艾伦·图灵小传:每一位天才,都有属于其自己的告别方式
Part 01:图灵的童年:无尽的孤独
Part 02:对数学的痴迷
Part 03:图灵的初恋,尽管是男男
Part 04:数学:一门最讲究平等的学科
Part 05:数学的不完备性是可能的吗?
Part 06:图灵机的概念与可计算数
Part 07:谜机的出现,让英国倍感压力
Part 08:图灵与维特根斯坦对数学的分歧
Part 09:二战中的图灵
Part 10:图灵差点结婚了
Part 11:二战后的图灵
Part 12:我们有必要知道大脑是如何进行思考的吗?
Part 13:图灵测试
Part 14:天才的陨落
Part 15:后记
Part 01
图灵的童年:无尽的孤独
图灵是上世纪一位非常传奇的人,全名叫艾伦·麦席森·图灵,是计算机之父,被称为大英帝国之子,于1912年6月23日出生于一个半贵族般资产阶级的家庭。
图灵家族可以追溯到14世纪,发源于北苏格兰阿伯丁郡地区,17世纪,图灵家族从苏格兰来到了英格兰,不过一直没有遇到好运。到了18世纪,图灵家族没落了。
到了1911年,图灵家族只剩下了三个很小的分支,一位84岁的英国驻鹿特丹领事继承了绝味,带领兄弟子孙在荷兰形成了一个分支。还有一位约翰·罗伯特·图灵带着他的后代形成了另一个小分支,这也就是艾伦·图灵的祖先。
图灵是家中的第二个儿子,刚出生没多久,他的父亲朱利叶斯就返回了印度工作,到了1913年,图灵的母亲艾赛尔也来到了印度寻找丈夫。朱利叶斯考虑到印度炎热的气候,因此将两个儿子留在了英国。所以,艾伦从来没有跟这位亲切的印度官员一起生活过,这种童年经历可能塑造了图灵日后的内向与沉默。
朱利叶斯将两个儿子寄养在一对军人夫妇的家中,沃德上校和沃德夫人。沃德夫人在给图灵夫人写信的时候,抱怨说约翰就是一个书呆子。
1914年,一战爆发,不过这似乎对图灵一家没什么影响。小时候,图灵想当一名医生,这让他的父母都很高兴,因为医生一直以来都是一个体面的职业,于是在1918年夏天,图灵夫妇将小图灵送到圣迈克尔私立学校读书。
图灵小的时候,他的父母总是不在身边,虽然也会回来看望一下自己的两个孩子,但也都很快又走了。1921年,当图灵的父母再回来时,发现图灵变了,从以前活泼开朗的性格变成了一个不爱交际的孩子。另外,圣迈克尔私立学校的女校长泰勒突然提出不要图灵了,说他确实有天分,但是学校也有学校的制度,等到1922年,图灵才有了新的去处,和哥哥一样,来到了海兹赫斯特。
图灵在学校的时候就表现出了对数学以及几何学的兴趣,一次期末活动中,大家评论道:图灵为什么喜欢冰球场,因为那里的边线是一道几何题。
1922年末,不知道是谁送给了图灵一本书,叫《儿童必读的自然奇迹》。他后来告诉母亲,这本书让他大开眼界,让他知道了世界上还存在一种知识,叫科学。这本书,不仅让图灵认识到什么是生命,而且也改变了他的生命之路。如果说,有一样东西,曾经改变过图灵,那无疑就是这本来自美国人的书。
毋宁说,少儿时期受到的震撼,可以影响一个人的一辈子,甚至形成他长期的价值观。
回过头来看图灵以后的发展,这本书中有一段话,不得不说是影响了图灵:
你知不知道,为什么在你想去游泳的时候,大人却非要让你去上学,在板凳上坐5个小时,学那些讨厌的课程?这是因为,只有这样,才能让你的大脑开始形成思维区……这必须趁大脑还在发育时就开始,通过长时间的学习,慢慢形成以后你都要使用的思维区。当我们长大后,我们的大脑就不能再形成新的思维区了……
身体显然就是一个机器,它非常复杂,比人工制造的机器要复杂许多,但它毕竟还是机器。以前我们不知道它是怎么工作的,以为它就像蒸汽发动机。现在我们已经知道了,它确实是个气体发动机,就像摩托车、摩托船或飞机的发动机一样。
少年时期的图灵,对大自然以及科学充满了兴趣,他甚至还搞一些在旁人看来是“很没用”的发明,以及自己在瓶瓶罐罐里搞一些化学药水。
Part 02
对数学的痴迷
1926年,14岁的图灵考入伦敦有名的谢伯恩公学去学习,他的母亲担心自己的儿子会是一个高智商、低情商的孩子,从而无法适应公学生活。不久之后,母亲的担忧成了现实,据当时一位同学说:
不止一个老师喜欢挖苦艾伦,并以此为乐。因为艾伦的领子经常被墨水弄脏,所以老师有时会说:“图灵,把墨水抹到衣领上呀!”然后全班就哄堂大笑。这是个微不足道的小事,但却一直记在我心里,这是一个典型的例子,体现了对于一个敏感而无辜的男孩来说,公学是一个怎样的地狱。
不过,在中学上学的时候,图灵就展现出了他的数学天赋,1927年夏天,图灵给他的数学老师兰多夫看了一些他的成果,他独立给出了反正切函数的无穷级数。可想而知,兰多夫大吃一惊,并告诉其他老师,说图灵真是一个天才。
不过,随着图灵的成长,新的烦恼也出现了。相信各位男人都能体会到,到了一定年龄后,男孩子们总是聚集在一起,说些脏话。图灵的人格非常独立,但脏话却成了他的一个大难题。对于多数男生来讲,脏话只是一种玩笑,亦或是缓解学校的无聊罢了,但对图灵来讲,这些脏话似乎触及了生命的本质。
Part 03
图灵的初恋,尽管是男男
1927年初,图灵第一次遇见了一个叫克里斯朵夫·默卡的男孩,比图灵大一岁。图灵似乎被这个帅气的小男孩吸引了。俩人后来成了朋友,经常在一起谈论数学和《相对论》。图灵内心的孤独,终于被打破了。
默卡出身于一个富有且显赫的科学和文艺家庭,他的母亲是约瑟夫·斯万爵士的女儿。约瑟夫·斯万爵士虽然出身于一个普通家庭,但在1879年的时候,独立于爱迪生发明了电灯。
图灵似乎是爱上了默卡,他期望见到他,期望他的陪伴,他在后来写道:“有些时候,我尤其深刻地感觉到他的魅力。我总是在想,会有一个夜晚,他在实验室外面等我,我到了之后,他用他的大手拉着我,出去一起看星星。”
▲ 图灵与默卡,电影《模仿游戏》
然而,到了1930年2月13日中午,默卡在经过两场手术外加六天的痛苦折磨后,去世了。起因是因为默卡小时候喝了病牛的奶,得了牛结核病。图灵的初恋就这样以一种永恒的方式而终止了。毋宁说,默卡填补了图灵内心的那片空白,俩人也志同道合,一起讨论星星,一起讨论科学,互相鼓励,互相前行。
就像大部分的校园恋情一样,图灵的初恋虽然也伴随着苦涩,但其过程也有如蜜一样甜。
还记得,那一晚,你指着天上的星星,告诉我,那是人类目前所能看到的最远边界,我偷偷地望着你,内心多么希望,我和你,也能永远像天上的双子星一样,相互旋转,直到宇宙的尽头……
你告诉过我,相对论颠覆了我们对宇宙的理解与认识,我多么想,让时间在这一刻停下来,好让我抚摸你俊俏的脸庞,轻轻亲吻你的额头,向你保证,不管在什么时候,什么地方,只要你开口,我一定会以光速飞奔到你眼前,带你一起去解开,缠绕在我们心头,迟迟不愿落下的黎曼猜想。
想起,和你一起走进又走出的化学实验室,我偷偷地,制作了一瓶氰化钾,我想,如果哪一天你弃我而去,我一定会将它涂在曾经被你吻过的嘴唇。这样,我就可以一直拥有你,从过去到未来,一起奔向那永恒的终结。
爱是孤独,爱是遇见,爱是我第一次遇见你时,你脸上的正切函数。
在旁人看来,图灵与默卡就像是一对形影不离的好朋友,但图灵对默卡是将半颗心就交出去了。因此默卡的去世对图灵造成了很大的打击,甚至他的悲痛程度,让默卡一家都有些惊讶。
Part 04
数学:一门最讲究平等的学科
1931年,图灵考入了剑桥大学国王学院,这里处于科学世界的中心,像哈代和爱丁顿这样的大师比比皆是。在这一年,除了图灵之外,还有85位学生准备攻读数学学位。
30年前,卓越的数学家大卫·希尔伯特说:数学没有种族国界……对于数学家来说,整个文明世界都是同一个国家。这是他在1928年国际数学家大会上,代表德国数学家演讲时说的,他这么说是有原因的,因为德国曾在1924年被该会议拒之门外。
▲ 希尔伯特
在所有学科当中,数学都可以算是一门对所有人都一视同仁的学科。在这里,无论贵贱,只要你有天赋,肯努力,就能获得不一样的成就。数学是一个纯逻辑的学科,不需要社会经验,也不需要购买实验仪器,一个人在孤岛上就能创作。在这里,地位和贫富变得毫无意义,伟大的高斯和牛顿,都是出身于农场。
图灵喜欢这种不以任何人的意志为转移的科学,在数学的世界中,没有谁可以居高临下,让一加一等于三,另一位伟大的数学家哈代从另一个角度阐释了这种特点:
317是一个素数,不是因为我们觉得如此,也不是因为我们希望如此,而是它本来就是如此,数学的事实就是如此。
在剑桥,图灵是一个孤独的人,但并不是与世隔绝,他加入了学校的划船俱乐部。另外,他又恋爱了,这次是和一个叫肯尼斯·哈里森的家伙,他是另一位与图灵同级的国王学院奖学金获得者。
一战快结束的时候,俄国爆发了革命,建立了世界上第一个无产阶级苏维埃政权,自从它诞生的那一刻起,英国就不断鼓吹,布尔什维克的苏联是恶魔国家。但是到了1933年,似乎每一个人都看到了,西方资本主义的某些东西也好不到哪去,因为经济萧条来了。
图灵对政治不感兴趣,虽然他也曾站在反战的一边,但这完全是因为他对权威的反抗。在英国对岸,希特勒在大张旗鼓垄断权力的时候,他虽然对反法西斯主义者很友好,但自己却毫无兴趣。
Part 05
数学的完备性是可能的吗?
1928年,一场数学大会上,希尔伯特提出了他的问题,第一,数学是完备的吗?是不是每个命题(比如“任意自然数都是四个平方数的和”)都能证明或证伪。第二,数学是相容的吗?也就是说,用符合逻辑的步骤和顺序,永远不会推出矛盾的命题,比如2+2=5。第三,数学是可判定的吗?他的意思是,是否存在一个机械式的方法,可以应用于任何命题,然后自动给出该命题的真假。
希尔伯特的观点是,每个回答都将会是“是”,然而,这个美好的愿望被另一名年轻的捷克数学家哥德尔给敲碎了。哥德尔能够证明,算术一定是不完美的,这也就是说,存在既不能证明,也不能证伪的命题。
▲ 哥德尔
希尔伯特:在数学界,任何命题都肯定能被证明或证伪,现在做不到,是因为没有出现那样的人,假以时日,肯定会有人完善数学命题。理论上,在全知全能的上帝眼里,任何数学命题都能分出对错。
哥德尔:数学是不完备的,存在一些命题,是既不能证伪也不能证实的,这不是技术问题,而是理论上就是如此,就连全知全能的上帝也对一些命题束手无措,分不清对错。
举个例子吧,比如一个人说“我这句话是在说谎”。
哥德尔说,这句话是不可证明的,也不可证伪的,因为它会导致自相矛盾。
不过,需要注意的是,因为这些特殊命题无法证伪,所以从某种意义上来说,它永远都是真的。但如果要说它是“真”的,就需要一个外部观察者,从这个系统之外来看它。你不能在这个公理系统内部来表明这一结论。
再者,这个论点假设了算术是相容的,实际上,如果算术不相容,那么每个命题都可以被证明。严格来讲,哥德尔表明,一个形式算术系统,要么是不完备的,要么是不相容的。
20世纪是人类世界观改变最彻底的一次,以前,人们认为这个世界就算是神奇的,也是我们人类理性假以时日可以掌控的,未来的知识,我们不是不知道,只是现在不知道,以后我们肯定能知道。这种乐观主义充斥着19世纪,尤其是一个又一个新发现和新发明更是鼓舞了人类的信心。
然而,到了20世纪初,人类的这种乐观被打碎了,物理学上,迎来了相对论和量子力学,而量子力学的真随机让我们在情感上难以接受;在数学上,哥德尔的不完备定理更是将我们传统的信心碎得七零八落;在信仰上,上帝已经死了,因此我们只能靠自己,故而有了存在主义。
我们似乎对这个世界,一无所知。
然而,面对如此状况,我们也不要绝望,也不该绝望,我们可以按照我们目前所已知的,一步一步往前拱。
图灵现在脑子里面所想的,是如何用一种机械式的手段来代替人们进行计算。
Part 06
图灵机的概念与可计算数
1935年,22岁的图灵写出了《论可计算数及其在判定问题上的应用》,简称《可计算数》的论文,它从数学上定义了著名的图灵机。不过很长的一段时间里,图灵机只是一个概念,真正出现在人类世界中,是1950年代的事了。
1936年,“computer”这个词还只是一个含义,一个做计算的人。图灵在一篇文章中指出,人类的记忆能力必定是有限的,甚至还讨论了一点人类大脑的本质。他假设思维状态是可数的,以此做为论证的基础,这是一个非常大胆的想法。应该尤其要注意一点,因为根据量子力学,物质的状态确实可以无限地相叠。
图灵论点的核心非常明确,人类计算者的每种思维状态,都可以用相应的机器状态代替。
从1935年的春天,到1936年4月中旬,图灵一门心思在研究这个“可计算数”。虽然哥德尔的不完备定理结束了天真的唯物主义幻想,但也为图灵打开了另一扇大门。他决定通往一个新方向,在这个模型中,可以用最基本的砖块:状态、位置、读出、写入来搭建最复杂的过程。
图灵证明了,不存在一种超自然的机器,能够解决所有的数学问题,但在此过程中,他似乎是发现了一些超自然的东西。通用机器能做任何机器所做的工作,而且他论证了任何人类计算者的工作,都可以由机器做到。因此,如果有一种机器,能够读取各种其他机器的描述,放入自己的纸带中,就能执行等价的人类心理活动。一个机器,一个代替人类计算者的机器!一个电子的大脑!
Part 07
谜机的出现,让英国备感压力
1937年,法西斯主义在欧洲愈演愈烈,与日本和意大利不同的是,德国的陆军、海军,也许还有海军,还有一些其他组织比如纳粹党卫军,使用了一种完全不同的通信系统——谜机。这种机器在20年代就已经推进市场了,德国人通过不断的修改,使它更加安全。(谜机还有一个更通用的名字,恩格玛机)
关于这个谜机,说来也挺有意思,它是一种机械电子式的加密机,算是密码学上的一个突破,自它之后,曾经靠纸笔运算的破解手段就逐渐没用了。谜机预示着机械和电子加密时代的到来,因此很多人将其称为第四代加密法。关于谜机的一些技术细节,这里就不展开了,只要知道一点,解锁一个密码很多时候靠的就是海量试错和暴力突破,但在谜机这里,这种可能性是越来越低,因为海量的运算不是千倍万倍的试错,而是指数级别的试错。
第一台谜机是在一战结束后不久,由一个叫雪毕伍斯的人发明的。这种加密法几乎是很难破解的,如果还是按照以前那种人工算法,就算是一个人一辈子的时间都不可能完成。因此,要破译谜机,解铃还须系铃人,破译者也需要借助机械和电子。
雪毕伍斯的第一代谜机并没有引起德国军方的重视,主要也是因为德国的迷之自信。之前讲一战的时候,实际上德国的无线通信早就被英国截获并破译了,但英国对此一直都没有公布,1918年的德国还天真的以为,自己的密码学是欧洲先进的,因此也就没有重视。
1923年,英国也是自己吃饱了饭撑着没事干,报纸上突然刊登了两则消息,其中一条是丘吉尔写的,他讲了1914年英国和俄国是怎么搞定德军密码的传奇故事,另一条是英国军方解密的关于一战的历史数据,其中自吹自擂了一番自己的密码学优势。
说者无意,听者有心,可能也是英国猜想德国早就知道自己情报的泄露了,但实际上在此前,德国一直都不知道。当德国看到这两条消息时,吓了一跳,而后才找到了雪毕伍斯,开始大量订购谜机。
德国这边的紧急更新加密系统,英国就只能眼睁睁着看着自己在密码学上的优势逐渐丧失。1938年,对于英国人来说,德国的谜机就成了一个难题,他们认为这个问题是无法解决的。按照计划,英国需要雇佣60名密码专家,图灵也正因为此加入了这个队伍。
也许早在1936年起,图灵就已经和政府有了联系,不过也有可能是有人推荐了他,不管怎样,图灵现在被政府雇佣了。按照图灵这几年的经历来看,为政府工作算是兼职。
Part 08
图灵与维特根斯坦对数学的分歧
1939年春天,图灵第一次在剑桥开课,与此同时,他还参加了维特根斯坦的数学基础课。虽然这俩人对数学逻辑有着同样的热忱,但方向是不一样的。图灵的课,是一场数学逻辑的游戏,由最初的公理,推导出整洁而严密的定理,按照精密的规则系统,发展出数学体系,并发现这个过程中的局限性。而维特根斯坦讲的是数学哲学,他的问题是,数学到底是个什么东西。
维特根斯坦关心的问题,是数学与日常语言的关系,他俩进入了一场关于整个数理逻辑体系的争论。维特根斯坦认为,创造一个严密的、确定的逻辑系统,对于追求真理而言,并没有半毛钱作用。
对于数学内部的矛盾,维特根斯坦并不较真,这可能与他的哲学体系也有关系,因为他认为,能够言说的世界,那就言说出来,如果不能言说,那就闭嘴。而图灵是一个极为较真的人,他不能对数学内部的矛盾视而不见。就比如,“我在说谎”,这个命题在逻辑上就是矛盾的,如果这命题是真的,那么我们得出的结论就是我在说谎,这句话又不是真的了;如果这个命题是假的,那么也就是说我不在说谎,那么这个命题又是真的了。
维特根斯坦的意思大概就是,绕来绕去干嘛呢?不累吗?有什么用呢?这只不过是一个文字游戏罢了。打王者不香吗?撩妹不香吗?整天搞这种无聊的问题,你们是不是觉得生活过得太好了啊!
图灵却一脸认真的说:“如果我们把一个矛盾的原理用于实践,可能会出问题。”
这可能是每一位数学家的执念,或者说要维护的美好,努力使它相容与自洽。对了,严格意义上来说,维特根斯坦并不是一个数学家,而是一个哲学家。
Part 09
二战中的图灵
面对德国纳粹的野心,在一旁的波兰诚惶诚恐。1938年,波兰情报局表示,他们掌握了一些关于谜机的信息,他们搞清了谜机内部结构,将破译的结果分享给了盟友英国和法国。不过不久之后,波兰就沦陷了。
1939年9月1日,德国与苏联入侵波兰,第二次世界大战爆发,英国也在随后向德国宣战,战争的齿轮一旦开启,就难以停下……
为了对付德国的谜机,图灵想出了一种新的破译机器,炸弹机。1940年初,图灵在新兴炸弹机的设计中体现了一种通过机器,“自动化”的破译方法。关于炸弹机和谜机的具体工作内容,这里就不多说了,太繁琐。大家只要理解成,这是一场密码学上的攻击与防御的战争。
炸弹机是自动化的,在一旁嘟嘟嘟自己运转,破译德军的密码,可有的时候,它会停下来,停下来就代表它破译成功了吗?并不是,因为这只是炸弹机出现了相容的状态,但这并不一定就是找到了正确的答案。这样的停止,有的时候会有意外发生。通过概率论,可以计算这种意外停止的概率。每当它停止,都必须由人工在谜机中检查,看它是否可以正确地将其他的密码也解成德文,以此类推,直到找到真正的答案。
后来,随着战争扩展到了海上,图灵便为海军服务去了,他并不是很了解他的整个工作环境,他只熟悉4号营房的紧急气氛。他为海军工作,而海军只是很勉强地把他们的密码人员派到政密学校。保守的海军希望自己拥有自主权,作为世界上最大舰队的拥有者,海军认为自己有能力控制战争。但它实际上失败了,英国海军没有学会这一点:海军不仅要依赖力量,还要依赖信息,因为枪炮和鱼雷必须在正确的时间打到正确的地方,否则打了就是白打,就是在搞军事演习。海军的情报组织,在新生代的任何人看来,都是维多利亚时代的落后产物。
对于密码通信,有的人可能会凭着经验说出个一二三,但现在的目标是机械化大生产,必须把模糊的直觉变成精确的机械过程。这其中需要的许多理论工具,在18世纪就已经构建好了,但对于政密学校来说,这些还是很新鲜的。英国数学家托马斯·贝叶斯已经将反概率形式化了,反概率这个术语是说,对于一个结果的原因的概率,而不是对于一个原因的结果的概率。(参见贝叶斯定理)
随着图灵等人工作的进展,英国可以捕获并解读德军的信息,虽然是延后了几天,但这也比没有的好。1941年5月7日,慕尼黑号被英军发现缴获了,它泄露了谜机的设定,使图灵能够实时地破译6月的通信。终于,他们可以毫无滞后地掌握德军的当日战术了。
1941年6月初,借助信息优势,英国海军抢在俾斯麦号之前就扫清了先行进入大西洋的运输船,除掉了八艘中的七艘。这看起来是个好消息对不对,实际上仔细一想,这对于英国来讲反而是糟糕的,为啥呢?难道敌人在我面前是透明的不好吗?是透明的不就可以提前做准备和攻击了吗?
你当德国人是傻子吗?就好比,你每天下班回到家中,都会接到一个电话,电话里面将你一天的行程仔仔细细告诉了你,请问你会无动于衷吗?你脑海中的第一想法肯定是,被跟踪了嘛,被监视了嘛!
如果德军一旦对自己的谜机被破译起疑,那么肯定会更改密码,如此,图灵等人之前的工作就又得重新来一遍。
事实上,这次行动确实出卖了图灵的成功,德国当局立即意识到,运输船的方位必定以某种方式被敌方截获了,并展开了调查。然而,他们的专家却排除了谜机被破解的可能性,反而归因于在德国身负盛名的英国情报局。
Part 10
图灵差点结婚了
在此期间,图灵与一个叫琼·克拉克的女人走上了谈婚论嫁的道路,他们一起去了几次剧院,并一起度了几天假,图灵提出结婚,琼欣然同意。不过,几天之后,图灵还是告诉了琼,他们不能结婚,因为他是同性恋。
▲ 电影《模仿游戏》中的克拉克
事情还没有结束,琼并没有被这恐怖的词语所吓到,婚姻仍然继续,图灵送了她一枚戒指。琼也是一个密码人员,做着这样的工作,让她有的时候看起来像个男性,这可能也是最初吸引图灵的一点吧。而且图灵他们的工作很特殊,除了一些工作上的事情外,很少与同事有过多的接触,这也是为了防止他们产生过多的交情,毕竟,为军方工作的密码学者,也都知道自己的特殊性。
这倒也符合图灵的性格,他也不喜欢和别人进行过多的交流。图灵是一个很怪异的人,以前在学校的时候,就有一个绰号叫作“数学狂”,而且他还有从南安普顿骑车到校的事迹。正如在学校一样,他的种种怪癖故事,也在布莱切利的圈子里流传。(布莱切利园是二战中英国的情报部门)
7月初,图灵花粉过敏,持续的工作使他头晕目眩,因此他就戴着一个防毒面具来上班,他不在乎看起来像什么。他的单车也很独特,需要进行一个周期性的计数,每当转到一定的圈数,一个弯曲的轮辐就会碰到一个特定的链节,以防止掉链子。图灵很喜欢解决机械故障,这使他节省了等待修理的一周时间,而且还意味着别人谁也无法骑它。他为了防止茶杯丢失,就用一个链子把它锁在8号营房的暖气管上,众人嘲之。
图灵极少关心外表,特别是他自己的,他看起来总是刚起床的样子。他不喜欢用剃刀刮胡子,而是用一个老旧的电动修面器,也许是他怕万一剃刀刮出血来会使他晕厥。尽管他不吸烟,但他的牙齿非常黄。最吸引人们注意的是他的手,他的指甲上面有奇怪的纹路。他从来都不清洗或修剪指甲,即使是在战前也没有,他总是习惯用牙齿来啃,把它们啃得更加糟糕。
图灵和琼的关系并没有维持太久,俩人相处不到半年就分手了,他们双方都很沮丧,但琼能够理解图灵。。
Part 11
二战后的图灵
随着日子一天天过去,战争对于盟军来说越来越有利,至少在德国一开始横扫欧洲的时候,那种绝望已经消退了很多。1942年,隆美尔在埃及的进攻受挫,密码破译工作起到了很大的帮助。英国靠着破译出来的信息,能够找到更重要的目标去破坏,隆美尔在这样的攻击下,失去了四分之一的供给。
在世界的另一边,日本在中途岛也受到了严重的打击。
11月,图灵来到了美国,他曾经在1936年9月来过美国,并与丘奇一起工作。前一次的美国之行,他对群论作了一些研究,并撰写了博士论文。
回到英国后,图灵继续工作,并结实了一位科学家兼哲学家型的工程师,这个人叫克劳德·香农。他们二人算是棋逢对手的人,有很多相似的地方。
▲ 图灵【左】 香农【右】
自从进入文明时代,人类就开始思考关于机器的问题,但是直到《可计算数》的提出,机器才有了严格的数学定义。人们在通信方面,也进行了很多思考,这个领域也需要现代化的思想,而正是克劳德·香农对此给出了精确的概念定义。1940年,香农完成了他的第一份在该领域的论文,并且在1943年,他的基本思想在贝尔实验室开始得到应用。对于X系统的设计,有一部分问题,现在正需要由他来解答。
图灵与香农的工作并不是平行的,但也有交叉。图灵给香农看了《可计算数》,香农读过之后,留下了非常深刻的印象,他们的观点基本一致,即大脑并非神圣不可侵犯,如果一台机器具有与大脑一样的工作原理,那么这台机器就同样具有思维。
1943年2月2日,德军在斯大林格勒的失败标志着浪潮的逆转。不久之后,数学界大咖希尔伯特去世,3月4日,图灵完成了他的论文《关于基于时间片段扰乱技术的语音加密系统》。
在这之后,图灵已经不直接参与密码分析工作了,但他目前仍旧留在布莱切利。他开始研究象棋机器,早在1941年的时候,他就已经在构思这个机器了。唯物主义认为,大脑的机制中不存在灵魂这种玩意儿,而图灵是一个无神论者,与战前相比,他对那些反上帝和反教会的玩笑更加不在乎了。
大约在1943年4月,在纽曼和两位助手工作的F营房,邮政工程师们组装了第一台电子计数器。这台机器和它的后续型号,被称为罗宾逊机。它们依靠一些早期的论文,解决了一些工程上的难题,但是这些罗宾逊机依然存在很多瑕疵,比如容易着火等。
但是,虽然一开始遇到了很多麻烦,但计算机已经逐渐从人类的头脑中成为了现实。图灵知道所有的这些发展,但他拒绝直接参与。
1945年5月8日,欧洲胜利日,德国投降了。战后,图灵希望继续回到国王学院去做研究员,继续拿着每年300英镑的工资。图灵作为功臣并没有受到额外的奖赏,因为他工作的特殊性,是密码学家,保密法设计国家安全,不能正大光明地表彰他们的工作。好在,图灵对此也不在乎。
二战结束后,布莱切利园就彻底解散了。根据保密法的限制,二战中的密码学资料在1970年代公布,第一本专门写布莱切利园的书在1974年出版,而当时,很多当年参战的密码学家已经去世了。
图灵甚至不知道自己的破解对战争究竟起到了什么具体的作用,不过,他似乎对这一切也不care。
Part 12
我们有必要知道大脑是如何进行思考的吗?
图灵最想做的,还是将多年前构想的图灵机制造出来,他对大脑这个词的理解,与十年前对思维状态的理解是相容的。图灵机的状态,也可以看作是思维的状态。这也就是说,图灵机模型是不依赖于物理实体的。实际上,拉普拉斯妖式的物理决定论,在现实中是无法实现的,因此这可能会阻碍图灵机的实现。但这种理由,对图灵机是不成立的,为啥呢?因为图灵机的模型中,一切都可以用有限的符号集来描述,而且以离散的状态来精确地运行。
在图灵的想法中,物理和化学的唯一用处,就是作为离散状态和输入输出的表现载体,真正重要的是这些状态的逻辑模式!就好比,无论大脑要做什么,都是因为它的逻辑结构,而不是因为它长在人的头里,也不是因为它是由细胞组成的有弹性的组织。
不管大脑是如何进行思维的,图灵需要知道的,只是用一种机械化的方式来描述大脑如何存储文字、图片和技能,以及感官信号输入与肌肉信号输出之间的关系。
说白了,所谓的图灵机,就是一种数学模型,计算的本质是一种机械运动,但它需要信息控制。这个观点得益于图灵的精神导师冯·诺依曼。(需要注意的是,当时可谓是群星璀璨的时代,图灵的成功,离不开他与朋友的交流和帮助,比如哈代,希尔伯特,冯·诺依曼,香农,纽曼和亚历山大)
同时代的其他人,都在尽可能地将计算机模拟成人脑,甚至去了解人脑究竟是如何进行思考的。就好比,一道数学题,我们人类拿到手,就去思考,这道题什么意思呀?是考察我哪方面的知识点呀?它里面讲的都是什么呀?
如果我们在设计计算机的时候,沿用这种思路,那么很可能,到现在都不会出现计算机。为啥?因为这在当时来讲,就是一条死胡同。
我们有必要让计算机学会思考吗?
仔细想想,其实没必要!
我们只要计算机给我们结果,我输入一段数据,然后计算机输出另一个数据,至于它是怎么思考的,我们根本不关心。就像大部分老板对待员工一样,他在乎你是怎么思考的吗?他要的是结果!结果!
那么图灵计算机的关键就不是“为什么”,而是“是什么”。
以解数学题为例,我们人类是要知其然,还要知其所以然,而计算机则只需要知其然就行了,它只要按照我们人类设定的规则去计算就行了,管它是否理解数学题背后的意义。
计算机的这个本质到现在都没有变,至于计算是如何通过机械运动实现的,这就涉及到信息论之父香农的一项发明,开关电路了。
虽然当时有很多牛人在试图制造出计算机,但图灵却不跟他们一伙,而是自己研究与思考。他与当时的冯·诺依曼不同,人家是有上面人的要求,而图灵则是纯粹为了自己。也就是说,没人要求图灵必须去研究计算机而且尽可能制造出一个,这完全就是他的个人兴趣。
按照图灵的想法,机器本身并不需要理解它的工作,它只需要执行。我们笔记本键盘上的数字,从0-9,其实就是脉冲。机器的工作对象并不是数字或指令,而只是脉冲,我们可以将脉冲理解成数字和指令,但机器本身并不知道脉冲究竟是啥玩意儿。
一直以来,图灵就将数学当成了一种符号游戏,就像国际象棋一样,是由规则来控制的。他从来也没想过那些棋子具有什么意义。这对图灵来讲,是再正常不过的了,但对其他人来讲,可能就是难以接受的、胆大妄为的想法。
如此说来,机器只是在表面上模仿大脑。但如果要较这个真,那倒是要问一问了,谁知道真正的大脑是怎么工作的?图灵认为,无论对于机器,还是对于大脑,外在行为就是标准,而语言的唯一作用,就是实施这种标准。如果机器能够完全模仿大脑的外在表现,那就没有必要关心它的内部是怎么做的,人们应该直接认为,机器就是在做算术,就是在下棋,就是在学习,就是在思考。
除了对计算机的思考外,图灵是一个乐于运动的人,骑单车对他来讲是家常便饭,除此之外,他还不断地练习长距离的跑步,逐渐发展成了马拉松。
再进一步,图灵希望通过“思维状态”来建造大脑,他认为,人类大脑一定存在着某种极致,没有什么更高等的东西在为人脑编程。一定存在着某种方法,可以使机器自动地学习,就像人类的大脑一样。注意,是学习而不是思考。
我突然觉得,这有点类似英伦三岛的“经验主义”,经验主义与理性主义的分歧我之前也讲到过很多次。而图灵的这种想法,实际上就是经验主义的典型代表,因为他认为婴儿的大脑是不具备智能的,智能是后天习得的东西。
有的时候想想,如果英国没有这种经验主义的氛围与环境,不知道人类在计算机的道路上还要走多少弯路。历史,总是一层接着一层,总是一个灯泡点亮另一个灯泡。读历史读到两个灯泡之间的联系,就像是发现了一块宝藏一样,让人兴奋不已。
图灵将只会执行指令的机器形容为“最没脑子的人,只会照本宣科”,而它所设想的这种机器,不仅能够执行指令,而且还具备某种“直觉”,这几乎就是智能的象征。
这样的思想与之前图灵所摒弃的让机器“知其所以然”的想法并不矛盾,机器就像是学生一样,以某种确定的方式逐渐成长,但却没有人知道其内部究竟发生了什么,人们只能看到最终的结果。
图灵设想,机器除了“电子大脑”之外,还可以装备“摄像机、麦克风、扬声器、轮子和机械手”。他开玩笑地说,这样的机器可以在田间散步,寻觅自己想要的东西。
这简直就是当今热议的人工智能,早在上世纪二战刚结束的时候,图灵就已经设想了一条美好的道路,后人只不过是按照图灵的设想,一步步去实现罢了。不过呢,图灵所设想的人工智能与如今的人工智能还是有很大的差距,甚至是两条不同的路,图灵的人工智能是万能的,啥都能学,啥都能做,不仅能扫地,还能给你讲段子,还能帮你去做饭,而现在的人工智能,则是专业性的,扫地的归扫地,聊天的归聊天,负责写段子的写段子。
1949年,图灵成为了曼彻斯特大学计算机实验室的副主任,开始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。他的工作,是使曼彻斯特机用起来更方便。到了10月份,这台机器已经就绪,接下来的任务就是为其编写操作手册。
不过很快,图灵就辞职了,到了1950年,他彻底被人们遗忘了。
Part 13
图灵测试
图灵不是那种在乎自身名誉的人,甚至对数学与逻辑之外的东西都提不起兴趣。离开团队之后,他又有了新的想法,并将其写成了一篇名为《计算机器与智能》的论文,于1950年10月发表在了哲学期刊《心灵》上。
图灵设想了一个游戏,一个房间里有两个人,一男一女,房间外面有一个人,这个人可以提问题,里面的两个人通过写字来回答,然后他要猜测,里面哪个人是女人。男人要设法欺骗猜测者,而女人则要设法使猜测者相信自己,所以他们都可以说:“我才是女人,你不要相信他!”
这段内容其实很跑题,而且图灵说得很不清楚。就这个游戏本身来看,即使男人能完美地模拟女人的行为,也不能证明任何东西,因为性别不取决于符号。但是,图灵本来想表达的意思,其实是这种模仿原则在思维和智能问题上的应用。把这一男一女,换成一个人和一台计算机,如果猜测者根据写出来的回答,无法辨别哪个是人,哪个是计算机,那么本着“公平对待机器”的思想,就必须承认计算机具有“智能”。
这是一篇哲学论文,图灵提出了一种基于模仿原则的检验标准。他的观点是,一个人无法真正地判断别人是否具有“思维”,他只能将其与自身进行比较,而且他认为,没有任何理由不以同样的原则来对待计算机。
这也就是著名的“图灵测试”,用来测试一台计算机是否具有智能。
目前,已经有相当一部分的人工智能成果,通过了图灵测试。但遗憾的是,还没有任何一款产品达到了图灵所设想的人工智能,为什么呢?
因为图灵设想是一种全能型的人工智能,既能谈恋爱,又能算算数,而我们今天所谈到的人工智能,都是“专业化”的。如今人工智能的发展,在80年代就已经背离了图灵最先的设想,不过这种背离也并非是错误的,因为至少我们获得了专业性的人工智能。
图灵在威姆斯洛买了一所房子,他开始过起了属于自己的隐居生活,对生命的诞生与变化产生了兴趣,他一直在思考…一直在思考…
1951年2月12日,弗兰迪公司生产的马克1号计算机送到了曼彻斯特,部署在了一个专门为它新建的计算机实验室里,图灵似乎看上去很高兴。
差不多20年过去了,从有了这个想法之后到现在,计算机终于成熟了。图灵为世界所做的一切,还有世界对他所做的一切,最终变成了一台电子通用机,供他探索生命的秘密。
Part 14
天才的陨落
不过,图灵的末日也快来临了。他走在牛津的街上,盯上了一个年轻的男子,此人名叫阿诺德·莫瑞,只有19岁,由于营养不良和精神焦虑,他的身材很消瘦。他目前没有工作,之前因为在伦敦干了一些小偷小摸的行为而被警察抓住了,遣送回了曼彻斯特,成了一个无业游民。他现在经济困难,基本靠父母维持生计。
莫瑞之前也是一个充满了理想的人,他梦想与一位姑娘谈恋爱,但由于生活所迫,他答应了与图灵交往,因为图灵向他许诺,要让他过上好日子。
第一次见面,图灵带他吃了顿饭,还邀请他到自己家里去做客。一般来讲,这种事情找一个没人的小树林或者桥洞里面解决就行了,但图灵似乎是有着想和他长期交往的心态。莫瑞接受了图灵的邀请,但他没有去。
在之后的星期一下午,图灵在街上又遇见了莫瑞,这一次,他俩一起来到了图灵的家里,并且一直待到了很晚。临走之时,莫瑞答应图灵,自己会在1月12日再来,图灵寄给了他一个铅笔刀,作为圣诞礼物。
1月14日,莫瑞来到了图灵家,作为客人被要求留宿,这种嘛,大家懂就好,我就不描述了。
让莫瑞感到惊讶的是,图灵竟然还有仆人,可能上一次来并没有仔细观察过……
第二天一早,图灵起床准备了早餐,而后俩人继续聊天,回味昨晚的愉悦。图灵一开始给莫瑞钱,但莫瑞拒绝了,因为他不想这么直接,好像在卖自己的肉身一样。可能,莫瑞是希望图灵以一种搬得上台面的理由将钱给自己,但图灵是一个喜欢自由,不服从权威的人,他对莫瑞的传统感到嗤之以鼻,很不爽。
又过了一天,图灵发现自己钱包里的钱少了,他怀疑是莫瑞偷的,很生气,写信给他,表示断绝来往。
几天之后,莫瑞找上了图灵,问他为啥要分手,并否认偷钱。
莫瑞还说,自己分期付款买了一套衣服,还欠了10英镑,并向图灵借了3英镑。图灵给了他,几天后,莫瑞来信,表示了感谢,并表示自己还要借7英镑。
图灵对这种讨钱的方式非常不爽,他并不是小气,这点小钱他也不在乎,他只是在意事情的合理性,也就是逻辑。他让莫瑞将欠钱公司的名称告诉自己。后来。莫瑞来到图灵家,抱怨图灵不信任自己,而后拿走了7英镑的支票。
1月23日,图灵回到家,被震惊了,因为他家被偷了,虽然丢失的也就一些琐碎物品,价值约50英镑。图灵报了警,警察来到现场后 采集了指纹。图灵强烈怀疑这一切都是莫瑞干的,随后写信给他,批评了他,并且表示7英镑是要还的。
2月2日晚上,莫瑞再次来到了图灵家,图灵的心软了。莫瑞坚持证明自己的清白,而且还说,他有一个朋友叫哈里,今年20岁,自己曾向他提起过图灵,目前他也成了无业游民,为了生计发愁,曾经还想怂恿莫瑞一起干一票大的,但被莫瑞拒绝了。
莫瑞怀疑,这一次肯定是哈里干的。
于是,图灵和莫瑞又睡在了一起,但图灵留了个心眼,他在夜里起来,把莫瑞指纹的杯子收了起来,准备跟之前警察采集的盗贼指纹进行比对。
警察取到了哈里的指纹,找到他的时候,哈里就将图灵与莫瑞的事情一股脑说了出来。在面对警察质问的时候,图灵一点都不带藏的,一五一十都告诉了警察。
哈里合理地辩护说,盗窃图灵是合法的,因为他是性侵犯者,他已经丧失了法律的保护。图灵的陈述报告,把自己推入了这样的泥潭,因为其中包含大量的“性侵犯”细节,虽然这是莫瑞自愿甚至是主动的,但这只是他自己的理解。他希望把这描述成个人之间的“私事”,但这是不可能的,他没有认识到,同一件事对不同社会背景的人,可能会产生完全不同的意义。
图灵对法律的态度是不现实的,法律不关心他的精神矛盾,只关心他的所作所为。这对他来说太过荒谬,但事实就是如此。现在,警方对他的“性侵犯”行为展开了强制的、仔细的、彻底的调查。
图灵违反的是1885年刑法修正案第11条“严重猥亵罪”,在当时,男男之间发生性行为,不管是在公开场合还是私人场合,都是犯罪。
图灵的“性丑闻”被曝光后,他突然间就成了一个变态,一个笨蛋。事情发生后,图灵第一次给哥哥约翰写信:“我想你已经知道了,我是一个同性恋。”
约翰对弟弟的事一无所知,一直以来,他以为弟弟只不过是不喜欢女人罢了,没想到他竟然喜欢男人。不过,作为哥哥的他,依旧在看了信的内容后立刻丢下了手头的工作,火速赶往曼彻斯特,向一家顶级的律师进行了沟通。
一位资深律师表示,可以劝图灵进行“有罪辩护”,但这让图灵陷入了两难的境地,为啥呢?因为若是否认了这些行为,那就是撒谎,那就是不合乎逻辑的。在图灵这样看重逻辑的人看来,是荒唐的。而且,他交给警方的证据,是不可能翻过来的。
图灵的同事本来就觉得他是一个怪物,以前就尽量避免与他接触,这下好了,图灵被彻底孤立了,不过他的恩师纽曼还是站在了他一边,表示无论如何都要保住图灵的工作。
不过,一个有利的事实是,在1951年被指控“严重猥亵罪”的746人中,最终只有174人入狱,而且绝大部分都不超过6个月。如果图灵被指控“鸡奸罪”之类,他的处境就会更加危险,法律对各种性行为区分得很仔细。此外,图灵这次是初犯,这也会减小入狱的可能性。但是,随着时代变化,人们的想法也在变化,那些研究同性恋的人,现在不仅研究如何描述,还要研究如何治疗。(这种就是典型了吃饱了饭撑着没事做,就算别人有病,关你屁事,你还觉得自己手上有药?)
1952年3月31日,图灵的案件得到了开审,他们二人都承认了所有的指控,尽管图灵不认为自己是有罪的。控方律师在陈述时,特意强调图灵不知悔改的恶劣态度。
实际上,只要图灵圆滑一点,是有可能获得减刑的,至少不用承担之后的痛苦,但他没有,他认为对的就是对的,认为错的就是错的,他蔑视权威,蔑视规则,说难听点,叫自我主义,说好听点,叫独立精神。(这一点上,图灵让我想起了苏格拉底)
莫瑞的律师表示,莫瑞是无辜的,他只不过是受到了图灵的教唆。对此,图灵接受这样的说法,但绝不忏悔,这也就是说,图灵甘愿替莫瑞受罚。希尔伯特曾这样评论伽利略的忏悔:“他不是傻瓜,只有傻瓜才认为科学需要殉道——那在宗教上也许是必需的,但科学自有时间来证明。”但是,图灵面对的,并不是对科学真理的审判。
摆在图灵面前的审判结果,要么是蹲监狱,要么就是进行治疗。图灵选择了后者,虽然这个选择并不轻松。他要因此被切割包皮,他的文章也要受到各种讨厌的审查。而且,他其实并不在乎生活环境,一年的牢狱生活,并不比舍尔伯尼更糟。但从另一个角度来说,如果选择入狱,他的工作就很难继续,他极有可能失去曼彻斯特的职位,以及心爱的计算机。一面是自己的身心,一面是学术生涯,这是个非凡艰难的抉择。最终,图灵选择了“思维”,牺牲了“情感”。
莫瑞无罪释放,他茫然地走出了法院,随后,他发现邻居总是对自己指指点点。几个星期后,他逃到了伦敦,找了份工作,玩起了吉他,似乎成了一个“摇滚少年”。
图灵接受的治疗是“雌性激素”注射,这会导致他阳痿,但科学观点认为,这种是可逆的,只要药物停止,他还是能勃起来的,但这种治疗导致了他乳房增大。
接受治疗后的图灵,虽然也完成了一些工作,比如和朋友利用一个随机数发生器,开发了一个软件,来自动撰写“情书”,其中有一封是这样的:
亲爱的宝贝:
你是我热烈的感情伙伴,我的爱意与你心愿紧贴在一起。我的爱渴望你的心房,你是我惆怅的怜惜:我温柔的爱。
你的甜蜜的MUC
不久之后,曼彻斯特有了马克2号计算机。
这个世界,已经进入了计算机时代,似乎图灵的任务已经完成,虽然他是一个无神论者,不过我想,他该回到上帝的怀抱中去了。
1954年6月7日夜里,图灵咬了一口涂了氰化钾的苹果,结束了自己的生命。据说,这个被咬了一口的苹果的形象,被乔帮主所用去,成了“苹果”手机的商标。
图灵的死,震惊了所有认识他的人。这件事就像一团迷雾,没有任何暗示,没有任何预兆,没有任何解释,似乎是一次无缘无故的自我了断。人们清楚地知道,他不快乐,他很敏感,他是个正在接受精神辅导的患者,他承受着任何人都不能承受的苦难。但是,审判已经过去两年了,激素治疗也在一年前结束了,他看起来已经经受住了一切。对于这两年与他相处的人们来说,他的死亡与这些事情没有关联,他们看到的图灵,完全没有表现出颓废、恐惧和绝望。他们无法相信他的死,他不是个会自杀的人。但是他们也许忘了,自杀和软弱并没有直接的关系,正如图灵1941年引用王尔德的话:勇者挥出锋利的剑。
Part 15
后记
图灵与罗素一样,都是一个看重逻辑的人,但他更像是一个纯粹的学者,罗素好歹还对政治有兴趣,也会入世,而图灵则是一个出世者。他那短短的生命,将人类引入了计算机时代,而他最后的结局,却如此令人惋惜。
也许,每一个天才,都有属于自己告别这个世界的方式。我们看不见图灵的情感,也不知那少了一口的苹果肉里,是否蕴藏了图灵一生难以启齿或不可告人的情感。
我不相信图灵是一个没有情感的人,很可能是从小与父母离居的成长环境,以及初恋的死亡,将图灵的情感深深地埋在了他心里。
哦,也许,在图灵看来,情感就像大脑的思考方式一样,是捉摸不透的,而人的语言与行为就是计算机根据指令输出的结果,这些才是实实在在的结果。而我们常人呢,总被一些情感困扰,爱恨情仇与悲欢离合,或许,都只是一种大脑的思考方式,而因为这些情感所做出来的行为,才是结果。而这,也许就是图灵想要的。
如果图灵遇见了图灵,或许会说:“我不关心你是怎么经历情感的,我只关心,你的行为是否合乎逻辑。”
我爱你,就像“我在说谎”,可千万别较真,一旦较真了,岂不自相矛盾?
那,我爱你,是什么呢?或许是沉默吧,正如维特根斯坦所言:“能够言说的世界,就是我们能够掌握的世界,如果不能言说出来,我们只好保持沉默。”
爱,是可以言说的吗?能够言说的爱,还是爱吗?
那爱是什么呢?爱是行动,是人根据爱的情感而输出的结果,比如,一朵玫瑰、一顿晚餐,以及,一个口红和包包。
所以,朋友们,别总是将爱挂在嘴边,要输出,懂吗?先从点个赞开始。