计算机科学的奠基者:A. M. Turing

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在他短暂的生涯中,在量子力学、数理逻辑、生物学、化学方面都有深入的研究,在晚年还开创了一门新学科——非线性力学。他是天才的数学家和计算机理论专家。24岁提出图灵机理论,31岁参与COLOSSUS(二战时,英国破解德国通讯密码的计算机)的研制,33岁设想仿真系统,35岁提出自动程序设计概念,38岁设计“图灵测验”。这一朵朵灵感浪花无不闪耀着他在计算机发展史上的预见性。当然,他最高的成就还是在电脑和人工智能方面,是这一领域开天辟地的大师。

阿兰•图灵,1912年6月23日出生于英国伦敦。少年图灵的性格迥异,他内向、腼腆、胆小、软弱并患有轻度口吃,不被人接受,更不擅与人打交道。他小时候学业平平,除了一些简单的化学实验和数学题外,并无太多闪光之处。图灵的人生转机出现在他19岁进入英国剑桥皇家学院学习时,从那时起,他对数字的兴趣便一发不可收拾。

图8 阿兰•图灵

在剑桥,图灵可称得上是一个怪才,一举一动常常出人意料。他是个单身汉和长跑运动员。在他的同事和学生中间,这位衣着随便、不打领带的著名教授,不善言辞,有些木讷害羞,常咬指甲。图灵几乎没有什么朋友,从他自己来说,他只与那些和他智力相当的人交往;而对别人来说,图灵口吃的毛病,神经质的微笑以及古怪的生活方式使大家无法和他交谈。但他更多地以自己杰出的才智赢得了人们的敬意。他读书时的同窗还记得他不合规范的行为:骑车时在腰间挂一个闹钟,用来调整自己的速度。

图灵常常不刮胡子,因为他害怕刮伤自己,而他见血就晕。图灵每天骑自行车上班,因为患过敏性鼻炎,一遇到花粉,就会鼻涕不止,大打喷嚏。他就常常在上班途中戴防毒面具,招摇过市,这早已成为剑桥的一大奇观。图灵的自行车经常半路掉链子,但他就是不肯去车铺修理。每次骑车时,他总是嘴里念念有词,在心里细细计算,这链条也怪,总是转到一定的圈数就滑落了。而图灵竟然能够做到在链条下滑前一刹那停车。让旁观者佩服不已,以为图灵在玩杂技。后来图灵又居然在脚踏旁装了一个小巧的机械记数器,到圈数时就停,歇口气换换脑子,再重新来过。

1936年,图灵向伦敦权威的数学杂志投了一篇论文,题为《论数字计算在决断难题中的应用》。在这篇开创性的论文中,图灵给“可计算性”下了一个严格的数学定义,并提出著名的“图灵机”(Turing Machine)的设想。这一理论奠定了整个现代计算机的理论基础。“图灵机”更在电脑史上与“冯•诺伊曼机”齐名,被永远载入计算机的发展史中。

大学毕业后,图灵去美国普林斯顿大学攻读博士学位,还顺手发明过一个解码器。在那里,他遇见了冯•诺依曼,后者对他的论文击节赞赏,并随后由此提出了“存储程序”概念。图灵学成后又回到他的母校任教。在短短的时间里,图灵就发表了几篇很有分量的数学论文,为他赢得了很大的声誉。

1950年,图灵又来到曼彻斯特大学任教,同时还担任该大学自动计算机项目的头头。就在这一年的十月,他又发表了另一篇题为《机器能思考吗?》的论文,成为划时代之作。也正是这篇文章,为图灵赢得了一顶桂冠——“人工智能之父”。在这篇论文里,图灵第一次提出“机器思维”的概念。他逐条反驳了机器不能思维的论调,做出了肯定的回答。并对智能问题从行为主义的角度给出了定义,由此提出一假想:即一个人在不接触对方的情况下,通过一种特殊的方式,和对方进行一系列的问答,如果在相当长时间内,他无法根据这些问题判断对方是人还是计算机,那么,就可以认为这个计算机具有同人相当的智力,即这台计算机是能思维的。这就是著名的“图灵测试”(Turing Testing)。当时全世界只有几台电脑,根本无法通过这一测试。但图灵预言,在本世纪末,一定会有电脑通过“图灵测试”。终于他的预言在IBM的“深蓝”身上得到彻底实现。当然,卡斯帕罗夫和“深蓝”之间不是猜谜式的泛泛而谈,而是你输我赢的彼此较量。

1951年,图灵以他杰出的贡献被当选为英国皇家学会会员。就在他事业步入辉煌之际,灾难降临了。1952年,图灵遭到警方拘捕,原因是他是一个同性恋者。与其他一些智慧超群的人物一样,图灵在个人生活方式上也“与众不同”。当时,人们对同性恋还没有像现在这样宽容,而是把这种行为当作一桩伤风败俗的罪孽。在法庭上,图灵既不否认也不为自己辩解。在庄严的法庭上,他郑重其事地告诉人们他的行为没有错,结果被判有罪。在入狱和治疗两者中间,图灵选择了注射激素,来治疗所谓的“性欲倒错”。此后图灵开始研究生物学、化学,还和一位心理医生有很深的交往,那时他的脾气已变得躁怒不安,性格更为阴沉怪僻。1953年3月他因为接待过一位被英国警方注意的挪威客人,成为警方的目标,甚至去希腊度假时也被跟踪。

1954年6月8日,图灵42岁,正逢进入他生命中最辉煌的创造顶峰。一天早晨,女管家走进他的卧室,发现台灯还亮着,床头上还有个苹果,只咬了一小半,图灵沉睡在床上,一切都和往常一样。但这一次,图灵是永远地睡着了,不会再醒来……经过解剖,法医断定是剧毒氰化物致死,那个苹果是在氰化物溶液中浸泡过的。图灵的母亲则说他是在做化学实验时,不小心沾上的,她的“艾伦”从小就有咬指甲的习惯。但外界的说法是服毒自杀。一代天才就这样走完了人生。

图灵还是一位世界级的马拉松选手,最好成绩为2小时46分03秒,只比1948年奥运会冠军的成绩慢11分钟。在1948年的一个国内比赛中,他超过了曾经在奥运会上获得银牌的Tom Richards,获得冠军。

图灵一生对计算机科学做出了重大贡献,但生前并未取得社会的恩宠。他终身未娶,却陷入了同性恋的泥潭。他是无神论者,却经不起舆论的伤害,在英年郁郁寡欢,他在意识恍惚之际,服用氰化物慢性中毒而身亡。

为了纪念这位卓越科学家,ACM专门设立了图灵奖,人们广泛认同这个奖项是计算机科学届的诺贝尔奖。自1966年开设奖项至今,已有很多世界一流的计算机科学家获此殊荣。