文|林 革

卓爾不凡的圖靈

文|林 革

對于現(xiàn)今熱得發(fā)燙的蘋果品牌，很多人會提出同樣一個問題，當初徽標中的蘋果為什么會被咬了一口呢？最耐人尋味的解釋是，它的設計來源于對計算機鼻祖阿蘭·圖靈的紀念。

2003年，蘋果電腦國際有限公司對其沿用至今的標識進行了更新，將原有的彩色蘋果換成了一個半透明的、泛著金屬光澤的銀灰色標識。新的標識顯得更為立體、時尚和新潮，也更符合蘋果旗下的兩個具有重要影響力的產(chǎn)品iTunes和iPod致力服務于年輕一代消費者的審美和創(chuàng)新的感覺。而更多人則會提出一個同樣的問題：當初徽標中的蘋果為什么被咬了一口呢？對此的解釋有很多種：一種解釋認為，蘋果在希臘神話中是智慧的象征，當初亞當和夏娃就是吃了蘋果才變得有思想，現(xiàn)在引申為科技的未知領域，代表電腦的智能化性能，恰似彩虹的色彩一樣，具有多樣性，表明了他們勇于向科學進軍，探索未知領域的理想；而熟悉蘋果背景的人將它解釋為代表了活力和朝氣，可以引起好奇和疑問；還有種有趣的說法，認為是由于英文的咬字（bite）與計算機的基本運算單位字節(jié)（Byte）同音；不過最耐人尋味的解釋是，它的設計來源于對計算機鼻祖阿蘭·圖靈的紀念。

那么圖靈又是何許人也？他與電腦又有何種淵源？蘋果圖標又與他有什么關聯(lián)呢？

圖靈作為計算機科學界的先驅(qū)和天才，在人們好奇的追溯中變得清晰，并且讓人肅然起敬。事實上，對于被公認為20世紀最著名和最杰出的數(shù)學家之一，圖靈在計算機界早就聲名顯赫，用無人不知、無人不曉來形容毫不夸張，這都源于圖靈對于計算機領域的前瞻性設想。從如今的電腦時代就能輕易判斷，圖靈對于人類社會作出的無與倫比的巨大成就和貢獻。

我們都知道世界上第一臺通用電子計算機的設計師是馮·諾伊曼，正因為他的設計，使得人類社會邁入了一個嶄新的時代，所以馮·諾伊曼得到人們的一致推崇，被譽為“計算機之父”。然而馮·諾伊曼卻不止一次地說過：圖靈才是現(xiàn)代計算機設計思想的創(chuàng)始人，自己的成功完全是建立在圖靈思想上的發(fā)展創(chuàng)造。馮·諾依曼把“計算機之父”的桂冠戴在比自己小10歲的圖靈頭上，足見圖靈對計算機科學影響之巨大。

阿蘭·圖靈1912年6月23日出生于英國倫敦。少年時代的他就已經(jīng)表現(xiàn)出對數(shù)學和自然科學的偏好。1931年，圖靈進入著名的劍橋大學專修數(shù)學。起初他成績平平并不引人注目，但升入三年級后，他的才華如同積蘊的火山噴發(fā)，如同洶涌的海浪奔騰，真可謂：不鳴則已，一鳴驚人。他的杰出才能贏得了師友們的稱贊和賞識，畢業(yè)后留校當了助教。當時20世紀的數(shù)學界，正在熱烈討論本世紀最偉大的科學發(fā)現(xiàn)之一——昆特·哥德爾的不完全性定理。在那以前，數(shù)學家們總認為，一個數(shù)學問題雖然要找到答案會很困難，但理論上總有一個確定的答案，一個數(shù)學命題，要么是真的，要么是假的。而哥德爾的不完全定理卻指出：在一個稍微復雜一點的數(shù)學公理系統(tǒng)中，總存在那樣的命題，我們既不能證明它是真的，也不能證明它是假的。這著實讓數(shù)學家們大吃一驚，因為大家發(fā)現(xiàn)以往認為絕對嚴密的數(shù)學中，原來有令人如此不安的不確定性。每個邏輯學家都在苦苦思索，試圖為陷入危機的數(shù)學找到一條出路，他們包括當時在劍橋的貝特朗·羅素、阿爾弗雷德·懷特海、路德維格·維特斯根坦等著名的邏輯學家。這時正在劍橋求學的圖靈，也同樣為此問題陷入苦苦的思考。

1936年，年僅24歲的圖靈做出了他一生最重要的科學貢獻。他在其著名的論文《論可計算數(shù)在判定問題中的應用》一文中，以布爾代數(shù)為基礎，將邏輯中的任意命題用一種通用的機器來表示和完成，并能按照一定的規(guī)則推導出結論。這篇論文被譽為現(xiàn)代計算機原理的開山之作，它描述了一種假想的可實現(xiàn)通用計算的機器，后人稱之為“圖靈機”。所謂“圖靈機”，指的是一種理想的機器。它由三部分構成：一臺控制機、一條兩端無限長的工作帶和一個讀寫頭。帶子上分成了許多小格，每一小格存一個符號，讀寫頭沿著紙帶左右移動，從而向控制機傳遞信息，這種機器能進行多種運算并可用于證明一些著名的定理。這臺理想機器雖然極其簡單，但卻是最早給出的通用計算機模型，能完成一切計算機的功能。圖靈還從理論上證明了這種假想機的可能性，盡管“圖靈機”當時還只是一紙空文，這一切比巴貝奇的通用計算機研制工作遲了100多年，但現(xiàn)在的計算機專業(yè)人土確定并公認，只有圖靈的思想才奠定了整個現(xiàn)代計算機發(fā)展的理論基礎。更為重要的是，1937年圖靈的著作出版了，其中就有關于圖靈機的論文，這一著作引起了學術界的廣泛注意。1938年，他取得物理學博士學位，并擔任馮·諾伊曼博士的助手。

身為一名數(shù)學家,圖靈研制模型計算機的夢想在第二次世界大戰(zhàn)的硝煙中破碎。1939年，懷著一腔報國熱情的圖靈應召入伍，帶領一大批專業(yè)人土在“布雷契萊莊園”——英國的情報中心“超級機密”研究所里，從事對德軍通訊密碼的破譯工作。當時的德軍大量使用一種名叫“恩格瑪”的密碼機，它被證明是有史以來最為可靠的加密系統(tǒng)之一。大量無法破譯的電文讓英國第40局（英國政府負責破譯密碼的間諜機構）在整整13年里都認為“恩格瑪”是不可破譯的，并陷入極度的恐慌和絕望中。而當圖靈團隊于1943年研制出綽號為“炸彈”的解密機器后，一切發(fā)生了根本性的變化。毫無疑問，“恩格瑪”的破解為盟軍取得二戰(zhàn)的勝利奠定了堅實的基礎，正因為此，圖靈被授予大英帝國勛章。不過，圖靈作為一位天才解密分析專家的杰出貢獻，被作為高度機密封存，時至今日，當初的真相才浮出水面。1945年第二次世界大戰(zhàn)結束，圖靈退伍進了英國國家物理研究所，他結合自己多年的理論研究和戰(zhàn)時制造密碼破譯機的經(jīng)驗，起草了一份關于研制自動計算機器的報告，以期實現(xiàn)他曾提出的通用計算機的設計思想。經(jīng)過長期研究和深入思考，圖靈預言，總有一天計算機可通過編程獲得能與人類競爭的智能。而后來人們記憶尤深的IBM公司研制的計算機“深藍”與國際象棋世界冠軍卡斯帕羅夫的那場人機大戰(zhàn)，就充分證實了圖靈的天才預言。

1950年，圖靈發(fā)表了題為《計算機能思考嗎？》的著名論文，在計算機科學界引起了巨大的震撼，為人工智能學的創(chuàng)立奠定了基礎，成為這門年輕的學術領域中的權威人士。同年，圖靈花費4萬英鎊，研制成功用了約800個電子管的ACE樣機，在公開演示會上，該機被認為是當時世界上速度最快、功能最強的計算機之一。當時他已經(jīng)進入曼徹斯特大學，與計算機科學界的先行者合作共事。圖靈還設計了著名的“模仿游戲試驗”，被后人稱之為“圖靈測試”。其試驗內(nèi)容是：一個人不能接觸其對手，但是可以同對手進行一系列的問答和操作，如果這個人無法判斷他的對手到底是人還是計算機，那就可以認為這臺計算機已經(jīng)具有同人類相當?shù)闹橇?。迄今為止，還沒有任何一臺電子計算機能夠通過“圖靈試驗”。然而圖靈預言到20世紀末，將會出現(xiàn)這樣的機器。如今，人工智能的研究正在突飛猛進，情況正向圖靈預料的方向迅速發(fā)展，前景極為樂觀。1993年，美國波士頓計算機博物館舉行的著名的“圖靈測試”就充分驗證了圖靈的預言。

1954年，正是圖靈一生事業(yè)處于頂峰的時候，42歲的他突然自殺身亡。這是因為圖靈在他生命的最后時光，沒有機會看到自己被當作一個解密英雄來尊敬，相反，由于他同性戀的性傾向而倍受折磨，為此，圖靈不得不忍受媒體對他私生活的全面曝光，并以“有傷風化”而獲罪，政府也取消了他在情報部門的工作。當他面臨“坐牢或荷爾蒙療法”這兩個選擇時，他選擇了后者，并持續(xù)了一年。在這段時間里，藥物的副作用使之產(chǎn)生了明顯女性化的特征，這顯然是一位男性所不能接受的。他的脾氣變得躁怒不安，性格也隨之陰沉郁悒。終于在1954年6月8日，人們在圖靈的寓所發(fā)現(xiàn)了他的尸體，他用沾過氰化物的蘋果離開了這個付出了畢生心血卻又令他絕望的世界。對于他的死亡方式，熟悉圖靈的同事并不奇怪，圖靈在觀看了1938年迪斯尼公司出品的著名動畫片《白雪公主和七個小矮人》后，常常自言自語電影中巫婆王后泡制毒蘋果的臺詞：“毒液浸透蘋果如睡之死滲入……”因此，圖靈的生命在這部動畫片的現(xiàn)實版中結束不僅令人感傷，而且悲劇最終定格成被咬了一口的蘋果，在計算機科學界也注定了某種特殊的意義。

圖靈的生命盡管短暫且凄涼，但卻絲毫不影響他在計算機領域的巨大成就和崇高地位。為了紀念他，美國計算機協(xié)會設立了計算機科學最高的榮譽——圖靈獎，以表彰在計算機技術方面作出了卓越貢獻的學者?！皥D靈獎”設立的初衷是因為計算機技術的飛速發(fā)展，尤其是到20世紀60年代，它已成為一個獨立的有影響的學科，信息產(chǎn)業(yè)亦逐步形成，但在這一產(chǎn)業(yè)中卻一直沒有一項類似“諾貝爾獎”的榮譽來促進該學科的進一步發(fā)展，于是“圖靈獎”便應運而生，而且被公認為計算機界的“諾貝爾獎”。迄今為止，作為計算機界“諾貝爾獎”的圖靈獎已走過了數(shù)十個春秋，40多位“圖靈獎”得主均對計算機科學與技術的發(fā)展創(chuàng)新作出了杰出貢獻，他們在珍惜自己所獲崇高榮譽的同時，也深切懷念阿蘭·圖靈這位在計算機領域永放光芒的先驅(qū)。

時至今日，電腦已經(jīng)得到廣泛普及，深入到人類社會的各個領域，推動著社會迅猛發(fā)展。當我們提到電腦、英特網(wǎng)、多媒體……這些時髦的字眼時，我們始終不能忘記：在計算機領域中永遠聳立著一座不朽的豐碑——阿蘭·圖靈。