艾伦・图灵：“人工智能之父”的谜样人生

□文/刘琳玉



艾伦・图灵：“人工智能之父”的谜样人生

□文/刘琳玉

一方面，他是备受争议的同性恋，死因蹊跷；另一方面，他又是人人仰慕的科学巨匠。他既是聪明绝顶的数学天才，也是著名的逻辑学家和密码学家；他“二战”时期帮助盟军破解了德国的著名密码系统，，24岁的他描绘出图灵机模型，并奠定了计算机理论基础；他提出了著名的图灵测试，发表了名为《机器能思考吗》的著名论文，并赢取了“人工智能之父”的美誉。他的一生比电影还要精彩。

1956 年夏天，一场在美国达特茅斯大学召开的会议上，以约翰・麦卡锡和明斯基为代表的一批人工智能学者聚集在一起，他们提议将“人工智能”确立为一门独立的学科。达特茅斯会议正式确立了人工智能（Artificial Intelligence）这一术语，这也因此被认为是人工智能诞生的标志。

在人工智能60 周年的今天，我们不能不想起“人工智能之父”——艾伦・图灵。让人感到颇为可惜的是，42岁就英年早逝的艾伦・图灵当年无缘看到会议的召开，因为他在此前两年已经蹊跷死亡了。

刘琳玉 特约撰稿人

为了纪念艾伦・图灵对计算机科学发展的巨大贡献，美国计算机协会（ACM）于1966年设立图灵奖。该奖项一年评比一次，以表彰在计算机领域中作出突出贡献的人。图灵奖被喻为“计算机界的诺贝尔奖”，这是历史对这位科学巨匠的最高赞誉。

2012年6月，33位图灵奖获得者共聚美国旧金山，来纪念艾伦・图灵100周年诞辰。他们一起回顾了图灵在计算机科学和人工智能等领域作出的杰出贡献，分享了过去几十年的科技发展，并畅谈了对未来的思考。

初露才华

出生于1912年的艾伦・图灵很小就在数学方面显示出了超人的才华。在同龄的孩子还满足于完成课堂作业，考试力争得A的时候，他已经开始在研读很多在普通人看来生涩难懂的科学理论。他表现出来的对数学非同凡响的理解力，让他的家人吃惊不已。

在图灵15岁那年，为了让母亲更好地理解爱因斯坦的相对论，他居然在通读爱因斯坦的一部著作后，写出了一份内容提要。超凡的数学能力，让图灵在中学时代就获得了国王爱德华六世设立的数学金盾奖章。

他的天赋不仅表现在数学方面，对自然科学以及其他科学领域，他也有着浓厚的兴趣。1930年和1931年，图灵连续两年获得他的同学莫科姆的父母设立的自然科学奖，其中一篇获奖论文的题目是“亚硫酸盐和卤化物在酸性溶液中的反应”。

1931年，图灵考入了英国剑桥大学中著名的国王学院，并因成绩优异而获得数学奖学金。4年后，他的第一篇数学论文发表在了知名的《伦敦数学会杂志》上。接着，他又写出了“论高斯误差函数”。这篇论文使他由一名大学生直接当选为国王学院的研究员，并于次年荣获英国著名的史密斯（Smith）数学奖，成为国王学院最声名显赫的毕业生之一。

美国求学

1936年9月，图灵应邀到美国普林斯顿大学高级研究院学习，并于两年后获得博士学位。

1937年，《伦敦数学会文集》第42期上的一篇论文引起了学术界的广泛关注。那篇论文就是图灵写的《论数字计算在决断难题中的应用》。这是一篇对图灵来说意义重大的论文，甚至可以称为成名之作。在论文的附录中，图灵描述了一种可以辅助进行数学研究的机器，后来被人们称为“图灵机”。同一年，图灵发表论文，在“丘奇论点”的基础上，扩展形成“丘奇-图灵论点”，对计算理论的严格化，对计算机科学的形成和发展都具有奠基性的意义。

在美国期间，图灵对群论做了诸多研究，其博士论文——“以序数为基础的逻辑系统”1939年正式发表，在数理逻辑研究中产生了深远的影响。

图1　“二战”期间德国军方部署的名为的“谜机（Enigma）”的密码设备

图2　“二战”时期，艾伦・图灵参与研制的巨型计算机，该计算机从1943年开始运行

二战功勋

1938年夏天，图灵回到英国剑桥大学国王学院任研究员，打算继续研究数理逻辑和计算理论，同时开始了计算机的研制工作。可惜的是，此时的欧洲已经被战争的阴云所笼罩，谁也无法置身事外。

虽然第二次世界大战让图灵不得不中断了他倾心的研究工作，但注定要走过不平凡一生的图灵，在“二战”时期的经历也堪称精彩。

1939年秋天，图灵应招来到英国外交部通信处工作，主要工作是破译德军的密码。由于破译工作的需要，他参与了世界上最早的电子计算机的研制工作，他的工作获得了极大的成就。1945年，他获得了英国政府的最高奖项——大英帝国荣誉勋章（O.B.E.勋章）。这一荣耀又成为图灵一生中又一个里程碑。

布莱切利庄园就是图灵当时工作的地方——政府编码和密码学校。它坐落在山谷中，安静而隐秘，但这里是没有硝烟的战场，是英国的情报中心，专门负责截获德军的军事通信信息，并破译出珍贵的军事情报。作为剑桥大学最年轻的数学家，图灵是第一批被征召到这里的专家之一。

当时，德国军方全面部署了一种名为“谜机（Enigma）”的密码设备。用这种设备发出的每一条信息中的每一个字符都是用不同的密钥进行加密的。德国方面一直对这种密码设备信心十足，因为他们认为，要想破译谜机几乎是不可能完成的任务。谁能想到，这样的难关居然被图灵和他的同事们给攻克了。

在谜机没有被破译之前，英国海运物资每个月被德军截获的损失高达70万吨。图灵破译了谜机之后，德军的很多行动计划对英军来说就成了透明的。尽管德军潜艇的行动量增加到原来的两倍，但是其截获的物资数量却减少到只有10万吨。这样的成绩，对英国这种岛国的重要性不言而喻。没有图灵，“二战”的局势也许真的会完全不同。

图灵的这一段经历，真实地展现在电影《模仿游戏（The Imitation Game）》中。该电影根据安德鲁・霍奇斯撰写的《艾伦・图灵传》改编而成。该片获得了2015年第87届奥斯卡金像奖最佳改编剧本奖，以及包括最佳影片、最佳导演、最佳男主角、最佳女配角在内的7项提名。

电影中，图灵是一个天才的数学家，同时也是密码破译团队的主力干将。他为人正派，羞怯内敛，不善社交。在公众场合，他一个笑话也讲不出来，但对于他感兴趣的事情，却有着不达目的誓不罢休的狠劲儿。

“图灵测试”

“二战”结束后，图灵也结束了他在英国外交部的工作，并重新恢复了他在战前就开始的计算机理论科学方面的研究。破译密码的工作，涉及大量繁琐的计算工作，那时候，计算机的雏形已经出现在他的头脑中，他想继续这个思路，研制出一台能完成人类计算指令的计算机。他的这一想法得到了英国当局的支持。

1945年，图灵成为泰丁顿（Teddington）国家物理研究所的研究人员，真正开始了他梦寐以求的“自动计算机（ACE）”的逻辑设计和研制工作。这一年，图灵写出一份长达50页的关于ACE的设计说明书。在图灵的设计思想指导下，1950年ACE样机终于试制成功。1958年，英国又推出了大型ACE机。

图灵在1949年成为曼彻斯特大学计算机实验室的副主任，负责最早的真正意义上的计算机——“曼彻斯特一号”的软件理论开发，因此成为世界上第一位把计算机实际用于数学研究的科学家。

1950年，图灵编写并出版了《曼彻斯特电子计算机程序员手册》（The programmers’handbook for the Manchester electronic computer）。这期间，他继续进行数理逻辑方面的理论研究，并提出了著名的“图灵测试”。

图灵测试是图灵提出的一种识别计算机是否具有人类智能的一种测试方法。测试时，被测试的人和计算机要分别在两间独立的房间中，主持测试的人提出问题后，计算机的回答要尽可能地像人做出的。如果测试的主持人无法分辨，哪个回答是人做出的，哪个回答是计算机做出的，则说明被测试的计算机具有了智能。图灵认为，如果一台计算机的思维，让人类无法辨别它是机器还是人，当然就可以认为，这台机器具有了人类智能。目前，图灵测试依然被人们不断使用。

图3　以艾伦・图灵经历为蓝本的电影《模仿游戏》获得2015年第87届奥斯卡金像奖最佳改编剧

人工智能之父

早在“二战”时期，图灵就开始思考，到底什么是“思考”，机器是否能够思考。

1950年10月，图灵发表了题为 《计算机和智能（Computing machinery and intelligence）》的论文，提出了人工智能的概念，引起了广泛的注意和深远的影响。1950年10月，图灵发表论文《机器能思考吗》。这一划时代的作品，使图灵赢得了“人工智能之父”的桂冠。

图灵曾经踌躇满志地表示：“我相信，50年之后，一定会出现这样的智能机器，它可以用自然语言与人类聊天，而且让人类在短时间内无法发现它是机器。机器能思考吗？这个问题，会自然地失去意义，根本不值得再讨论。”由于当时计算机技术的局限性，图灵的很多想法只能是想法，无法在计算机上得到验证。而这些超越时代的学术思想，必然遇到巨大的阻力。图灵的“人工智能”学说遭到了来自科学、工程、哲学、社会、宗教等各个方面的猛烈攻击，但历史证明了图灵预见的正确性。

1951年，由于在可计算数方面所取得的成就，图灵成为英国皇家学会会员，时年39岁。

1952年，图灵辞去剑桥大学国王学院研究员的职务，专心在曼彻斯特大学工作。除了日常工作和研究工作之外，他还指导一些博士研究生。此外，他还担任了制造曼彻斯特自动数字计算机的一家公司——弗兰蒂公司的顾问。

1952年，图灵编写了一个国际象棋程序。可是，当时没有一台计算机有足够的运算能力去执行这个程序，他就模仿计算机，每走一步要用半小时。他与一位同事下了一盘棋，结果程序输了。后来美国新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室的研究人员根据图灵的理论，在MANIAC上设计出世界上第一个电脑程序的象棋。

图4　1946年艾伦・图灵参加马拉松比赛的情形

死亡之谜

作为英国当年最顶级的科学家，图灵不仅相貌英俊，而且身体健壮，尤其擅长跑步。如果当年不是因为受伤，他可能会进入英国奥运代表队参加1948年的伦敦奥运会。他的马拉松最好成绩是2小时46分3秒，比1948年奥林匹克运动会金牌成绩慢11分钟。1948年的一次长跑比赛中，图灵还跑赢了同年奥运会银牌得主汤姆・理查兹（Tom Richards）。

谁能想到，这样一个俊朗、阳光的青年才俊，却有着为当时社会所不容的性取向。没错，艾伦・图灵是个同性恋。

1952年12月，图灵在大街上结识了19岁的无业游民，并把他领回了家。可仅仅过了一个多月，图灵就发现家中失窃了。失望的他选择了报警。警察在调查过程中发现了他和男伴同居的事实。图灵被逮捕了，并被判有罪。当时他只有两个选择，或者入狱服刑两年，或者接受治疗，定期注射雌性荷尔蒙，也就是所谓的“化学阉割”。图灵平静地选择了后者。

治疗期满后，英国曼彻斯特大学和图灵续签了5年合约，图灵又回到象牙塔中继续他的研究工作。

可是仅仅半年后，悲剧发生了。1954年6 月8日早晨，图灵的女仆发现他死在床上，口吐白沫，床头的小桌上放着一个咬过几口的苹果，房间里还有一个装满了氰化钾的果酱罐子。法医检验的结论是，图灵死于氰化物中毒。

到底是自杀还是他杀，历史上一直众说纷纭，没有定论。

图灵的一生如璀璨的焰火，既辉煌耀眼、光芒万丈，又扑朔迷离、亦真亦幻。但无论怎样解读他的人生，艾伦・图灵对计算机科学和人工智能的卓越贡献，都将永远铭记在历史的功劳簿上。