英年早逝的数学天才系列5-图灵

英年早逝的数学天才系列5-图灵

艾伦·麦席森·图灵( 1912年6月23日-1954年6月7日)

数学不仅有真理,也有最高的美。有些人为历史做了贡献,却被历史亏待了。图灵就是其中之一,纵观历史,他的成绩几人能及。

图灵(Alan Turing)生于1912年6月23日,逝于1954年6月7日,活了不到四十二岁。生得不伟大,死得不光荣。一方面由于他的性取向,另一方面由于他在二战中从事过机密工作,图灵在生前并没有被广泛了解。

图灵出生于1912年英国伦敦,一个英式公务员家庭。图灵的求学经历和当时很多同一阶层的男孩近似:早早离开父母进入公学,之后进入牛津、剑桥这样的大学学习。同样和很多男孩一样,图灵对于这种生活安排不能说是适应,在公学里他经常被人欺负,自己也不太能照顾好自己,哪怕是他擅长的数学,一开始的成绩也不出挑。在公学中,他结识了一位好朋友,也萌生了最初的爱情。他喜欢上了一位名叫克里斯托弗的男生,两人常一起学习。不幸的是,克里斯托弗患有结核病,在某一年假期中去世。这段感情影响了图灵的一生,后来他一直和克里斯托弗的母亲时常通信。我们如今能从他留下的笔记和信件中找到关于这段感情的诸多文字,尽管是少年之爱,读来也令人动容。

之后,图灵渐渐表现出了数学才能,1931年他进入剑桥大学国王学院,1934年毕业后留在国王学院继续研究。1936年,他提交了的第一项重要成就《论可计算数及其在判定问题上的应用》。这篇论文讨论了当时数学领域非常热门的话题“可计算问题”。在论文中,他设想了一种奇特的机器:拥有一个笔头,能够在一条无限长的纸带上左右移动,根据纸带上的信息进行操作。图灵证明,这台机器能够解决任何数学问题。但是该论文只在专业领域引起了一些反响。但正因为对这个领域的研究,让图灵了解了另一位大数学家阿隆佐·邱奇。1937年到1938年,图灵远涉普林斯顿大学,师从邱奇完成了自己的博士学位,然后回到剑桥继续研究。图灵对当时的数学和工程成就非常熟悉,这让他在二战爆发后得以在另一个领域大放异彩。

1939年,希特勒的潜艇不停破坏英国的补给线,空军轰炸英国的各大城市,却希望通过这种手段让英国人不战而降。这一年,图灵应征加入了皇家海军,在军情六处管理的一个情报机构从事密码破译工作。

人类发明密码由来已久,直到二战时期,字母加密的基本思想还是没有脱离用一个字母替换另一个。这种简单的密码在千年历史中已经积累了各种破译办法,二战中每天海量的无线电信息发送再用如此简单的密码就不堪一击了。德国人发明了一种叫做“谜”(enigma)的机器,它配有一套接线、数个转子,每天密码员只要切换一下接线和转子的顺序,就可以切换全套加密手法。这套手段对于密码员的操作非常简单,却制造出极为复杂的加密,在二十四小时内,对方的解密人员无法摸清它的规律。

图灵改进了当时波兰数学家为抵抗纳粹制造的炸弹机,这台机器能大量计算,尽可能快地找到接线和转子的对应关系,并不断地领导自己的小组针对德军的改变提供新的计算结果。他们请一家精密仪器制造厂制造了多台,这让他们在对付德军密码时占尽了先机。这一往事被当做机密尘封多年,战后很长时间,德国人都不知道自己的密码被英美两国全面破译。

在这几年,图灵曾和一位女士订婚,图灵向她吐露了自己是同性恋的实情。但那时的英国,无性婚姻是可接受的,嫁不出去却是一场灾难。这位女士一开始并不想解除婚约,但最终还是放弃了这场要变为悲剧的婚姻。

战后,一切回到正轨,但国际形势已大变。战争中电子技术的应用让各国都意识到了电子计算机的可能性。于是,在美国主要由冯·诺依曼领导的团队开始发力。这位二十世纪的科学巨人发现了1936年图灵的那篇论文,并要求他在EDVAC计算机团队中的科学家和研究者阅读这篇论文,图灵的思想由此真正融入了进了计算机的研发。

在英国,参与了几年不算成功的国家项目后,图灵先是回到剑桥,又去曼彻斯特大学任教。此时,他已是英国电子计算机研发的重要人物。他热衷于参加机器是否能够思考的讨论。在一篇写给哲学杂志《心灵》的论文中,他提出一种叫做“模仿游戏”思想实验:一男一女在房子中答话,企图欺骗房子外面的人。他指出,如果我们仅仅根据和一个人简单的交流就判断他能够思考,那么我们没理由不对一台机器一视同仁。这个思想后来发展成了著名的图灵测试。

正是在曼彻斯特,图灵以他时不时的懵懂引来了大麻烦。他交往了一个年轻人,和他这位大学教授相比,这个人的社会阶层不高。交往后不久,图灵家中失窃。图灵认为他的男友偷了东西并报警。结果警察挖出了他俩的关系并当做意外收获。图灵坚持无罪辩护,剑桥知识界的朋友们也纷纷援助。最终,他的哥哥劝说图灵认罪,并接受注射激素的化学阉割。当时,人们不仅将同性恋视为一种道德上的堕落,还将它视为生理疾病。伤害加上羞辱,羞辱加上伤害,这些都落在这位天才身上。

1954年,图灵为所有人制造了最后一个谜。他死在家中,咬了沾有氰化物的苹果。他的去世让很多人震惊。我们没有足够的证据证明图灵选择了自杀。然而一切都已经太晚,图灵于1954年6月7日离世,享年41岁。

美国计算机协会1966年设立图灵奖,被当作计算机科学的诺贝尔奖。图灵死得不光荣,他的名誉都是死后得来的。2009年9月10日图灵死后五十五年,在英国人民的强烈呼吁下,英国首相布朗向全国人民正式颁布对图灵的道歉。布朗说:“我很骄傲地说:我们错了,我们应该更好地对待你。”

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