【我看大师】图灵,指向未来的灯塔!
【总第3期】致敬大师:图灵
6月23日,是伟大的数学家、计算机科学家、人工智能之父艾伦·图灵(Alan Mathison Turing,1912年6月23日-1954年6月7日)诞辰104周年纪念日。
虽然只活了不到42岁,却是数学和计算机领域当之无愧的王者!
他广为人知的贡献主要有:
1936年,年仅24岁的他撰写了论文《论可计算数及其在判定问题上的应用》,提出利用某种机器实现逻辑代码的执行,以模拟人类的各种计算和逻辑思维过程。《艾伦·图灵传:如谜的解谜者》一书是这样评价图灵的这项贡献的:这个无名的、幼稚的圈外人,突然闯进了数学界,解决了一个中心问题。而且,因为它涉及了现实世界中人类是如何思考的,所以它不仅是抽象数学问题,也不仅是一个符号的游戏。……他创立了一套新的模型和框架,就像爱因斯坦或冯·诺依曼一样,这是一场想象力的风暴,他在挑战公理,而不是现象。……他的机器—不久后被称为“图灵机”---为抽象符号和实体世界之间建起了桥梁。
1950年发表了“计算机和智能”的论文,并设计了著名的“图灵测验”,即一个人在不接触对象的情况下,同对象进行一系列的问答(可借助电传打写机), 如果他根据这些问答无法判断对象是人还是计算机,那么就可以认为这个计算机具有同人相当的智力。这篇文章后来以“机器能够思维吗?”为题重新发表,至今仍是研究人工智能的首选读物之一。
随着资料的解密,人们还逐渐了解到,二战爆发后,图灵曾协助军方破解德国的著名密码系统Enigma,帮助盟军取得了二战的胜利。他甚至被称为与邱吉尔首相对二战胜利做出了同等贡献的英国人。
由于破译工作的需要,图灵参与了世界上最早的电子计算机——“自动计算机”(ACE)的逻辑设计和具体研制工作。1945 年,他写出一份长达50页的关于ACE的设计说明书。长期以来,人们一直认为,世界上第一台电子计算机是美国人按J.W.莫奇利(Mauchly)提出的方案于1946年制成的“电子数字积分和自动计算机”(ENIAC)。但从已经解密的一些文件来看,很可能这一美誉要归于在图灵设计思想指导下研制出的ACE。
令人吃惊的是,图灵在ACE的设计说明书中,就已提出了“仿真系统”的思想。由于ACE机只采用了图灵的部分思想,而且出于保密的需要,图灵的 ACE 设计说明书直到 1972 年才得以公开发表,所以这期间,人们实际上是在重新发明图灵已经发明过的东西。巧合的是,正是在 1972 年人们才制造出具有仿真系统的计算机。
为了纪念图灵,1966年,美国计算机协会(ACM)设立了“图灵奖”。这个被喻为“计算机界的诺贝尔奖”,一般每年只奖励一名在计算机技术领域做出突出贡献的人。
看,一边徜徉于计算机科学中最有诗意的概念和理论,一边为战胜法西斯、赢得世界和平建立功勋。
仅有其中任何一项,已足以令人在世间不朽。
然而,图灵却不止于此。
他思想活跃,创造力也是多方面的。还有很多古怪深奥的问题,在他的大脑中熊熊燃烧。
图灵从小对自然科学充满兴趣,地理知识、生理学、化学、物理学甚至绘画,都曾吸引他去钻研。他醉心于研究人类思维和智能机器的问题,追问一堆普通的原子,究竟是如何构成一个能思考的系统的;曾深入探索过量子力学与智能的关系;试图用数学方法研究人脑的构造问题,例如估算出一个具有给定数目的神经元的大脑中能存贮多少信息的问题等。他还提出:学习机器可以像原子反应堆一样,达到一种“超临界”状态,从而独立地创造出比已有想法更多的想法……
二十世纪40年代末图灵表现出对生物学的浓厚兴趣,从1952年直到去世,一直在做生物数学方面的研究,撰写了长篇专论《形态形成的化学基础》。他主要的兴趣是斐波那契叶串行,存在于植物结构的斐波那契数。他用相当深奥而独特的数学方法,研究决定生物的颜色或形态的化学物质在形成平面形态(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,试图阐释“物理化学规律可以充分解释许多形态形成的事实”这一思想。而我们知道,在生物学界,直到80 年代才开始探讨这一课题,至今仍然是吸引着众多科学家的前沿领域。
纵观图灵的思想和研究,可以发现两个鲜明特点:一是将抽象和具象、符号和实物融为一体;二是从生命和机器的两端进行双向观察——而这一点,不由让我们联想到今天已被奉为互联网哲学教父的凯文·凯利在其《失控》一书中的论断:机器正在生物化;而生物,正在工程化。
一切都表明,图灵是一位科学史上罕见的具有非凡洞察力的奇才。今天的人们不断发现,后世很多独立研究的新成果似乎不过是在证明图灵思想超越时代的程度。2012年,《自然》杂志称赞他是有史以来最具科学思想的人物之一。
此刻,或许只有法国诗人戈蒂耶的诗歌《补偿》中的诗句能表达出对我们对图灵的无限敬意:
高贵的造物在太阳下诞生,
在地上把人的一切梦想聚集:
铁的身,火的心;可赞叹的精英!
上帝造他们像是为证明自己,
……
只给他们一天,或给他们百年,
给他们色彩或剑,风暴或静谧:他们都会把辉煌的意图实现。
……
这种人每个民族以五、六个为限,
在繁荣的时代也只有五、六个,
人们讲述着这些永生的典范。