电脑史话 不朽的图灵(转载)

图灵是个天才。

　　他16岁开始研究爱因斯坦的相对论。1931年，他进入剑桥大学，
开始研究量子力学、概率论和逻辑学。这一逻辑学当然不是哲学史上
的逻辑学，而是由剑桥大学的怀特海和罗素创立的数理逻辑。在剑桥
期间，图灵还是现代语言哲学大师维特根斯坦班上最出色的学生。怀
特海和罗素创建数理逻辑的原因，主要是为了对付“悖论”。他们坚
信所有的数学成果都可以用逻辑推导出来。他们安慰自己，说“悖论”
是由于人类语言的先天不精密造成的，而逻辑本身是天衣无缝的。德
国大数学家大卫.希尔伯特（D．Hillbert）在此基础上，于1928年提
出著名的“希尔伯特纲领”，认为《数学原理》所定义的系统既是一
致的，也是完备的，换言之，任何系统的完备和一致性，可以由系统
本身得到证明。1931年，“希尔伯特纲领”被奥地利逻辑学家库尔特
.哥德尔（K．Godel）搠出一个大窟窿，他认为没有一种公理系统可
以导出数论中所有的真实命题，除非这种系统本身就有悖论。这就是
著名的“哥德尔定理”。它不仅推翻“希尔伯特纲领”，还直逼《数
学原理》，说它本身就是不一致的。真是“城门失火，殃及池鱼”。
一下子，整个逻辑和数学领空中阴云四布。

　　正是在这种背景下，天才的图灵在数理逻辑大本营的剑桥大学提
出一个设想：能否有这样一台机器，通过某种一般的机械步骤，能在
原则上一个接一个地解决所有的数学问题。1936年图灵发表一篇著名
的论文《论数字计算在判决难题中的应用》。他提出了一种十分简单
但运算能力极强的理想计算装置，用它来计算所有能想象得到的可计
算函数。它由一个控制器和一根假设两端无界的工作带组成。工作带
起着存储器的作用，它被划分为大小相同的方格，每一格上可书写一
个给定字母表上的符号。控制器可以在带上左右移动，控制带有一个
读写头，读写头可以读出控制器访问的格子上的符号，也能改写和抹
去这一符号。这一装置只是一种理想的计算模型，或者说是一种理想
中的计算机。这就是电脑史上与“冯.诺依曼机器”齐名的“图灵机”。
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。“图灵机”
不是一种具体的机器，而是一种思想模型。它由三部分组成：一条带
子，一读写头和一个控制装置，能计算出任何给定的计算，也即能执
行任何可能的任务。

　　图灵的这一思想实际上奠定了现代计算机的基础。电脑事实上就
是用相应的程序来完成任何设定好的任务。同年，图灵赴美，在普林
斯顿高等研究院进修，遇见了冯.诺依曼，后者对他的论文击节赞赏，
冯.诺依曼后来一再强调，他的“存储程序”的思想主要来自图灵。
正如飞机的真正成功得力于空气动力学一样，计算机由模拟计算向数
字计算的飞跃中，图灵的理论起了至关重要的作用。

　　1947年图灵写了一份内部报告，提出了“自动程序”的概念，但
由于英国政府严密死板的保密法令，这份报告一直不见天日，1969年
美国的瓦丁格（Woldingger）发表了同样成果，英国才连忙亮出压在
箱底的宝贝，1970年给图灵的报告“解密”。图灵的这份报告后来收
入爱丁堡大学编的《机器智能》论文集中。更令人扼腕的是，图灵早
在1945年就提出“仿真系统”的思想，并有一份详细的报告，想建造
一台没有固定指令系统的电脑，它能够模拟其他不同指令系统的电脑
的功能，但这份报告直到1972年才公布。这说明图灵在二战结束后就
开始了后来被称为“人工智能”领域的探索，他开始关注人的神经网
络和电脑计算之间的关联。1950年，图灵发表了里程碑式的论文《电
脑能思考吗？》，第一次提出“机器思维”的概念。图灵逐条反驳了
机器不能思维的论调，作出了肯定的回答。图灵提出一假想：一个人
在不知情的条件下，通过一种特殊的方式，和一台机器进行问答，如
果在相当长时间内，他分辨不出与他交流的对象是人还是机器，那么，
这台机器就可以认为是能思维的。这就是著名的“图灵测试”（
Turing Testing）。当时全世界只有几台电脑，它们肯定无法通过这
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”，
电脑能做我们想象不到的事情。时至今日，图灵的天才预言终于在
IBM的“深蓝”上得到彻底实现。

　　图灵在40年代以他杰出的才智赢得了人们的敬意，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。在剑桥，图灵是一个妇孺皆知的怪才，常有出人
料想的举动。他每天骑自行车到离公寓3公里的一个叫布雷奇莱公园的
地方上班，因常患过敏性鼻炎，一遇花粉，鼻涕不止。图灵就常戴防
毒面具骑车上班，招遥过市，成为剑桥的一大奇观。他的自行车链条
经常在半道上掉落，要是换了别人，早就去车铺修理了。而图灵偏不，
他在琢磨，发现这链条总是踏到一定的圈数时下滑，图灵在骑车时就
特别留心计算，于是能做到在链条下滑前一刹那戛然停车！让旁人叹
服不已，以为是在玩杂耍。后来，图灵居然在踏脚旁装了一个小的机
械计数器，到圈数时就停，好换换脑筋想些别的问题。图灵的脑袋转
得比自行车飞轮还快。有一位叫琼.克拉克（Joan Clarke）的姑娘爱
上了图灵，他也向对方求婚，琼欣然接受。但不久，图灵自己退缩了，
告诉琼，他是同性恋者。1952年3月31日，图灵因为和曼彻斯特当地一
位青年有染，被警方逮捕。在法庭上，图灵既不否认也不为自己辩解，
在那种严峻的氛围中，他告诉人们他的行为没有错，结果被判为有罪。
在入狱和治疗两者中间，图灵选择了注射激素，来疗救所谓的“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，那时他的脾气变得躁怒不安，性格更为阴沉怪僻。1954年6月
8日，图灵在寓所身亡，他的床头有一个咬了一半的苹果，经解剖，发
现是剧毒氰化物致死，那个苹果是在氰化物溶液中浸泡过的。

　　在42年的短暂生涯中，图灵在量子力学、数理逻辑、生物学、化
学方面都有深入的研究，他在晚年还开创了一门新学科——非线性力
学。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。缘此，后来人们把计算机领域的最高奖以他的名字命名。
“图灵奖”，又通称“图灵大奖”，是世界电脑界的诺贝尔奖。图灵
的才气纵横大西洋，脚跨剑桥和普林斯顿两校，上联罗素、怀特海、
维特根斯坦、哥德尔，下开冯.诺依曼，是他用电脑、人工智能在现
代数理逻辑和现实世界间搭一起一座不朽的桥梁。