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给你贴一个我学生写的作业,记另一个怪异的科学家
谜之言说者
——纪念百年精英艾伦•麦席森•图灵
他是一个天才数学家、逻辑学家。他是为二战胜利做出重要贡献的密码学家。他是计算机科学、人工智能之父。他是形态发生学的奠基人。他是一位世界级长跑运动员。他是同性恋。
他是解谜者。他是谜。
艾伦•麦席森•图灵。
(一)艾伦•图灵传[1]
当我合上这本图灵的传记,想写些什么记录梳理自己的万千思绪,却久久难以下笔。或许我担心拙劣的笔触难以触及图灵的真实形象之万一,或许想用语言来精确地表述自己的思维本身就是不可能做到的。一切竟这样符合图灵同时代的哲学家维特根斯坦所说,“对于不可言说之物,我们必须保持沉默”[2]。但我无法沉默。
对于大部分人来说,图灵并不像牛顿、爱因斯坦这样广为人知。即使计算机界的最高奖项以图灵的名字命名,一些受过良好高等教育的人们,也可能对这一名字闻所未闻。2005年世界物理年时,德国政府支持宣传阿尔伯特•爱因斯坦的“奇迹之年”;但在图灵诞辰100周年的2012年里,世界各地自发举办的活动却几乎没有得到官方的任何支持。他解读了世界上最难的密码,世界却从未真正解读出他。这样的事情总是令人感到叹惋和悲哀,不过图灵也许并不在意吧?他孑然一身,在数学、机器与心智的思维迷宫里前行,这条路荆棘丛生。他将这虚伪的世界,远远抛在身后。
想介绍一位科学家,介绍他的波澜壮阔的一生,总是免不了要老生常谈地提及他的诸多成就。有两项伟大的历史成就值得人们永久铭记。
(二)图灵机与图灵测试
人们常熟知的是他的图灵机。很多有关数学、逻辑、计算机、心智的书籍都会提到这一个小小的机器。常常,故事是从这样一个戏剧性的场面开始的。
被称为“数学界的无冕之王”的大卫•希尔伯特,在1900年国际数学家代表大会上提出了著名的“希尔伯特的23个问题”,立即成为了整个数学界集体奋斗的目标。其中位列第二的是:数学是完备的吗?数学是一致的吗?数学是可判定的吗?如果这三个问题都是肯定的,数学就将建立在完美而严谨的基石之上,成为亘古不变的真理。这是希尔伯特之梦,这是数学之梦。30年后,在希尔伯特被授予格尼斯堡荣誉市民称号的讲演中,又说出了这六个单词:
我们必须知道。我们必将知道。
Wir müssen wissen. Wir werden wissen. [3]
这是鼓舞一代数学家的几个单词。尽管第三次数学危机的游魂依旧久久徘徊在人们的心头,无数数学家却依旧坚信,数学大厦的地基是如此之坚实,任何数学真理,只要通过一代又一代数学家们的不断努力,都能用逻辑和推理将其整合到数学的大厦中。这是何等的壮言和气魄!
演讲前夕,哥德尔证明了著名的哥德尔不完备性定理:数学不可能既是完备的又是一致的。稍晚些时候,图灵提出了图灵机。
在这篇《论可计算数及其在判定问题中的应用》[4]的论文中,图灵构想了这样的机器,它由一个带有读写头的控制器和一根无限长的工作带组成。工作带上印有一个个的方格,方格里有一个符号或是空白。读写头可以根据当时状态和看到的方格内的符号,采取下述三种行动之一:左移一格,右移一格,或者修改当前的符号。[5]
就是这样一种十分简单但运算能力极强的装置,成为了现代计算机的理论模型。图灵证明,我们不能用一个算法来判定一台给定的图灵机是否会停机,所以停机问题是一个无法判定的数学问题。因此,图灵机给了希尔伯特之梦的最后一击。
图灵机的重要性无需多言。计算机能做的一切,图灵机都能完成,图灵机是计算机的上限。人类心智能做的一切,或许图灵机也能胜任。人类心智是一个图灵机吗?这是认知科学十分关注的问题[6]。至今,我们仍不知道。
在图灵机的基础上,他于1950年在哲学期刊《Mind》上发表论文《计算机器与智能》[7],提出了回答“机器能思考吗”这类问题最漂亮的测试方法——即图灵测试,从此开创了人工智能的先河。图灵测试是这样的:让一个人和一台机器作为两个受试者,与他们隔离的测试者向他们提各种问题,由两个受试者回答,如果测试者分辨不出两个受试者谁是人谁是机器,那么,即认定该机器能够思考。[5]
现今这种方法虽因其行为主义的倾向(把人和机器看作一个黑箱,只关心输入输出而回避了内部的可能本质不同[8])招致一部分人批评,引起了广泛争论,但它仍是目前对机器智能最好的判别方法。人工智能如火如荼地发展起来[9],认知科学诞生了,人们终于拥有了研究人的心智和智能绝好的手段和方法。
(三)人工之谜与自然之谜
在图灵传中,作者在图灵与他的谜机身上倾注了大量的心血。令人遗憾的是,囿于自身水平所限和对当时历史、密码学的不熟悉,我尽力去读,却并没有很好地理解这一部分的叙述。即便如此,我依然从字里行间中感受到图灵所作贡献之恢弘。我想尽力精炼概括书中所述巨之篇幅,却不尽人意。值得指出的是,真实记述的历史,远比下文来得惊心动魄。
二战爆发后不久,英国对德国宣战,图灵随即入伍,为英国战时情报中心政府编码密码学校工作,它坐落在布莱切利庄园,由英国间谍组织军情六处直接领导。
当时,德国人研制出了谜机(密码机)恩尼格玛[10],因其复杂之巨,波兰和英国的分析员很快都放弃抵抗,不战而屈,谜机笼罩下的战场是无法驱散的最为浓厚的黑暗,黎明之前的曙光似乎永远不会到来。图灵到来之后,迅速成为了布莱切利庄园的核心。他是全英国最天才的密码分析专家,带领200多位专家,研制出“炸弹”解码机,后又研制出效率更高、功能更强大的“巨人”解码机。源源不断的密码情报得以解读,英国在战场上节节败退的形式得到了彻底逆转,在这里,图灵终于扼住了世界命运的咽喉。
图灵和同事破译的情报,在盟军诺曼底登陆等诸多重大军事行动中发挥了重要作用,图灵因此在1946年获得不列颠帝国勋章。
人们津津乐道于图灵在图灵机和谜机上做出的贡献,而他所做的另一大贡献,却并不那么广为人知。人们知道图灵同时精通数学、物理、化学,却鲜有人知道他在数学生物学和形态发生学中同样做出了大量独创性、前瞻性的工作。
他在1952年发表论文《形态发生的化学基础》[11],这是一篇奠基之作。他主要的兴趣是存在于植物结构的斐波那契数。这篇论文应用了反应-扩散公式,现在已经成为图案形成范畴的核心。这是一种相当深奥而独特的数学方法,研究了决定生物的颜色或形态的化学物质(他称之为成形素)在形成平面形态(如奶牛体表的花斑)和立体形态(如放射形虫和叶序的分布方式)中的分布规律性。[12]
直到80年代的时候,生物学家们才开始逐渐探讨这一课题。
数十年之后,科学家们陆续研究出新的结果,却惊讶地发现,他们所做的工作,似乎不过仅仅是在证明图灵思想之超前。图灵的论文是这样的典范:即使是他漫不经心的评论,都是人类历史上最为璀璨的瑰宝。
(四)生活、爱与死亡
然而,将成就标签一一列举,如此构建出来的扁平单一的人物形象,是远远不能触及生动的立体的图灵的。要了解这个伟大的悲怆的灵魂,唯有从他的生活细节中细细寻觅。图灵的一生,非凡、传奇,而又如此悲剧。图灵跌宕起伏的一生,让我充满了敬意和怜悯。
少年时代的艾伦,总是显得沉默寡言,害羞、邋遢,鞋带拖拉着,衣服皱巴巴、领子常被墨水弄脏。他不讨老师和同学的喜欢,同学们嘲笑他,老师们常常挖苦他,并以此为乐。没有一个人能理解这个男孩。在与世界的交流中,他好像需要用一套笨重的程序,费力地把自己的想法翻译成人类语言。尽管他对科学和数学充满了兴趣,成绩却在班上倒数,试卷总是脏到可怕的地步。
然而,事情似乎开始有了转机。一个人的出现,深深地影响了艾伦一生的轨迹。艾伦与这个世界,开始发生联系了。那是艾伦的初恋。
故事是这样开始的:
1927年初,艾伦第一次见到克里斯朵夫·默卡。比艾伦大一岁却显得很瘦小的克里斯,虽然因病长期缺课,却总是门门成绩年级第一。他聪慧的头脑,他优异的成绩,他轻松获得的奖学金、荣誉和赞赏,他金色的头发和充满魅力的脸,无一不深深地吸引着艾伦。克里斯与艾伦一起分享对科学的热爱,他将艾伦内心的孤独打破了。
他们一起去图书馆,上课的时候坐到一起,在课堂不断地讨论着科学问题:艾伦谈论着相对论,告诉他爱因斯坦的运动定律的推导;克里斯跟艾伦说薛定谔的量子理论真有意思;艾伦展示着如何用反正切级数计算圆周率到36位(然后生气地发现最后一位算错了),克里斯跟艾伦讲他做过的碘的物理化学实验。克里斯给艾伦介绍了天文学,他们一起出去看星星。在他们不在一起的时候,克里斯给艾伦写信,告诉艾伦他看到的木星的环、仙女座星云,和他正在制作的光谱摄影仪。艾伦回信告诉克里斯,自己也看到了他看到的那颗彗星。艾伦每天早上四点起床,标示着平常天空中看不到的星星和那颗彗星从小马座直到海豚座的轨迹,做成星空仪,带给克里斯看。
对艾伦来说,在周围单调的黑白世界里,克里斯就像一抹鲜艳的色彩,在喷薄。艾伦终于试着改善自己的风格,学着与这个世界沟通,学会合群。他训练自己,因为他总想和克里斯做得一样好。他开始关心自己的成绩,因为克里斯的考试成绩“高得让人绝望”。
1929年底,克里斯赢得了剑桥三一学院奖学金,但艾伦没有,这对艾伦是个严重的打击。克里斯写信给艾伦,希望他也能来三一学院,因为那里的科学最好,也可以经常看到他。
一个夜晚,艾伦在黑暗中突然醒来。他起了床,从宿舍的窗户看出去,望着星空。月亮悄悄落下,艾伦心里想着要告诉克里斯,今晚的月亮格外美。艾伦并不知道,克里斯从小就得了牛结核病。现在克里斯又病了,就在这个夜晚,就在此时此刻。经过6天的痛苦折磨之后,他死了。
克里斯朵夫·默卡的死讯,彻底击垮了年仅18岁的艾伦·图灵。
亲爱的默卡夫人:
我想说,关于克里斯我有多么难过。……我想我再也找不到像他那样聪明而迷人、但又不自负的伙伴了。……虽然他已经不在了,但我知道,我要像他还活着一样,在我的工作中,保持那个劲头。……但这应该是他希望我做的。你懂的,这是人生最悲痛的事了。
真诚的
艾伦•图灵
1930年2月15日
如果你能寄一些克里斯的照片给我,我将感激不尽。他的照片可以作为榜样,提醒我努力,细心,整洁。我很想念他的脸,还有他在小路上对我笑的样子。还好,我保存了他写给我的所有的信。[1],P43
默卡死后一年,图灵获得了剑桥国王学院的奖学金,决定去完成亡友未竟的事业。由默卡的遗愿,因此决定了自己的未来。
1930年,克里斯朵夫·默卡病故。
1935年,图灵发明图灵机。
1940年,图灵破解德军谜机。
1945年,图灵设计出ACE(自动计算引擎)。
1950年,图灵提出形态发生学理论。
这些都是图灵最杰出的、最惊艳的作品,是克里斯朵夫带给他的不竭动力吗?
图灵常常相信克里斯在帮助他,也许是通过“比任何物理世界的物体更直接的直觉”。每年图灵返回旧地钟屋——他心爱的克里斯生前最常去的教区教堂——祭奠克里斯时,他总是时时地感觉到克里斯再以另一种形式活着,他的灵魂仍然在钟屋游荡着。
之后,艾伦·图灵有过几任男友。或许,他对他们的感情,再也不像对待克里斯那样纯粹而炽烈了:他初识克里斯的时候,就献出了半颗心,而后失去了一切。
完成《计算机器与智能》论文后没多久,他在一次散步时结识了十九岁的阿诺德•莫瑞:水泥匠的儿子、小偷小摸、无业游民。他们交往了。这个看似甜蜜的开头,却以悲剧为结局:有一天,图灵发现自己家中失窃了,他报了案,窃贼是莫瑞的朋友。于是经过简单的询问,图灵大大方方地向警方承认了和莫瑞之间的“不正当关系”——他一直都天真地认为自己的作为毫无任何“错误”之处。
在当时的英国,同性恋属于“严重猥亵罪”。他得不到法律保护,却被送上法庭受审。
他接受了审判(在法庭上他还在为莫瑞考虑!),被处以缓刑。在坐牢或者化学阉割之间,图灵选择了后者,因为这样至少能呆在家里继续做数学。注射的雌激素持续了整整一年,这让他胸部发育,变声,阳痿。
1954年6月7日夜里,他咬了一口蘸着氰化物的苹果,像白雪公主一样,死去了。
是自杀?他杀?还是出于一场意外?人们永远无法得知了。这成了千古之谜。不过图灵或许并不关心,他不关心世界对他死因众说纷纭的猜测和对他复杂的一生的评价。他的在天之灵会再次与克里斯朵夫•默卡相逢吗?这令人欣慰的重逢之时,他会高兴得像个孩子一样,直率而真挚地凝视着他的克里斯——用他那湛蓝而澄澈的眼睛——与克里斯分享他的图灵机、密码与斐波那契数列模式的冷杉球果吗?
在1954年夏天,图灵去世之后,社会对同性恋的恐慌好像一下子消失了。图灵生前的智慧,曾经给丘吉尔政府带来了转折,而他的死亡,似乎在冥冥中扭转了同性恋的禁忌局面。一切事情都在往好的方向发展。除了图灵之外,所有人都得救了。
2009年9月10日,英国首相戈登•布朗在一份超过3万人的签名请愿书下在《每日电讯报》撰文,代表英国政府向这位计算机科学奠基人、二战英雄、同性恋者艾伦•图灵道歉:“你没有得到更好的对待,我们深感抱歉。”
至2012年,有三万多人签名请愿,要求英国政府追授图灵死后赦免状,但被当局拒绝。英国上议院的麦克纳利勋爵解释说,死后赦免状是不合适的,因为图灵是根据当时的法律被定罪。
2012年12月,霍金、Paul Nurse、Martin Rees等11人致函英国首相卡梅伦,要求正式为图灵平反。
2013年12月24日,英国司法大臣宣布英国女王伊丽莎白二世赦免1952年因同性恋行为被定罪的艾伦•图灵。
这是艾伦•图灵的很美很短暂的一生。
图灵用自己的一生写下了一个巨大的谜,无人能解。他研究心智与思维,他用自己独特的语言言说着这一不可言说之谜。
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