[興趣使然]計算機科學與人工智慧之父-艾倫·圖靈傳記

計算機科學與人工智慧之父-艾倫·圖靈傳記

16歲的圖靈

艾倫·麥席森·圖靈（Alan Mathison Turing，1912年6月23日－1954年6月7日），英國計算機科學家、數學家、邏輯學家、密碼分析學家和理論生物學家，他被視為計算機科學與人工智能之父。圖靈事蹟曾被數次改編成電影，包括2014年的《模仿遊戲》（港譯《解碼遊戲》）。

圖靈的父親朱利斯·麥席森·圖靈（Julius Mathison Turing）是一名英屬印度的公務員。1911年，圖靈的母親Ethel在印度的Chatrapur懷了孕。因為他們希望艾倫在英國出生，所以回到倫敦，住在帕丁頓（Paddington），並在那裏生下了艾倫。父親的公務員委任使他在艾倫小時候經常來往於英倫和印度。由於擔心印度的氣候不利於兒童成長，他便把家庭留在英倫與朋友同住。圖靈很小的時候就表現出他的天才，後來就更加顯著。他說他在三個星期裏自己學會閱讀，而且，就對數字和智力遊戲着迷。

1928年，在圖靈16歲的時候，開始閱讀阿爾伯特·愛因斯坦的著作。他不但能夠理解，而且看出了愛因斯坦對牛頓運動定律存有質疑，即使愛因斯坦的著作中並沒有明白指出這點。

1931年，圖靈考入劍橋大學國王學院。1934年他以優異成績畢業。1935年因為一篇有關中心極限定理的論文當選為國王學院院士。

圖為劍橋大學國王學院，國王學院電腦室便以圖靈命名

圖靈在普林斯頓大學度過了1937年和1938年的大部分時間，在邱奇指導下學習。1938年，他取得了博士學位。

1939年圖靈被英國皇家海軍招聘，並在英國軍情六處監督下從事對德國機密軍事密碼的破譯工作。兩年後他的小組成功破譯了德國的密碼系統Enigma，從而使得軍情六處對德國的軍事指揮和計劃了如指掌。但是軍情六處以機密為由隱瞞了圖靈小組的存在和成就，將其所得情報據為己有。圖靈小組的傑出工作，使得盟軍提前至少兩年戰勝了納粹德軍。

圖靈與二戰
1939年二戰爆發後圖靈曾協助軍方破解德國的著名密碼系統恩尼格碼密碼機(Enigma)，對盟軍取得了二戰的勝利有一定的幫助。但這破解恩尼格碼的方法不是圖靈發現的，而是波蘭的密碼局在二戰前即擁有的祕密。波蘭這個民族優秀的科學家與數學家輩出，但國家多苦難，兩次大戰間夾在野心勃勃的東西兩強之間，朝不保夕。東有蘇聯共產國際的進逼，西有德國法西斯的擴張。基於國安需要，1920 年代晚期即成立密碼局，延請專業數學家研究密碼學。其中雷艾夫思基（Marian Rejewski），茲格阿爾思基（Henryk Zygalski），羅茲伊特思基（Jery Ró ycki），是破解恩尼格碼的主要三位數學家，其中又以雷艾夫思基的貢獻為最。

恩尼格碼密碼機，是二戰前號稱最複雜的密碼

波蘭的密碼局在戰前就擁有關於恩尼格碼的完整知識，包括擷取長達十幾年的密文與例行設定機器的情資。雷艾夫思基花數年的時間檢視看似無意義的密文，尋找規則，最後終於寫下搜尋初始設定的限制方程式，並以擄獲的恩尼格碼加以驗證。1939 年波蘭淪陷，波蘭密碼局驚險地保住了多年的研究成果，逃出淪陷區後交給向德國宣戰的英國，由英國軍情局的布萊切利園（Bletchley Park）團隊接手。同年剛結束在美國普林斯敦大學博士論文寫作的圖靈加入團隊，帶領最後的破解工作。

圖靈在布萊切利園建造的機器取名為Bombe，源自波蘭密碼局的Bamba，有「密碼炸彈」之意。波蘭密碼局的「密碼炸彈」在德軍加強恩尼格碼後已力有未逮，但只是速度上的問題，破解的基本理論未變。另一方面，德國不是不清楚恩尼格碼機的原理已被掌握，但過度自信，認為只要簡單加大初始設定的組合數，世上不可能有足夠的運算能力，在一定的時間內找到初始設定。這才是德國致命的錯誤假設，也成就了圖靈的重大貢獻。

雖然圖靈並不是破解恩尼格碼機的原創者，但他的Bombe則與波蘭密碼局Bamba 的計算原理完全不同。圖靈引進大量的電子零件與更有效的演算法，讓Bombe 以當代無法想像的速度運轉，圖靈更利用統計原理，大量移除不必要的搜尋空間，至今仍是破解密碼的重要技巧。但圖靈也不是隻手達成任務，除了波蘭密碼局累積的知識，還靠布萊切利園同事的共同智慧，對Bombe 不斷改良。到戰爭後期Bombe 能在20 分鐘內完成計算，讓解密員得以在一兩個小時內確定德軍每天更換的初始設定。至戰爭結束為止，總共有約200台的Bombes 加入工作，戰爭後期德軍的行動完全被盟軍掌握，粉碎德國多個空襲計劃。Bombe與圖靈功不可沒。

圖靈與計算機
『如果要期望機器永不犯錯，那麼機器就不可能有智慧。』~艾倫·圖靈
1945年到1948年，圖靈在國家物理實驗室負責自動計算引擎（ACE）的研究工作。1949年，他成為曼徹斯特大學計算機實驗室的副主任，負責最早的真正的計算機---曼徹斯特一號的軟件工作。在這段時間，他繼續作一些比較抽象的研究，如「計算機械和智能」。圖靈在對人工智能的研究中，提出了一個叫做圖靈測試（Turing test）的實驗，嘗試定出一個決定機器是否有感覺的標準。

圖靈測試
圖靈測試（英語：Turing test，又譯圖靈試驗）是圖靈於1950年提出的一個關於判斷機器是否能夠思考的著名試驗，測試某機器是否能表現出與人等價或無法區分的智能。測試的談話僅限於使用唯一的文本管道，例如計算機鍵盤和螢幕，這樣的結果是不依賴於計算機把單詞轉換為音頻的能力。

機器是否有可能思考這個問題歷史悠久，這是二元並存理念和唯物論思想之間的區別。笛卡爾在1637年《談談方法》中預言圖靈測試。

笛卡爾指出，機器能夠與人類互動，但認為這樣的機器不能作出適當的反應，但是任何人都可以。因此，笛卡爾藉此區分機器與人類。笛卡爾沒有考慮到機器語言能力未來能夠被克服。

狄德羅設定圖靈測試標準：

「如果他們發現一隻鸚鵡可以回答一切問題，我會毫不猶豫宣布它存在智慧。」

這並不意味著他同意這一點，但它已經是唯物主義者當時普遍的說法。

根據二元論者心態，心靈是非物理物質（最起碼具有非物理性），因此，不能以純物理來解釋。根據唯物主義，頭腦可以用物理解釋，這讓那些人工智慧可能性產生。

1950年，圖靈發表了一篇劃時代的論文，文中預言了創造出具有真正智能的機器的可能性。由於注意到「智能」這一概念難以確切定義，他提出了著名的圖靈測試：如果一台機器能夠與人類展開對話（通過電傳設備）而不能被辨別出其機器身份，那麼稱這台機器具有智能。這一簡化使得圖靈能夠令人信服地說明「思考的機器」是可能的。論文中還回答了對這一假說的各種常見質疑。圖靈測試是人工智慧哲學方面第一個嚴肅的提案。

2014年6月8日，首次有電腦通過圖靈測試，尤金·古斯特曼成功在雷丁大學（University of Reading）所舉辦的測試騙過研究人員，令他們以為「它」是一位名為Eugene Goostman的13歲男孩，但後來有文章指它其實並非真正地通過了測試。

圖靈與同性戀
有人說歷史上有改變世界的三個蘋果，一個是夏娃咬過的蘋果，第二個是跌在牛頓頭上令他發現萬有引力的蘋果，第三個則是喬布斯一手創立的蘋果電腦。但是有沒有人知道那顆淬毒的蘋果，標誌著一個偉大的科學家的殞落，也殘酷地反映了當代社會的迂腐。

因為圖靈的同性戀傾向而遭到的迫害使得他的職業生涯盡毀。1952年，他的同性伴侶協同一名同謀一起闖進圖靈的房子行竊，但是英國警方的調查結果使得他被控以「明顯的猥褻和性顛倒行為」罪（請參看雞姦法）。他沒有申辯，並被定罪。在著名的公審後，他被給予了兩個選擇：坐牢或女性荷爾蒙（雌激素）注射「療法」（即化學閹割）。他最後選擇了雌激素注射，並持續一年。在這段時間裏，藥物產生了包括乳房不斷發育的副作用，也使原本熱愛體育運動的圖靈在身心上受到極大傷害。1954年，圖靈因食用浸過氰化物溶液的蘋果而死亡。很多人相信他的死是有意的，並判決他的死是自殺。但是他的母親極力爭辯他的死是意外，因為他不小心在實驗室里堆放了很多化學物品。

艾倫·圖靈於英國東柴郡威姆斯洛舊居

在2009年9月10日，一份超過 3萬人的請願簽名，使英國首相白高敦在《每日電訊報》撰文，因為英國政府當年以同性戀相關罪名起訴圖靈並定罪，導致他自殺身亡，正式向艾倫·圖靈公開道歉。

至2012年，有 21,000多人簽名請願，要求英國政府追授圖靈死後赦免狀，但被當局拒絕。英國上議院的麥克納利勳爵（英語：Lord McNally）解釋說：「死後赦免狀是不合適的，因為圖靈是根據當時的法律被定罪。圖靈應當知道他的所做所為會觸犯法律，他也應當意識到他有可能會受到迫害。圖靈在當時的判罪在今天看來既殘酷又荒唐，這無疑是一個悲劇，尤其我們應當知道他對戰爭勝利做出了卓越的貢獻。然而，我們不應當脫離歷史背景看待這一事件，在那時的法律這的確是重刑。我們不應該在糾結於把不正確的事強行撥亂反正，我們所能做的是確保今日的社會再也不要回到過去、重複歷史。」

2013年12月24日，英國司法大臣宣佈英國女王伊莉莎白二世赦免1952年因同性戀行為被定罪的艾倫·圖靈，不過有抗議者指出應將此赦免令範圍擴大到所有和圖靈同時代且受到同樣待遇的同性戀者。

2015年2月23日，圖靈的家人向英國首相府邸發出了一份超過50萬人簽名的請願書，要求英國政府赦免49,000個和圖靈一樣因同性戀而獲罪的人。2017年1月31日，艾倫·圖靈法案生效，約49,000位因同性戀定罪者被赦免。

延伸閱讀：圖靈與蘋果
蘋果公司的商標有時會被誤認為是源於圖靈自殺時咬下的半個蘋果，但該圖案的設計師和蘋果公司都否認了這一說法。而公司創辦人史蒂夫·喬布斯在接受記者問到此事時說：「上帝啊，我們希望它（LOGO向圖靈致敬）是真的。但它只是巧合。」（"God we wish it were. It's just a coincidence."）

而蘋果標誌的設計師在一次採訪中親自證實這個標誌與圖靈無關。賈伯斯也曾說「被咬掉一口的設計只是為了讓它看起來不像櫻桃」。