艾倫·圖靈的傳奇人生

1954年6月7日，41歲的艾倫·圖靈被發現在家中的床上去世。在他的床頭，放著一個被咬了一口的、泡過氰化物的蘋果。

這位偉大的英國科學家，選擇了以這種特殊方式，離開他所摯愛的世界。他的悲劇性結局，與他的傳奇一生形成了鮮明對比。

艾倫·圖靈究竟是一個什么樣的人？他為什么會被譽為計算機科學之父、人工智能之父？他為人類做出了怎樣的貢獻？又遭遇了怎樣的命運？

今天這篇文章，就讓我們深入回顧他的生平往事。

█天才的萌芽

1912年6月23日，艾倫·麥席森·圖靈（Alan Mathison Turing，也有譯為阿蘭·圖靈）出生于英國倫敦帕丁頓。

圖靈的父親，是一位派駐在印度公務署工作的公務員。他的母親則是印度一家鐵路公司總工程師的女兒。1907年，兩人在一艘從印度到英國的船上相遇，后來結婚。圖靈是他們的第二個孩子。他還有一個哥哥，叫做約翰。

圖靈的父母在圖靈出生后，又返回印度工作。兄弟倆被交給一對退休夫婦（圖靈父母的朋友）撫養。這種情況在當時很常見。

兒時的圖靈

年幼的圖靈，早早展現出與眾不同的天分。他三四歲時就自己學會了閱讀，對數字和智力游戲特別著迷，且充滿想象力。

他母親回憶說：“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。”

1922年，圖靈進入哈茲勒赫斯特預備學校學習。他對地圖、國際象棋和化學非常感興趣，經常閱讀自然科學方面的書籍。

1926年，圖靈如愿考入倫敦著名的謝伯恩公學（Sherborn），接受良好的中等教育。

在校期間，他表現出超常的天才與對數學的愛好。在沒有學過微積分的時候，他就已經能求解出高深的數學難題了。他特別著迷于愛因斯坦的相對論，不僅能夠讀懂，還撰寫了相關內容提要。他還獲得了國王愛德華六世數學金盾獎章。

前排左一為艾倫·圖靈

圖靈的性格比較孤僻，且行為舉止與常人不同。因此，他經常受到同學的欺凌和冷落。但是，他也交到了一個好朋友，那就是大他一級的學長——克里斯托弗·莫克姆（Christopher Morcom）。

克里斯托弗也是一個數學愛好者，成就優異。兩人經常在一起探討數學問題，建立了深厚的優異。

事實上，對于圖靈來說，這份感情甚至超過了友誼。他把克里斯托弗當成自己的人生知己，并對他產生了“感情”。

圖靈和克里斯托弗相約一起考入劍橋大學最著名的“三一學院”。不幸的是，克里斯托夫因患肺結核，英年早逝。

這對圖靈造成了巨大的打擊。他在寫給母親的信中說道：“除了克里斯托弗之外，我不會再跟任何人成為朋友?！?/p>

1931年，圖靈從中學畢業后，仍想進入劍橋大學的“三一學院”，但兩次均未被錄取，只好進入了劍橋大學的另外一所學院——“國王學院”。

1935年，圖靈的第一篇數學論文《左右殆周期性的等價》發表于《倫敦數學會雜志》。同年，他還撰寫了《論高斯誤差函數》一文，名聲大噪。

完成學業后，年僅23歲的圖靈直接當選為國王學院的研究員，成為劍橋大學有史以來最年輕的研究員之一。這一年，他還獲得了“史密斯數學獎”。

█圖靈機與可計算理論

1936年5月，圖靈發表了題為《論可計算數及其在判定問題中的應用》的論文，引起了學術界的廣泛關注。

在這篇論文中，圖靈描述了一種可以輔助數學研究的機器，后來被人稱為“圖靈機”。

圖靈機不是一種具體的機器，而是一種思想模型。

它有一條無限長的紙帶，紙帶分成方格，每個方格可以存儲一個符號。有一個讀寫頭在紙帶上移動，讀取符號并根據一組預設規則決定下一步行動。這個設想最卓越之處在于，它第一次在純數學的符號邏輯和實體世界之間建立了聯系。

圖靈機雖然簡單，但運算能力極強，可以計算出所有想象到的可計算函數。經典的計算機，實際上就是一個通用的圖靈機。后來的馮·諾依曼計算機，是圖靈機的一種物理化。

圖靈發表的另一篇文章——《可計算性與λ可定義性》，拓寬了阿隆佐·丘奇（Alonzo Church）提出的“丘奇論題”，形成“丘奇-圖靈論題”。這一論題對計算理論的嚴格化，對計算機科學的形成和發展具有奠基性意義。

1936年9月，圖靈應邀到美國普林斯頓高級研究院學習，在丘奇的指導下攻讀博士學位。

在普林斯頓，圖靈遇見了很多知名科學家，其中就包括馮·諾依曼。馮·諾依曼非常欣賞圖靈的才華，兩人經常進行學術交流探討。

1938年，圖靈獲得普林斯頓大學博士學位（論文題目為“以序數為基礎的邏輯系統”）。馮·諾依曼強烈建議圖靈能夠留在美國，擔任自己的助理，但被婉拒。

隨后，圖靈回到英國，繼續在劍橋大學國王學院任研究員。

█Bombe和密碼破譯

圖靈返回英國時，整個歐洲大陸已經籠罩在戰爭的陰云之中。

圖靈作為數學家，非常擅長密碼學。所以，英國政府經常就密碼問題向圖靈尋求幫助。英國政府的GC&CS（編碼與密碼）學院，也邀請過圖靈到總部講課。

1939年，英國政府在倫敦東北50英里的布萊切利莊園，建立了一個神秘的密碼破譯中心。

1939年9月1日，德國入侵波蘭。兩天后，英國向德國宣戰。9月4日，圖靈應英國外交部通信處的征召，到布萊切利莊園報到。

當時，大約有一萬人在布萊切利莊園進行攔截和破譯秘密通信的工作。為了容納這些人，官方在莊園建造了臨時營房。圖靈負責管理8號營房，致力于破譯德國海軍的密碼。

8號營房舊址

德國海軍使用的，是著名的恩尼格瑪（Enigma）密碼機。

這個密碼機由一位名叫亞瑟·謝爾比烏斯的德國電氣工程師發明，看上去很像一個打字機，但它所產生的密碼組合達到了1.5億億種之多。從理論上來說，恩尼格瑪密碼機幾乎無法破解，所以德國海軍以及其它軍種進行了廣泛使用。

恩尼格瑪密碼機

曾經有幾位波蘭數學家試圖破解這個密碼機，制造了一款名叫bomb（炸彈）的轉子裝置（因為運轉時會發出滴答滴答的聲音，所以取名bomb）。英國政府會見了這些數學家，進行了引進。

圖靈來到布萊切利莊園后，便開始重新設計并改進這些bomb設備，并命名為Bombe（甜點）。

1940年，第一臺“Bombe”開始運行。它有一噸重，可以模擬30臺并行運行的恩尼格瑪密碼機。

位于布萊切利莊園博物館的Bombe展品

Bombe每月能破譯多達8400條恩尼格瑪加密信息，有效地扼制了德國海軍U型潛艇對北大西洋商船隊的攻擊，保障了英國戰時物資的運輸。

1942年，在破解密碼方面，圖靈又有了新的突破。

他發現了第一種破譯金槍魚密碼機信息的系統方法，讓盟軍對德國的戰略有了更深入的了解，同時也改變了戰爭的進程。金槍魚密碼機的通信網絡橫跨歐洲和北非，為希特勒和柏林的陸軍總司令部以及前線將領建立了聯系。

1942年11月，圖靈短暫前往美國華盛頓，幫助協調英國和美國之間的密碼破譯工作。

在貝爾實驗室，他遇到了另外兩名大佬——哈利·奈奎斯特和克勞德·埃爾伍德·香農。

圖靈和香農會面時，因為雙方的特殊工作性質，所以并沒有進行密碼學的交流，反而更多的是討論人造思維機器（也就是后來的AI人工智能）。

在布萊切利莊園工作期間，圖靈因性格和行為怪異而聞名。

每年六月的第一周，他都會得一場嚴重的枯草熱病。所以，他只能戴著軍用防毒面具來遮蔽花粉，然后騎自行車去辦公室。這引來了眾人的側目。

圖靈的自行車有個毛病，車鏈每隔一定時間就會脫落。他并沒有打算修理，而是心里默數腳踏板轉的圈數，然后趕在車鏈掉下之前下車，用手調整車鏈。

圖靈還一直保持著自己的長跑愛好。他的長跑能力達到世界級水準，馬拉松時長僅比奧運會冠軍慢了11分鐘。他還經常跑40英里，到倫敦去開會。

1941年春天，圖靈向自己的同事瓊·克拉克求婚。當時，克拉克在布萊切利莊園從事文書工作。此前，她是劍橋大學的數學老師。

求婚幾天后，圖靈向克拉克坦白自己有同性戀傾向。克拉克有點害怕，但還是選擇繼續婚約。幾個月后，圖靈還是自己取消了婚約。

1945年，二戰結束。1946年，圖靈因其在戰時的貢獻被授予大英帝國勛章。他參與的密碼破譯工作極具成效，對盟軍的勝利起到了至關重要的作用。

戰后評估認為，圖靈及其團隊的工作將戰爭縮短了約兩年時間，挽救了數以百萬計的生命。當然，這些工作在當時都是保密的，未向公眾公開，直到20世紀末。

█計算機與人工智能的奠基

1945年，圖靈加入泰丁頓國家物理研究所（NPL），開始從事“自動計算引擎”（ACE）的邏輯設計和具體研制工作。

圖靈那時已經讀過了馮·諾依曼那篇關于EDVAC的報告，對ACE有了一些想法。很快，他完成了一份長達50頁的關于ACE的設計說明書。

盡管有了方案，但ACE的世紀研發進展仍然非常緩慢。1947年，對ACE略感失望的圖靈請了一年的半薪年假，離開了劍橋。后來，他就再也沒有回到NPL。

圖靈離開之后，直到1950年，ACE才制出了樣機（已經和圖靈當初的設計偏離了許多），1958年制成大型機。

1948年，圖靈接受了曼徹斯特大學的高級講師職務。他加入了麥克斯·紐曼的曼徹斯特計算機（Manchester Automatic Digital Machine，MADAM）項目，共同參與制造一個名為Mark I的機器。當年6月，Mark I成為“第一臺完工的EDVAC類型的電子程序存儲計算機”。

Mark I計算機

圖靈在項目中主要負責Mark I的編譯工作。1951年，圖靈編寫并出版了《曼徹斯特電子計算機程序員手冊》。在手冊中，他將編程定義為“一種使數字計算機按照人的意愿工作，并將其正確表達在穿孔紙帶上的活動”。

同樣是1951年，圖靈還有一個非常重大的成果。那年10月，他在哲學期刊《Mind》上，發表了一篇題為《計算機器與智能（Computing machinery and intelligence）》的論文，首次提出機器具備思維的可能性。

“計算機能思考嗎？”

在這篇劃時代的論文中，圖靈提出了著名的“圖靈測試”，也稱為模仿游戲。

圖靈測試的操作很簡單：一位詢問者將自己的問題寫下來，發給處于另外一個房間中的一個人和一臺機器，然后根據他們給出的答案確定哪個是真人。

如果無法判斷或混淆了被考察的機器和人，則可認為被測試的機器具有某種程度的智慧。他為人工智能給出了一個完全可操作的定義：如果一臺機器輸出的內容和人類大腦別無二致，那么我們就沒有理由堅持認為這臺機器不是在“思考”。

圖靈測試

圖靈在論文中預測：“到20世紀末，這樣的說法以及一般的教育觀點都會有很大改觀，那時候再談及機器思考將不會受到抵觸和反對?！?/strong>

1951年，由于在可計算數方面所取得的成就，39歲的圖靈當選為英國皇家學會院士。他還開始研究理論生物學，并于1952年發表了一篇論文《形態發生的化學基礎》，用數學方法研究生物的形狀和模式形成過程。

█傳奇的終結

1952年初，圖靈的生活發生了悲劇性轉折。

圖靈在曼徹斯特的街上遇見了一個年輕人阿諾德·穆雷。穆雷正處于偷竊罪緩刑期，也沒有工作。圖靈和穆雷共進了午餐，并帶他回家。在接下來的一個月，他們還相會了幾次。

不久后，圖靈發現自己的住所遭竊，于是報警。警方在調查過程中發現，是穆雷與他的舊相識哈里共謀實施了盜竊。

在訊問過程中，哈里向警方揭發了圖靈和穆雷之間的同性戀關系。

圖靈被控以“明顯的猥褻和性顛倒行為”（同性戀）罪名。在審判后，他被給予了兩個選擇：坐牢或接受荷爾蒙療法（化學閹割）。

圖靈沒有辦法，只能選擇了后者，被迫接受了持續一年的合成雌激素注射。這種“治療”造成了圖靈的性功能障礙和乳房發育等副作用，使他的身心受到極大傷害。

1954年6月7日，圖靈被發現在家中的床上去世，床頭放著一個被咬了一口的泡過氰化物的蘋果。警方調查后認為是氰化物中毒，調查結論為自殺。這位天才科學家的生命永遠定格在了41歲。

對于圖靈的死，其實也存在一些爭議。他的母親堅持認為圖靈做實驗時，觸碰了氰化物，然后吃了蘋果。也有觀點認為，是蘇聯特工謀害了圖靈（當時確實有類似的案例）。當然，這些都沒有確鑿證據。

█平反與遺產

圖靈留下的科學遺產跨越多個領域。他為計算機科學提供了理論基礎，提出了人工智能的基本框架。他的密碼破譯工作，對二戰勝利起到了關鍵作用。

1966年，出于對圖靈所作貢獻的肯定，美國計算機協會（ACM）專門設立了“圖靈獎”，這一獎項被譽為“計算機界的諾貝爾獎”。

1999年，圖靈被《時代》雜志評選為20世紀100個最重要的人物之一。

2009年，英國計算機科學家約翰·康明發起了為圖靈平反的在線請愿，獲得了超過3萬人的簽名支持。為此，當時的英國首相戈登·布朗代表英國政府，就“圖靈所受的駭人聽聞的對待方式”作出正式道歉。

2013年12月24日，英國女王伊麗莎白二世向圖靈頒發了皇家赦免令。赦免令說：“圖靈對戰爭的卓越貢獻和在科學界留下的遺產應該被后人銘記和認可。”

圖靈的生平也被改編成多種藝術形式。2014年，本尼迪克特·康伯巴奇主演的電影《模仿游戲》上映，讓公眾對這個科學家有了更多的了解。

《模仿游戲》劇照

這部影片改編自數學家安德魯·霍奇斯撰寫的圖靈傳記《艾倫·圖靈傳：謎一樣的解謎者》，該傳記被譽為圖靈最權威的傳記作品。

2021年6月23日，也就是圖靈誕辰109周年這天，英國央行把他的頭像印在了50英鎊的鈔票上，并正式發行。

最近這幾年，AI人工智能浪潮來襲。圖靈作為人工智能的奠基人之一，也獲得越來越多的知名度。圖靈測試，也經常出現在媒體文章之中。圖靈所作出的卓越貢獻，仍在發揮巨大價值。

█最后的話

圖靈的一生，充滿了對知識的渴望，以及對未知的探索。

他不僅在數學、邏輯學領域取得了卓越成就，更為計算機科學和人工智能的發展奠定了基石。如果當年他沒有過早離世，相信會帶來更多的成就和貢獻。

最后，讓我們用《艾倫·圖靈傳》中的一段評價來結束今天的文章：

“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?！?/p>

參考文獻：

1、《人工智能簡史（第2版）》，人民郵電出版社，尼克；

2、《紀念計算機科學家之父傳奇的一生》，計蒜客；

3、《阿蘭·圖靈傳》，牛津大學出版社，安德魯·霍奇斯；

4、百度百科，維基百科。

來源：鮮棗課堂

編輯：可去奇點

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