以一己之力将二战时间缩短两年的数学家——图灵

改编一句话，“牛逼的人都是相似的，平庸的人各有各的平庸。”

图灵的履历让我们觉得天才二字简直就是为他量身定制。

艾伦·麦席森·图灵，1912年6月23日出生在英国伦敦，是英国历史伟大的数学逻辑学家，密码学家，人工智能专家。也是公认的现代计算机和人工智能之父。

艾伦·麦席森·图灵

图灵也像大部分的数学天才一样，从小就开始表现出与众不同的数学直觉。1926年，图灵考上英国的舍本公学，这是一所很有名的中学，图灵在这里将把自己对于自然科学的爱好变得更加广泛，也确定了图灵以后对于数学事业的基调。1931年，图灵进入剑桥大学国王学院，在剑桥大学浓郁的学术氛围下，图灵一步步强化自己的科学武装，将自己对于数学的全部热情激发出来，在这里，图灵做出了第一个成果。1935年，图灵发表了“左右殆周期性的等价”和“论高斯误差函数”，这两篇极具分量的论文使图灵成为国王学院叱咤风云的人物，他也成为了剑桥大学国王学院最有名的毕业生之一。

图灵科研生涯里最著名的成果，莫过于判定性问题的研究了。这个理论的发展，对于后来的计算机科学提供了强有力的理论支持。1936年5月，图灵发表了“论数字计算在决断难题中的应用”，这篇论文被后世尊为人工智能领域的开山之作。这里开始尝试用机器去代替人类思考的方式，并且提供了一系列可以实现的方法。用数学上的逻辑符号和现实世界中人们的思考方式相连接，也将算法的重要性越来越凸显在各种各样的判定性的问题上。这篇论文最吸引人的地方是，图灵假想了一种机器，现在我们称之为图灵机。

图灵机构想

本质上它跟我们现在的计算机没有区别，图灵的想法是将遇到的各类问题分门别类，找出特定的算法来执行某个计算函数，这个计算函数最终的解也就是我们要得到的答案。然而在那个年代里，什么是计算？任何问题都是有算法可进行判定的吗？诸如此类，都没有明确的定义。人们不得不在模糊中摸索前进。图灵在“应用”中从另一个角度定义了计算的本质。他深刻分析了人们在解决问题的过程中，计算或者思考的步骤，把计算作为解决任何问题最基础的，最确定的动作，那么就可以使用比较简单的法则来描述这些机器上运行的计算动作，最终的推导结果就是，算法可计算函数就是这种自动机能计算的函数。

虽然那个时代计算机尚未成型，图灵的很多假想其实都只能存在于理论上，并没有任何一台机器能够将最最简单的程序运行下来并得出结果。但是图灵机却包含了现代计算机所有的组成，图灵机内部有不同的状态，可以记录当前运算的状态，图灵假想的是在无限长的纸带上打孔，通过对孔不同的位置的记录，人们就可以了解到运行到什么程度。这些内部的状态，其实也就是现代计算机执行的指令，或者可以说是程序。图灵机通过对外部纸带上的孔进行分析，也就是接受指令，并且根据指令来改变自身内部状态查找程序表，然后再输出到外部的纸带打孔机上。以同样的纸带来作为自己计算结果的呈现。其实很明显，纸带在这里充当了输入输出设备。内部状态记录的空间相当于现在的内存，存储各种计算指令，并且可以记录中间处理数据。

现实里的图灵机最终还是被制造出来了，不过这台机器并没有发挥实际作用，但是他清晰地将计算机的雏形呈现出来，也是自动机器的开始。

说起图灵开创的人工智能领域，就不得不提著名的图灵测试，事实上，图灵测试对于现在已经如火如荼的AI行业来说，仍然具有很大的操作性。我们也时刻幻象着人们可以造出来一台这样的机器，可以完全代替我们去思考去执行事件。

图灵测试，简单来说，就是在封闭空间里让主持人同时对一个人工参赛者和一位机器人类提问题，机器人类可以动用内部指令和学习能力来回答这个问题，但是要尽量地贴近人类的思考方式和表达习惯，并最终让主持人无法分辨哪方是人类，哪方是机器。如果主持人无法判断，那么就可以断定机器已经具有人类思维。

图灵测试

事实上，直到人工智能概念大行其道的今天，我们也没能完成图灵测试。从阿尔法狗，再到各种各样的AI助手，都还不具备思维的能力，这也是所有智能算法和神经网络算法研究的方向和目标。

真正让图灵在英国人心目中奠定地位的是二战中破译德军恩尼格码密码系统。1939年秋，他应召到英国外交部通信处从事军事工作，接过荷兰三杰关于早期恩尼格码加密系统破译的工作。荷兰人破译了早期的恩尼格密码，这让同盟国的战友们增加了莫大的信心，毕竟这是一种他们之前都不敢想象，并且一度以为是牢不可破的密码系统。荷兰三杰马里安·雷耶夫斯基、杰尔兹·罗佐基和亨里克·佐加尔斯基都具有非常深厚的统计数学基础，他们的杰出工作，也让人们意识到，破译密码的工作到最高层次其实都是数学技术的较量，破译工作首当其冲的是数学技术，其次才是关于的语言的诧异。

恩尼格玛机

图灵对付恩尼格密码的“大炸弹”

图灵分析出了几种恩尼格码的漏洞（以后有机会详细谈谈恩尼格码机的加密及破译过程），或者叫bug。这些bug在图灵强大的数学分析面前露出马脚，图灵绕过了恩尼格机设置的加密屏障，并且发明了名为“炸弹”的暴力破解工具，当然这个暴力破解是建立在已经尽可能缩短秘钥长度并且使这个秘钥长度在当时可被计算的范围内。就这样，恩尼格码机被盟军彻底破译，德军的任何指令都是以明文的形式出现在盟军最高统帅的桌子上，一时间，德军开始走向末路。后来的历史学家分析，二战中，图灵对于德军纳粹密码破译的杰出贡献使得二战早结束两年，如果没有天才图灵的创造发现，那么二战可能会跟现在的结局很不一样。

战后，图灵开始着手电子计算机的理论研究，为人们搭建了所有计算机的雏形。1952年，图灵甚至编写了一个象棋程序，当然那个时代没有机器可以模拟这样的游戏。于是，图灵自己代替计算机来执行指令和同事开始这样的游戏，等到机器走棋的时候，图灵会根据当前的指令分析，给出计算机的结果，每走一步棋，图灵自己大概要计算半小时左右，最后程序输了这场游戏。不得不感慨，图灵的眼界到底要超越那个时代多少年！

然而，天才的后来很多都伴随着悲剧的结尾，图灵也是其中的代表。1952年，图灵被发现是同性恋者，并且在自己公寓发现了同性密友。这在当时是很严重的行为，伦敦当局调查，认为图灵的行为构成“明显的猥亵和性颠倒行为”。法院最终判决，图灵要不坐牢，要不就执行荷尔蒙治疗。图灵选择了后者，荷尔蒙疗法其实就是给图灵注射雌性激素，妄图用这样残酷野蛮的方法来遏制图灵本来的性取向。就这样，图灵在煎熬中度过了一年的所谓治疗期，这给图灵本人带来了无尽的痛苦，他身体部位开始重新发育，甚至已经影响到自己的头脑思考。

终于，天才受不了这样的摧残和侮辱。1954年6月7日，人们发现图灵死在自己的公寓中，并且床边还有一个半个苹果，苹果内检测出氰化钾。死因最终被认为是氰化钾中毒，并排除他杀。

就这样，英国现代历史上最伟大的科学家以这样屈辱的方式告别了自己仅有43年的人生！

2009年9月11日，时任英国首相布朗公开发表了对于图灵的正式道歉，很多当年判处图灵有罪的机构都纷纷为图灵平反。共同纪念这位伟大的科学先驱。号称是计算机科学的“诺贝尔奖”正是以图灵命名。

图灵的灵魂终于得到安息，他也终于受到了公平的对待。只是在那个刚刚平稳的年代，天才也要忍受着与常人一样的烦恼，他的身体没有跳出那个时代，可是他的思想早就飘向了几十年甚至上百年的未来！