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艾伦·图灵——一个在战争背后却让二战提前两年结束的数学天才

一边是计算机科学中最有诗意的概念和理论,一边是在第二次世界大战时为世界和平而解谜。毫不夸张地说,我们今天得以逃离纳粹的铁蹄,应该感谢他的汗马功劳。

艾伦·图灵

艾伦·图灵,全名艾伦·麦席森·图灵(英语:Alan Mathison Turing),出身于一个半贵族半资产阶级的家族。他的家族,本是上流社会中的一族。但是到了18世纪,整个家族开始没落。1872年,罗伯特·图灵爵士从印度归来,终于带回好运,恢复了爵位和领地。但是,图灵家族并没有真正复兴,因为他们家族的各大支系,都偏偏没儿子。到1911年,图灵家族只剩三个很小的分支,而图灵的祖父就是其中的一支。

1848年,图灵的祖父以第11名的成绩,获得剑桥大学三一学院的数学学位。但他随后放弃了数学,就任圣职,当了牧师。1861年,他娶了19岁的范妮·博伊德,并离开剑桥,定居在诺丁汉郡。在那里,他们一共生了十个孩子,两个儿子夭折,二儿子的朱利叶斯·马西森·图灵——便是艾伦·图灵的父亲,他没有继承约翰的数学天赋,而是成了一名文科高材生,他以第七名的成绩成为一名驻印度的公务员。

朱利叶斯在印度任职十多年后第一次回国时,就遇到了艾伦的母亲艾赛儿·斯托尼,她的祖先也是大英帝国的开拓者,她的祖父是马德拉斯铁路的首席工程师,负责建设唐各布达拉桥,还发明斯托尼无声涡轮。当两个人相遇的时候,他们的爱情就一发不可收拾了。他们一起孕育了两个男孩,一个是出生于1908年1月哥哥约翰·图灵,另一位就是出生于1912年6月的艾伦·图灵,后来的计算机科学之父,人工智能之父。

幼年图灵

但是如果是一个并不了解这段历史的人,又如何能想到获此殊荣的图灵,又有着怎样传奇的一生呢?

朱利叶斯不想两个儿子生活在马德拉斯的酷暑中,于是把他们留在了英国,寄养在一对军人夫妇家里,长时间的两地分居,让幼年的图灵很少能感觉到父爱的温暖,这也是导致图灵性格孤僻的一个原因。

在一次旅行中,相识多年、同为数学专业学生的朋友莫里斯和他留宿在亲友家中。主人并未多想,让两个男人睡在一张床上。“友谊突然爆出裂痕。莫里斯大吃一惊——他一点也没想到。图灵赶紧道歉,撤回。”也许是因为极度的窘迫,图灵突然愤恨地发作,倾诉起少年时代父亲在印度任职,自己小小年纪被送到寄宿学校的经历。“谁把我变成了这个样子?”

是谁把图灵变成了这个样子呢?是他的父亲吗?我们不得而知,我们能知道的只有,从小图灵就是一个矛盾体,他可以自己通过一本《快乐阅读》,用三周时间学会阅读,他还用更短的时间学会识数,在本子上抄写治疗荨麻疹的酸模合剂的成分,但是直到7岁的时候依然无法分辨左右,于是聪明的他在左手的拇指上画了一个红点,称为“识别点”,通过它,来判断哪边是左。

上学时的图灵

而图灵又对拉丁文没有一点兴趣,十年的写作就仿佛是一场战斗,在这期间,凡是他写的东西,要么就是打满了叉,要么就是把纸弄得奇脏。不仅如此,在生活的很多事情上,图灵都需要哥哥约翰的帮助,他要帮弟弟整理纽扣,穿对鞋子,甚至刷牙等等琐碎的事情。那我们的图灵在干什么呢?当一家人其乐融融地享受假期的愉悦时,图灵在玩耍的花丛里发现了蜜蜂,于是观察它们的飞行路线,并标出交会点,确定蜂巢的方位,找到了他想要的蜂蜜。

因为工作的关系,短暂的相聚以后父母又再次留下他们前往印度,再回来时图灵已经九岁了,但是他还不会稍微复杂一点的除法,等到十岁时,图灵的母亲发现,长时间的分离导致图灵显得更加的抑郁和孤僻,于是她决定留下来,开始自己教艾伦基础的知识。但是图灵也需要上学,第一家学校拒绝了他,因为公学有自己的制度,很显然,图灵在遵守制度上并不是特别擅长,于是他进入了哥哥所在的海兹赫斯特小学,是个私立学校。

图灵奖,被誉为“计算机界的诺贝尔奖”

图灵终于有了一个可以学习的地方,而且当接触到妈妈送的《儿童必读的自然奇迹》时,他的另一个世界仿佛被打开,他第一次知道了什么是科学,于是他开始自己尝试做各种各样的实验,所有的老师都极力地阻碍图灵,不让他搞那些没有用的“科学”,但他们无法阻碍他的发明,图灵自己发明了一支钢笔(虽然会经常性的漏水);而且还在给家人的信中还粗略地勾勒了一个关于打字机的想法。从小图灵就显出异于常人能力。的尽管成为科学家并不是父亲对图灵的期望,因为那时科学家的工资少得可怜,但他还是以自己的方式在帮助图灵。

后来的图灵,对化学疯狂着迷,他一直都很喜欢药方,而且在牛津过暑假时,还接触到了一箱子化学药剂,这个爱好一直伴随着他死去。

1954 年的初夏,早上 5 点钟女管家打开大门,发现图灵嘴中吐出白沫,床边放着一枚咬过的苹果。他干干净净地躺在床上,显得十分平静。验尸官断定图灵死于氰化物中毒,在他的房间里有一个装满氰化钾的果酱罐子,这也是图灵小时候最喜欢用来电解的物质之一。

后来的图灵到了必须得接受公学的年龄了,费尽周折,图灵考进了一所叫做舍尔伯尼公学,即便如此,图灵依旧是一个让所有老师都很头疼的学生,在每次的学习报告中,除了科学和数学老师会有少量的表扬,剩下的都是老师对图灵的批评,甚至连校长在评语中也写到“我希望他不要两头耽误。如果他要留在公学,他必须以受良好教育为目标。如果他只不过想当科学家,那么上公学对他来说就是浪费。”

在电影《模仿游戏》中,幼时的图灵还有强烈的强迫症,孤僻怪异的性格导致他经常受到其他同学的欺凌

这样的状况一直持续到1927年,图灵在学校里遇到一个男孩——克里斯朵夫·默卡,当图灵第一次见到这个男孩的时候,吃了一惊,一是因为他比同龄人矮很多,他比艾伦大一岁,而且比他早一年上学,但是很瘦小,头发是金色的;二是因为艾伦“好想再看一眼他的脸,太有魅力了”。但是克里斯朵夫和图灵就像两个世界的人,图灵在公学里只有批评,但克里斯朵夫却收获了奖学金、奖项、荣誉和赞赏。

电影《模仿游戏》中,图灵和克里斯朵夫通过特制的密码彼此联系

为了和比自己大的男孩交朋友,他在数学上找到了突破口,他们经常在一起探讨自己喜欢的数学问题,他是图灵的初恋,图灵自己认为,这是他诸多同性爱人中的第一个。而在学校里一起学习的日子成了图灵一生最美好的时光。

但是这样的美好却是短暂的,自从1930年2月6日以后两个人分别以后,图灵再也没有等到克里斯朵夫的返校,因为当晚莫克姆结核病爆发,6 天后去世。

电影《模范游戏》中,图灵焦急的等待克里斯朵夫

那天晚上,图灵在黑暗中突然醒了过来。大修道院的钟敲着,两点四十五分了。他起了床,从宿舍的窗户看出去,望着星空。他经常会带望远镜上床,窥探另一个世界。月亮在罗斯的学院后面落下,艾伦心里想,就当这是他对默卡说得“再见”吧。

很明显,克里斯朵夫的死对图灵的打击是巨大的,但是也有好的一面,就像他在给克里斯朵夫母亲信中写的一样:“虽然他已经不在了,但我知道,我要像他还活着一样,在我的工作中,保持那个劲头。尽管物是人非,但这应该是他希望我做的。”图灵开始改变自己,并以克里斯朵夫为榜样,图灵从一个沉默寡言的学生成了学校监督生、军事训练营小队长,获得了国王学院的奖学金。他在专业奖学金获得者中排名第八,数学方面获得了爱德华六世金奖。在纪念仪式的时候,他还受到了赞扬:A.M. 图灵,他是近年来这个年龄段最卓越的男孩之一。

图灵机概念图,图灵机在当时只是一设计理念,并没有实物

后来的学习之路对于图灵来说并没有什么困难,国王学院以纯粹的道德自治权著称,氛围融洽、人际关系善意宽容。图灵唯一需要做的,就是最大限度地做好自己。图灵的数学能力得到充分的发展,他开始发表各种学术论文,在《论数字计算在决断难题中的应用》中他描述了一种可以辅助数学研究的机器,后来被人称为“图灵机”。后来我们所熟知的电脑,以及还没有实现的“人工智能”,都基于这个设想。图灵以为他会在数学和机器的世界完成自己的一生,直到1939年。

布莱切利庄园,二战期间图灵一行破获德军密码的秘密基地

第二次世界大战打断了图灵正常的研究工作,1939年9月4日,图灵前往政府编码密码学校布莱切利庄园报到,在这里,他从事破译敌方密码的工作。为了能够尽快地解决破解密码的难题,图灵开始着手发明一种机器,从刚开始的图灵炸弹机,到后来的通用机,图灵一步一步的改进了破译密码的机器,而这些工作都涉及到电子计算机的设计和研制。直到1943年,德国的情报不断被破译,但德国当局再次顽固地认为,问题出在雷达和间谍上,加上斯大林格勒的挫败,这场战争开始转折。

电影《模仿游戏》中,图灵正是用这台机器破解了德军的密码

二战结束后,图灵开始恢复战前在理论计算机科学方面的研究,并结合战时的工作,具体研制出新的计算机来。1950年10月,图灵发表论文《机器能思考吗》。这一划时代的作品,使图灵赢得了“人工智能之父”的桂冠。1951年,时年39岁的图灵由于在可计算数方面所取得的成就,成为英国皇家学会会员。

1952年,图灵的同性伴侣协同一名同谋一起闯进了图灵的房子实施盗窃。图灵为此而报警。但是警方的调查结果使得他被控以“明显的猥亵和性颠倒行为”,这在半个多世纪前的英国还是大忌。他没有申辩,并被定罪。在著名的公审后,他被给予了两个选择:坐牢或荷尔蒙疗法。他选择了荷尔蒙注射,并持续了一年。在这段时间里,他不仅需要克服药物带来的痛苦,还要抗击心灵上和肉体上的双重打击。

1954年6月7日,图灵被发现死于家中的床上,警方调查后认为是剧毒的氰化物中毒,调查结论为自杀,当时的图灵41岁。

直到2009年9月,英国首相布朗代表英国政府向已经逝去55年的图灵作出了明确的道歉。2013年8月英国女王伊丽莎白二世正式宣告赦免图灵。

2019年7月15日,英格兰银行行长马克·卡尼在展示印有艾伦·图灵的新版50英镑纸币,此钞将于今年底进入流通

这就是图灵的一生,看似传奇,又充满无奈,他孑然一身,在数学和机器的荆棘丛中穿行,他解读了世界上最难的密码,使得这场战争至少提前两年结束,也使得至少2000万人免于战火的袭击。可以说图灵对于二战的贡献是不可磨灭的。但他的生命却让这个世界永远无法解读。

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