每個現(xiàn)代人都該知道“AI之父”艾倫·圖靈

作文君

有人說，世界上有三只著名的蘋果，一只誘惑了夏娃，一只砸中了牛頓，還有一只在喬布斯手中。蘋果公司標志的來源，也有兩種說法，一種來自夏娃咬了禁果的傳說，還有一種是為了向艾倫·圖靈致敬。2019年7月15日，英國央行英格蘭銀行宣布，英國科學家、計算機科學和人工智能之父、被BBC譽為“20世紀最偉大的人”的艾倫·圖靈（Alan Turing）的肖像將被印在50英鎊紙幣上，新鈔將于2021年開始流通。除肖像外，新版50英鎊紙幣上還會印有圖靈的名言，圖靈1936年的論文、簽名等。英國前首相特蕾莎·梅發(fā)推特稱，圖靈在數(shù)學和計算機科學方面的開創(chuàng)性工作對結束二戰(zhàn)起到了至關重要的作用。英國央行表示，圖靈的遺產(chǎn)至今仍對科學和社會產(chǎn)生影響。遭受折磨而吃毒蘋果英年早逝給這位超越時代的天才科學家的人生增添了旖旎想象和傳奇色彩。圖靈曾說：“這不過是將來之事的前奏，也是將來之事的影子。”辭世50余年，超算、人工智能，當這些曾經(jīng)超乎想象的東西一步步成為現(xiàn)實，人們開始自覺或不自覺地意識到，我們的生活正在與他的設想發(fā)生真切的聯(lián)系，所以，每一個現(xiàn)代人都應該知道這位“人工智能之父”——艾倫·圖靈。

人物素描

解碼·圖靈的傳奇人生

1.一位早慧的數(shù)學家

艾倫·圖靈1912年6月23日出生于英國倫敦，9歲時，他就讀的圣邁克爾小學校長就曾向他的父母表示，圖靈是個天才。他14歲就考進了倫敦知名的謝伯恩公學，在中學期間表現(xiàn)出對自然科學的極大興趣和敏銳的數(shù)學頭腦。他喜歡體育運動，尤其是足球，但是他并不追求上場出風頭的機會，而是喜歡在場外巡視，以觀察和計算足球飛出邊界的角度。他的老師評價他：“圖靈的頭腦可以像袋鼠一樣進行跳躍?！彼?6歲的時候，為了幫助母親理解愛因斯坦的相對論，寫了愛因斯坦某部著作的內(nèi)容提要，并用于推導力學定律，展現(xiàn)出非凡的數(shù)學水平和科學理解力。1936年，年僅24歲的圖靈發(fā)表了自己的論文《論可計算數(shù)及其在判定問題上的應用》。在這篇文章里他提出的“可計算性”理論，是他此后一系列研究的理論基石。

圖靈從模擬人類思考過程和證明過程入手，提出利用機器實現(xiàn)邏輯代碼的執(zhí)行，模擬人類的各種計算和邏輯思維過程。他用一條無限長的紙帶、對紙帶進行操作的機械和操作規(guī)則表，構建了一臺“解決任何可證數(shù)學問題”的“機器”——“圖靈機”。

圖靈機本身不是計算機模型，而是數(shù)學模型，它對計算的本質認識，奠定了整個計算機科學的基礎。它告訴我們計算是系列指令的集合，什么可算，怎么決定，什么可以決定。人類計算者的工作可以由機器做到。圖靈機成為后來設計實用計算機的思路來源，也是當今各種計算機設備的理論基石。

【適用話題】天才；熱愛；創(chuàng)新；奠定基礎

2.戰(zhàn)爭中造出計算機雛形

1938年，學業(yè)有成的圖靈到母校劍橋大學擔任研究員，繼續(xù)深入鉆研邏輯與數(shù)論。第二年，英國對德宣戰(zhàn)，圖靈應征入伍，被派到“政府編碼與密碼學院”服役，主要擔任情報密碼的破解工作。

當時德軍使用的密碼機英格瑪機，通過黑箱加密的方式傳遞情報，密碼員只要切換一下接線和轉子的順序，就能制造出極為復雜的密碼，周而復始，每天更換。這就意味著，只要在24小時內(nèi)，解密員沒能找出規(guī)律，已經(jīng)掌握的所有信息都可能作廢。即使是發(fā)送情報的本人也不了解加密方式，因此要破解密碼只能依賴人工測試，耗費大量的人力物力，效率也十分低下。

早在1932年，波蘭青年數(shù)學家雷耶夫斯基等人就利用德軍每日傳遞密鑰規(guī)程中的漏洞和已知的密鑰數(shù)據(jù)，制造了“炸彈機”，通過大量計算盡可能快地找到接線和轉子的對應關系。波蘭的破解算法以窮舉為主，圖靈改換思路，用機器代替人工，模擬英格瑪機工作模式，再現(xiàn)加密前的明文內(nèi)容，將之命名為“圖靈炸彈”?！皥D靈炸彈”效率極高，幾乎在獲得情報的同時即可破譯密碼。1941年5月21日，英國情報機構利用“圖靈炸彈”破譯的情報，重創(chuàng)了當時首次出航，號稱世界第一的巨型戰(zhàn)列艦，希特勒的“德國海軍的驕傲”——“俾斯麥”號。

隨著戰(zhàn)爭的全面爆發(fā)，英格瑪機日漸升級，“圖靈炸彈”的處理效率逐漸降低，響應速度下降，破譯一條情報從四五分鐘變成了需要好幾天，圖靈的長官向丘吉爾申請了升級設備，名為Colossal的機器被投入使用，現(xiàn)代科學計算機的雛形就此誕生。

Colossal的性能極強，破譯能力極高。英軍利用Colossal破譯了諾曼底駐軍的電報，策劃了諾曼底登陸事件，也加速了戰(zhàn)爭的進程。有學者認為，“政府編碼與密碼學院”的工作使歐洲的戰(zhàn)事至少提前兩年結束。圖靈也因此于1945年獲得政府的最高獎——大英帝國榮譽勛章。

【適用話題】轉變思維；人力與機器；更新?lián)Q代；榮譽

3.圖靈測試：機器能思考嗎

戰(zhàn)爭結束之后，圖靈回到家鄉(xiāng)。軍方?jīng)]有公布Colossal的存在，圖靈因此也不為大眾所知，只成了英國國家物理實驗室（NPL）數(shù)學部的一名高級研究員。

從1945年開始，圖靈在NPL繼續(xù)研究理論計算機科學，提交了多份內(nèi)部報告，提出了“自動程序”的概念，但是由于英國政府的保密法令，報告直到1970年才得以公開。結合戰(zhàn)時工作，圖靈寫了一份長達50頁的設計說明書，將之稱為“自動計算機（ACE）”，并在研究室負責人的支持下開始立項研究。

1948年，ACE研究項目進展遲遲，圖靈選擇了離開NPL，加入了大學時期導師紐曼所在的曼徹斯特大學，參與到了“Mark I”項目中，負責“Mark I”的編程工作，在此期間，他提出了著名的圖靈測試。

“機器能思考嗎？”圖靈提出假想：一個人在不接觸對方的情況下，通過一種特殊的方式（電傳設備等），和對方進行一系列的問答，如果在相當長時間內(nèi)，他無法根據(jù)這些問題判斷對方是人還是計算機，那么，就可以認為這個計算機具有同人相當?shù)闹橇?，即這臺計算機是能思維的。1952年，在一場BBC廣播中，圖靈補充了圖靈測試的想法：多人同時與計算機對話，如果超過30%的人判斷不出對方是計算機，即可認為通過圖靈測試。

2014年，俄羅斯人創(chuàng)立的人工智能軟件“尤金”成為史上首次通過圖靈測試的計算機，2017年，人工智能機器人阿爾法狗在烏鎮(zhèn)圍棋峰會上擊敗世界第一的圍棋冠軍柯潔。機器能思考嗎？這一問題在60多年后的今天得到解答，甚至人工智能的發(fā)展遠遠超出圖靈曾經(jīng)的設想，人工智能超越人類已不再是神話。

【適用話題】機械思維；人工智能；未來；超越過去

4.英年早逝，正義未遲

1952年，圖靈向警察報告了一起入室盜竊事件，嫌疑人是他所認識的一位無業(yè)男青年，他與這位青年有戀愛關系。而這在當時的英國，是一種犯罪，圖靈因此被逮捕和起訴，被迫接受了注射激素的治療方式。注射激素令圖靈產(chǎn)生了許多生理變化，因此備受折磨。1954年6月8日，清掃房間的女仆發(fā)現(xiàn)圖靈躺在床上，床邊有一只咬了一口的蘋果，事后在蘋果中檢驗出了氰化物殘留，當時圖靈41歲。

2009年，英國民眾發(fā)起了為圖靈平反的在線請愿，9月11日晚，當時的首相布朗代表英國政府向艾倫·圖靈做出明確道歉，稱圖靈所受到的對待是“駭人聽聞的”和“完全不公平的”，英國對這位杰出數(shù)學家的虧欠是巨大的。布朗說，他為做出正式的道歉感到自豪，“你沒有得到更好的對待，我們深感抱歉”。2013年，英國女王伊麗莎白二世正式宣告赦免圖靈，并簽署了相關文件。

【適用話題】正義；歷史進程；命運；時代

素材鏈接

存檔·紀念圖靈

1.“互聯(lián)網(wǎng)之父”文特·瑟夫：為什么每個人都該知道艾倫·圖靈

圖靈留下的偉大思想還在演化前進，它依舊讓世人驚訝，讓人向之前進，讓人為之興奮。他在處理難題時表現(xiàn)出的才華與無畏幾十年來都是這條朝圣路上的標桿。他清晰的思維和無與比擬的創(chuàng)造力激勵著與他一起工作的每一位同事；他提出的概念，比如圖靈機，又在為可計算性和可判斷性提供理論基石。因他被賦予生命的每一臺計算機與計算機器，比如解碼機“Bombe（炸彈機）”與“自動計算機”，驅散了計算機領域的迷云，為21世紀計算機的產(chǎn)業(yè)騰飛指明了道路。

如果他能夠活到今年（2012年），不知他看到今日的景象會有如何的感想，又能為我們提出哪些值得思考的問題。我花了一輩子研究計算機和網(wǎng)絡，可是時時還會期盼圖靈能夠在身邊回答我的疑問。相信如果有他在，很多問題都能夠迎刃而解。

2.《艾倫·圖靈傳》與電影《模仿游戲》

英國數(shù)學家安德魯·霍奇斯的《艾倫·圖靈傳》是一本公認的最權威的圖靈人物傳記。霍奇斯對艾倫·圖靈如謎的人生深感興趣，1977年，他決心著寫一本最詳盡的圖靈傳記，他認為只有這樣，才能公正地刻畫這位天才的一生。他對艾倫·圖靈的生平有切身的體會，并實地走訪調(diào)查圖靈生前親友，取得了大量的一手資料，經(jīng)過多年調(diào)查與寫作，本書初版于1983年問世。2014年，由《艾倫·圖靈傳》改編而成的電影《模仿游戲》上映，并獲得次年奧斯卡最佳改編劇本獎。影片講述了“計算機科學之父”艾倫·圖靈的傳奇人生，作為一部“向圖靈致敬”的片子，《模仿游戲》用厚重的歷史背景故事，基本真實地還原了艾倫·圖靈的生平。美國為紀念圖靈對計算機科學的巨大貢獻，設立一年一度的圖靈獎，該獎被譽為“計算機界的諾貝爾獎”。

【適用話題】紀念；成就與基石；貢獻；偉人精神

結語·故事還未結束

“數(shù)學不僅有真理，也有最高的美，那是一種冷艷和簡樸的美，就像雕塑?！本腿缈淘诼鼜厮固毓珗@里圖靈雕像底座上的話，圖靈的理論，是計算機科學中最有詩意的概念和理論。他用簡潔而精確的純數(shù)學邏輯，描繪了“機器大腦”的樸素模型，在抽象符號和實體世界之間搭建了一座橋梁。

隨著技術的進步，圖靈的意義將越來越重要。走進任何一座計算機機房，一排排服務器如墻林立，風扇嗡鳴鼓噪作響，0和1的代碼似乎就在一臺臺處理器之間不停流動。那是圖靈留下的遺產(chǎn)，他把數(shù)理邏輯作為應用數(shù)學的一個分支，賦之以工程和物理的概念。今天，圖靈幾乎是計算機科學和人工智能的代名詞；今天，圖靈的故事沒有結束，也不會結束，在可以預見的未來，世界距離圖靈的預想必將越來越近！