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电脑人心 之 计算机能思维吗?(一)图灵同志生平

已有 7240 次阅读 2010-9-14 11:33 |个人分类:电脑人心|系统分类:科普集锦|关键词:学者| 人工智能, 认知科学, 图灵, 电脑人心, 人工智能可能性

回到咱们的“电脑人心?”专题。先来看看“计算机能思维吗?”这一问题的辩论。正方是阿兰•图灵。反方共有10路纵队。咱们先从介绍正方选手的生平开始。

(1)图灵同志生平

在前面的历史简述里,我们已经提到了AI这娃的爸爸阿兰•图灵同志。

阿兰•图灵1912年6月23日出生于英国帕丁顿。他的父亲朱利叶斯•图灵毕业于剑桥大学,是大英帝国在印度殖民地的文职官员,供职于印度东南孟加拉湾边上的马德拉斯(现在叫清奈)地区。母亲萨拉是移民爱尔兰的英国人的后代,家里多出工程师,她的父亲当时是马德拉斯铁路系统的总工。图灵祖辈曾经有人在印度发迹,并获得爵士称号。图灵的祖父早死,留下一大家子,儿子们继续为大英帝国的建设效力。图灵的大伯在印度从军,1899年在现在巴基斯坦的西北边疆省中埋伏被打死。图灵生于1914年爆发的第一次世界大战之前两年,死于1945年结束的第二次世界大战之后9年,而大英帝国正是通过两次大战而迅速走向衰落的。图灵可以说是日渐衰落的大英帝国的孩子。

图灵有个大他四岁的哥哥,出生在印度。图灵是在印度怀上的,不过朱利叶斯爸爸安排了全家回英国休假,所以图灵生在了英国。图灵9个月时,父亲就回印度去了,1岁3个月时,母亲也回去了。作为留守儿童,图灵由寄养家庭的爷爷奶奶带大,10岁前,大概一半多的时间父母都不在身边。他从小很招人喜欢,很淘气,也很聪明,自己用了三个星期,照着一本《不哭鼻子也能读书》教会了自己阅读。不过,9岁的时候,母亲从印度回来,发现开朗活泼,乐于社交的小图灵变得木讷、不合群了。

小学毕业之后,图灵上的是雪伯恩公立中学(Sherborne public school)。在英国当时的教育系统里面,公立中学大致是培养中规中矩的有文化、有纪律、有道德的帝国建设者,管教是相当严格的,不过还是有一定的空间,尤其是图灵上的雪伯恩公立中学,在数学和科学的学习上还是有一定的条件的。图灵上学期间,用很多时间学习数学和科学,不是很合群但也不添麻烦吧。他虽然手不是很巧,但是喜欢做各种东西,喜欢地图,喜欢远足,擅长长跑,有着在沙漠荒岛如何生存的“最简主义”思维方式。用他自己13岁时候在一封信里的话来讲,“我似乎总是想以最节能的方式,用自然界里最平常的东西来造各种东西。” 删繁就简,可以说是他一贯的思维特点。

图灵从小就对心灵问题感兴趣。高中的时候结识了同校一位叫做克里斯托弗•莫科姆。莫科姆比图灵高一个年级,家境宽裕,有自己的天文观察台和化学实验室,在他的影响下,图灵对天文和化学发生了浓厚兴趣。1929年底图灵和克里斯托弗一起参加了剑桥大学三一学院的奖学金考试,克里斯托弗被录取。可是,两个月之后,莫科姆就因为结核病发作而死。莫科姆可以说是图灵同志的初恋吧,他的去世给图灵很大打击,促使他思考灵魂的问题,追问永恒的可能性。

1931年,图灵进入剑桥大学国王学院。当时的国王学院,有思想开明的凯恩斯任校长,有著名数学家哈代同志任教,思想活跃,气氛宽松,这很适合于在社交上很笨拙的图灵,也使得他逐渐觉醒的同性恋意识没有受到额外的压制。在剑桥期间,图灵专攻数学,成绩优异。1935年,图灵听了数学家纽曼(M.H.A. Newman)的数学基础(Foundations of Mathematics)讲座,接触了希尔伯特的“判定问题”。图灵听到之后,就开始攻这个问题。在一年左右的时间里,就搞通了,并完成了它的经典论文《论可计算数及其在判定问题上的一个应用》。在论文中,图灵提出了后来叫做“图灵机”的一种机器模型,用于模拟一切算术操作。虽然,图灵不是第一个阐明判定问题不可解的数学家──他当时并不知道阿伦佐•丘奇比他早一年以另一种等价的方式解决了这个问题,但是图灵机的直观性,其明确的机械性,使得大家对他的构造很认同。图灵机及其各种变形,今天仍然在理论计算机科学里广泛使用。

从剑桥毕业之后,图灵赴美国普林斯顿留学,并于1938年在丘奇指导下取得博士学位。当时,普林斯顿想挽留他继续在学术界发展,但是图灵选择了回国,并在二战前返回了英国。在二战爆发后,图灵加入了“政府密码学校”(GC&CS, Government Code and Cipher School),从事破译“谜团”密码的工作。“谜团”系统是整个二战期间德军使用的密码系统。在波兰人的先驱工作的基础上,图灵为破译谜团密码做了奠基性的工作,后来又负责GC&CS的大西洋室的工作。当时,英国沦为孤岛,后勤接济全靠海运,尤其是经由北大西洋来自美国的海运。然而,德国潜艇肆虐其间,击沉大量商船,曾经数度击沉船舶吨位的速度超过英美制造的速度。谜团密码之后破译,使得英国能够非常有效地定位并攻击德国潜艇,同时引导船队避开。可以说,图灵自己和同事们的工作对扭转大西洋战场的战局,起了非常关键的作用。

在GC&CS工作期间,图灵曾与同事琼•克拉克短暂订婚,后来面对自己是同性恋这一事实,图灵取消了婚约。

战后,图灵在1945年到1948年期间,在国家物理实验室工作,负责“王牌机”(ACE──自动计算引擎)的基本设计,明确要把它做成通用机,提出了很多崭新的思想:存储程序、子程序、高级程序设计语言等等。不过,随着战争的离去,科研机构回归官僚化,图灵的思想和主张难以得到支持和采纳,ACE计算机也拖到1952年才建成,而图灵也早已于1948年离开国家物理实验室,前往曼彻斯特加入大学,从事计算机程序设计工作。

与此同时,基于战时学习的电子技术和战后计算机设计与编程的经验,图灵回到了他一直感兴趣的人的心灵问题,提出可以通过编程让机器思维。通过一系列的采访、辩论、报告和文章,尤其是1950年发表在英国哲学杂志《心》上的《计算机械与智能》一文,图灵明确提出了后来被叫做人工智能的思想。如果说1936年的《可计算数》是理论计算机科学的奠基性文章,那么这篇文章可以说是人工智能的奠基性文章。

在曼彻斯特大学工作期间,从小就对生物形态感兴趣,以着迷于野菊花而闻名的图灵,开始从事形态发生学(morphogenesis)的研究。他以简单的微分方程表达化学成分的分布,来解释斑点的形成等等,并利用计算机来进行微分方程的计算,做出了开创性的工作。

在战后的年头,图灵对自己身为同性恋更为自觉和自信。1952年,他在曼彻斯特的家被窃,窃贼是他的同性恋对象的朋友──他当时正试图与这位朋友发展长期关系。在警方调查中,他直述自己的同性恋关系和行为,于是被起诉,被判“大大有伤风化”,处以“化学阉割”,就是注射雌性激素来“治疗”他的同性恋。

虽然,此时的图灵对于自己的同性恋身份和行为早已没有任何负罪感,然而,这些对待无疑给图灵带来巨大的压力,使他不可能有任何空间与任何人建立起他所期望的稳定关系。很快,随着冷战的加深,麦卡锡时代来临,在大西洋的另一边,奥本海默正被审查。同性恋者被视为“对敌斗争”中的薄弱环节,英美两国都加紧了对接触国家机密的同性恋者的审查和控制。按照图灵传记作者霍奇司的说法,因为图灵接触绝密,而且仍然为英国情报部门做顾问,图灵自然会受到更大压力。

1954年6月7日,图灵吃蘸过氰化钾的苹果自杀。55年以后的2009年,英国首相就图灵的遭遇发表声明公开道歉。

从1966年起,计算机械学会(Association of Computing Machinery)设立了图灵奖,相当于计算机界的诺贝尔奖吧。除了理论计算机科学和人工智能上的奠基性工作,图灵在形态发生学方面的工作,也得到广泛认可。虽然他计算机系统结构的工作,由于ACE计算机问世太晚,其原创性没有充分肯定;不过,近年来,人们又进一步发现图灵在神经网络方面的开创性工作。如果图灵多活些年头,他究竟还会做出什么科学贡献,真的是难以蠡测的。

纵观图灵的一生,基本上是对最深刻的理论问题有良好直觉的应用数学家,具有超凡的删繁就简的洞察:图灵机,谜团密码的破解,形态发生学里的图灵方程式,还有后面将会讲到的图灵测试都体现了这一特点。这个特点,也是他待人处事的特点。然而,这在社会上恐怕是难以行得同的。所以,尽管在中学时期,他可以有足够的空间与资源,专心于学习;在剑桥大学期间,可以在国王学院宽松的环境里自由探索和发展;在战时,可以在特殊情况下,取得发挥很大作用的空间,甚至可以直接写信给丘吉尔,绕过官僚体系来推动事情;随着二战结束,一方面是冷战来临,社会政治走向保守,而另一方面,是图灵那简单真诚到几乎幼稚的自我肯定,撞车就难免了。这样,当日渐衰落的大英帝国的儿子,秘密战线上的二战英雄图灵,简单而真诚地去面对在传统惯性和时代压力下挣扎的帝国时,他很快就为复杂的黑暗给吞噬了。

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