終于在1954年6月8日，人們?cè)趫D靈的寓所發(fā)現(xiàn)了他的尸體，他用沾過氰化物的蘋果離開了這個(gè)付出了畢生心血卻又令他絕望的世界。對(duì)于他的死亡方式，熟悉圖靈的同事并不奇怪，圖靈在觀看了1938年迪斯尼公司出品的著名動(dòng)畫片《白雪公主和七個(gè)小矮人》后，常常自言自語電影中巫婆王后泡制毒蘋果的臺(tái)詞：“毒液浸透蘋果如睡之死滲入……”因此，圖靈的生命在這部動(dòng)畫片的現(xiàn)實(shí)版中結(jié)束不僅令人感傷，而且悲劇最終定格成被咬了一口的蘋果，在計(jì)算機(jī)科學(xué)界也注定了某種特殊的意義。

圖靈的生命盡管短暫且凄涼，但卻絲毫不影響他在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的巨大成就和崇高地位。為了紀(jì)念他，美國計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)設(shè)立了計(jì)算機(jī)科學(xué)最高的榮譽(yù)——圖靈獎(jiǎng)，以表彰在計(jì)算機(jī)技術(shù)方面作出了卓越貢獻(xiàn)的學(xué)者?！皥D靈獎(jiǎng)”設(shè)立的初衷是因?yàn)橛?jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，尤其是到20世紀(jì)60年代，它已成為一個(gè)獨(dú)立的有影響的學(xué)科，信息產(chǎn)業(yè)亦逐步形成，但在這一產(chǎn)業(yè)中卻一直沒有一項(xiàng)類似“諾貝爾獎(jiǎng)”的榮譽(yù)來促進(jìn)該學(xué)科的進(jìn)一步發(fā)展，于是“圖靈獎(jiǎng)”便應(yīng)運(yùn)而生，而且被公認(rèn)為計(jì)算機(jī)界的“諾貝爾獎(jiǎng)”。迄今為止，作為計(jì)算機(jī)界“諾貝爾獎(jiǎng)”的圖靈獎(jiǎng)已走過了數(shù)十個(gè)春秋，40多位“圖靈獎(jiǎng)”得主均對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)新作出了杰出貢獻(xiàn)，他們?cè)谡湎ё约核@崇高榮譽(yù)的同時(shí)，也深切懷念阿蘭·圖靈這位在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域永放光芒的先驅(qū)。

時(shí)至今日，電腦已經(jīng)得到廣泛普及，深入到人類社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，推動(dòng)著社會(huì)迅猛發(fā)展。當(dāng)我們提到電腦、英特網(wǎng)、多媒體……這些時(shí)髦的字眼時(shí)，我們始終不能忘記：在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中永遠(yuǎn)聳立著一座不朽的豐碑——阿蘭·圖靈。