艾伦·图灵的传奇人生

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1954年6月7日，41岁的艾伦·图灵被发现在家中的床上去世。在他的床头，放着一个被咬了一口的、泡过氰化物的苹果。

这位伟大的英国科学家，选择了以这种特殊方式，离开他所挚爱的世界。他的悲剧性结局，与他的传奇一生形成了鲜明对比。

艾伦·图灵究竟是一个什么样的人？他为什么会被誉为计算机科学之父、人工智能之父？他为人类做出了怎样的贡献？又遭遇了怎样的命运？

今天这篇文章，就让我们深入回顾他的生平往事。

█ 天才的萌芽

1912年6月23日，艾伦·麦席森·图灵（Alan Mathison Turing，也有译为阿兰·图灵）出生于英国伦敦帕丁顿。

图灵的父亲，是一位派驻在印度公务署工作的公务员。他的母亲则是印度一家铁路公司总工程师的女儿。1907年，两人在一艘从印度到英国的船上相遇，后来结婚。图灵是他们的第二个孩子。他还有一个哥哥，叫做约翰。

图灵的父母在图灵出生后，又返回印度工作。兄弟俩被交给一对退休夫妇（图灵父母的朋友）抚养。这种情况在当时很常见。

儿时的图灵

年幼的图灵，早早展现出与众不同的天分。他三四岁时就自己学会了阅读，对数字和智力游戏特别着迷，且充满想象力。

他母亲回忆说：“他把一个玩具木偶的胳膊、腿掰下来栽到花园里，期待能‘生长’出更多的玩具木偶，那年他3岁。”

1922年，图灵进入哈兹勒赫斯特预备学校学习。他对地图、国际象棋和化学非常感兴趣，经常阅读自然科学方面的书籍。

1926年，图灵如愿考入伦敦著名的谢伯恩公学（Sherborn），接受良好的中等教育。

在校期间，他表现出超常的天才与对数学的爱好。在没有学过微积分的时候，他就已经能求解出高深的数学难题了。他特别着迷于爱因斯坦的相对论，不仅能够读懂，还撰写了相关内容提要。他还获得了国王爱德华六世数学金盾奖章。

前排左一为艾伦·图灵

图灵的性格比较孤僻，且行为举止与常人不同。因此，他经常受到同学的欺凌和冷落。但是，他也交到了一个好朋友，那就是大他一级的学长——克里斯托弗·莫克姆（Christopher Morcom）。

克里斯托弗也是一个数学爱好者，成就优异。两人经常在一起探讨数学问题，建立了深厚的优异。

事实上，对于图灵来说，这份感情甚至超过了友谊。他把克里斯托弗当成自己的人生知己，并对他产生了“感情”。

图灵和克里斯托弗相约一起考入剑桥大学最著名的“三一学院”。不幸的是，克里斯托夫因患肺结核，英年早逝。

这对图灵造成了巨大的打击。他在写给母亲的信中说道：“除了克里斯托弗之外，我不会再跟任何人成为朋友。”

1931年，图灵从中学毕业后，仍想进入剑桥大学的“三一学院”，但两次均未被录取，只好进入了剑桥大学的另外一所学院——“国王学院”。

1935年，图灵的第一篇数学论文《左右殆周期性的等价》发表于《伦敦数学会杂志》。同年，他还撰写了《论高斯误差函数》一文，名声大噪。

完成学业后，年仅23岁的图灵直接当选为国王学院的研究员，成为剑桥大学有史以来最年轻的研究员之一。这一年，他还获得了“史密斯数学奖”。

█ 图灵机与可计算理论

1936年5月，图灵发表了题为《论可计算数及其在判定问题中的应用》的论文，引起了学术界的广泛关注。

在这篇论文中，图灵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”。

图灵机不是一种具体的机器，而是一种思想模型。

它有一条无限长的纸带，纸带分成方格，每个方格可以存储一个符号。有一个读写头在纸带上移动，读取符号并根据一组预设规则决定下一步行动。这个设想最卓越之处在于，它第一次在纯数学的符号逻辑和实体世界之间建立了联系。

图灵机虽然简单，但运算能力极强，可以计算出所有想象到的可计算函数。经典的计算机，实际上就是一个通用的图灵机。后来的冯·诺依曼计算机，是图灵机的一种物理化。

图灵发表的另一篇文章——《可计算性与λ可定义性》，拓宽了阿隆佐·丘奇（Alonzo Church）提出的“丘奇论题”，形成“丘奇-图灵论题”。这一论题对计算理论的严格化，对计算机科学的形成和发展具有奠基性意义。

1936年9月，图灵应邀到美国普林斯顿高级研究院学习，在丘奇的指导下攻读博士学位。

在普林斯顿，图灵遇见了很多知名科学家，其中就包括冯·诺依曼。冯·诺依曼非常欣赏图灵的才华，两人经常进行学术交流探讨。

1938年，图灵获得普林斯顿大学博士学位（论文题目为“以序数为基础的逻辑系统”）。冯·诺依曼强烈建议图灵能够留在美国，担任自己的助理，但被婉拒。

随后，图灵回到英国，继续在剑桥大学国王学院任研究员。

█ Bombe和密码破译

图灵返回英国时，整个欧洲大陆已经笼罩在战争的阴云之中。

图灵作为数学家，非常擅长密码学。所以，英国政府经常就密码问题向图灵寻求帮助。英国政府的GC&CS（编码与密码）学院，也邀请过图灵到总部讲课。

1939年，英国政府在伦敦东北50英里的布莱切利庄园，建立了一个神秘的密码破译中心。

1939年9月1日，德国入侵波兰。两天后，英国向德国宣战。9月4日，图灵应英国外交部通信处的征召，到布莱切利庄园报到。

当时，大约有一万人在布莱切利庄园进行拦截和破译秘密通信的工作。为了容纳这些人，官方在庄园建造了临时营房。图灵负责管理8号营房，致力于破译德国海军的密码。

8号营房旧址

德国海军使用的，是著名的恩尼格玛（Enigma）密码机。

这个密码机由一位名叫亚瑟·谢尔比乌斯的德国电气工程师发明，看上去很像一个打字机，但它所产生的密码组合达到了1.5亿亿种之多。从理论上来说，恩尼格玛密码机几乎无法破解，所以德国海军以及其它军种进行了广泛使用。

恩尼格玛密码机

曾经有几位波兰数学家试图破解这个密码机，制造了一款名叫bomb（炸弹）的转子装置（因为运转时会发出滴答滴答的声音，所以取名bomb）。英国政府会见了这些数学家，进行了引进。

图灵来到布莱切利庄园后，便开始重新设计并改进这些bomb设备，并命名为Bombe（甜点）。

1940年，第一台“Bombe”开始运行。它有一吨重，可以模拟30台并行运行的恩尼格玛密码机。

位于

布莱切利庄园博物馆的Bombe展品

Bombe每月能破译多达8400条恩尼格玛加密信息，有效地扼制了德国海军U型潜艇对北大西洋商船队的攻击，保障了英国战时物资的运输。

1942年，在破解密码方面，图灵又有了新的突破。

他发现了第一种破译金枪鱼密码机信息的系统方法，让盟军对德国的战略有了更深入的了解，同时也改变了战争的进程。金枪鱼密码机的通信网络横跨欧洲和北非，为希特勒和柏林的陆军总司令部以及前线将领建立了联系。

1942年11月，图灵短暂前往美国华盛顿，帮助协调英国和美国之间的密码破译工作。

在贝尔实验室，他遇到了另外两名大佬——哈利·奈奎斯特和克劳德·埃尔伍德·香农。

图灵和香农会面时，因为双方的特殊工作性质，所以并没有进行密码学的交流，反而更多的是讨论人造思维机器（也就是后来的AI人工智能）。

在布莱切利庄园工作期间，图灵因性格和行为怪异而闻名。

每年六月的第一周，他都会得一场严重的枯草热病。所以，他只能戴着军用防毒面具来遮蔽花粉，然后骑自行车去办公室。这引来了众人的侧目。

图灵的自行车有个毛病，车链每隔一定时间就会脱落。他并没有打算修理，而是心里默数脚踏板转的圈数，然后赶在车链掉下之前下车，用手调整车链。

图灵还一直保持着自己的长跑爱好。他的长跑能力达到世界级水准，马拉松时长仅比奥运会冠军慢了11分钟。他还经常跑40英里，到伦敦去开会。

1941年春天，图灵向自己的同事琼·克拉克求婚。当时，克拉克在布莱切利庄园从事文书工作。此前，她是剑桥大学的数学老师。

求婚几天后，图灵向克拉克坦白自己有同性恋倾向。克拉克有点害怕，但还是选择继续婚约。几个月后，图灵还是自己取消了婚约。

1945年，二战结束。1946年，图灵因其在战时的贡献被授予大英帝国勋章。他参与的密码破译工作极具成效，对盟军的胜利起到了至关重要的作用。

战后评估认为，图灵及其团队的工作将战争缩短了约两年时间，挽救了数以百万计的生命。当然，这些工作在当时都是保密的，未向公众公开，直到20世纪末。

█ 计算机与人工智能的奠基

1945年，图灵加入泰丁顿国家物理研究所（NPL），开始从事“自动计算引擎”（ACE）的逻辑设计和具体研制工作。

图灵那时已经读过了冯·诺依曼那篇关于EDVAC的报告，对ACE有了一些想法。很快，他完成了一份长达50页的关于ACE的设计说明书。

尽管有了方案，但ACE的世纪研发进展仍然非常缓慢。1947年，对ACE略感失望的图灵请了一年的半薪年假，离开了剑桥。后来，他就再也没有回到NPL。

图灵离开之后，直到1950年，ACE才制出了样机（已经和图灵当初的设计偏离了许多），1958年制成大型机。

1948年，图灵接受了曼彻斯特大学的高级讲师职务。他加入了麦克斯·纽曼的曼彻斯特计算机（Manchester Automatic Digital Machine，MADAM）项目，共同参与制造一个名为Mark I的机器。当年6月，Mark I成为“第一台完工的EDVAC类型的电子程序存储计算机”。

Mark

I计算机

图灵在项目中主要负责Mark I的编译工作。1951年，图灵编写并出版了《曼彻斯特电子计算机程序员手册》。在手册中，他将编程定义为“一种使数字计算机按照人的意愿工作，并将其正确表达在穿孔纸带上的活动”。

同样是1951年，图灵还有一个非常重大的成果。那年10月，他在哲学期刊《Mind》上，发表了一篇题为《计算机器与智能（Computing machinery and intelligence）》的论文，首次提出机器具备思维的可能性。

“计算机能思考吗？”

在这篇划时代的论文中，图灵提出了著名的“图灵测试”，也称为模仿游戏。

图灵测试的操作很简单：一位询问者将自己的问题写下来，发给处于另外一个房间中的一个人和一台机器，然后根据他们给出的答案确定哪个是真人。

如果无法判断或混淆了被考察的机器和人，则可认为被测试的机器具有某种程度的智慧。他为人工智能给出了一个完全可操作的定义：如果一台机器输出的内容和人类大脑别无二致，那么我们就没有理由坚持认为这台机器不是在“思考”。

图灵测试

图灵在论文中预测：“到20世纪末，这样的说法以及一般的教育观点都会有很大改观，那时候再谈及机器思考将不会受到抵触和反对。”

1951年，由于在可计算数方面所取得的成就，39岁的图灵当选为英国皇家学会院士。他还开始研究理论生物学，并于1952年发表了一篇论文《形态发生的化学基础》，用数学方法研究生物的形状和模式形成过程。

█ 传奇的终结

1952年初，图灵的生活发生了悲剧性转折。

图灵在曼彻斯特的街上遇见了一个年轻人阿诺德·穆雷。穆雷正处于偷窃罪缓刑期，也没有工作。图灵和穆雷共进了午餐，并带他回家。在接下来的一个月，他们还相会了几次。

不久后，图灵发现自己的住所遭窃，于是报警。警方在调查过程中发现，是穆雷与他的旧相识哈里共谋实施了盗窃。

在讯问过程中，哈里向警方揭发了图灵和穆雷之间的同性恋关系。

图灵被控以“明显的猥亵和性颠倒行为”（同性恋）罪名。在审判后，他被给予了两个选择：坐牢或接受荷尔蒙疗法（化学阉割）。

图灵没有办法，只能选择了后者，被迫接受了持续一年的合成雌激素注射。这种“治疗”造成了图灵的性功能障碍和乳房发育等副作用，使他的身心受到极大伤害。

1954年6月7日，图灵被发现在家中的床上去世，床头放着一个被咬了一口的泡过氰化物的苹果。警方调查后认为是氰化物中毒，调查结论为自杀。这位天才科学家的生命永远定格在了41岁。

对于图灵的死，其实也存在一些争议。他的母亲坚持认为图灵做实验时，触碰了氰化物，然后吃了苹果。也有观点认为，是苏联特工谋害了图灵（当时确实有类似的案例）。当然，这些都没有确凿证据。

█ 平反与遗产

图灵留下的科学遗产跨越多个领域。他为计算机科学提供了理论基础，提出了人工智能的基本框架。他的密码破译工作，对二战胜利起到了关键作用。

1966年，出于对图灵所作贡献的肯定，美国计算机协会（ACM）专门设立了“图灵奖”，这一奖项被誉为“计算机界的诺贝尔奖”。

1999年，图灵被《时代》杂志评选为20世纪100个最重要的人物之一。

2009年，英国计算机科学家约翰·康明发起了为图灵平反的在线请愿，获得了超过3万人的签名支持。为此，当时的英国首相戈登·布朗代表英国政府，就“图灵所受的骇人听闻的对待方式”作出正式道歉。

2013年12月24日，英国女王伊丽莎白二世向图灵颁发了皇家赦免令。赦免令说：“图灵对战争的卓越贡献和在科学界留下的遗产应该被后人铭记和认可。”

图灵的生平也被改编成多种艺术形式。2014年，本尼迪克特·康伯巴奇主演的电影《模仿游戏》上映，让公众对这个科学家有了更多的了解。

《模仿游戏》剧照

这部影片改编自数学家安德鲁·霍奇斯撰写的图灵传记《艾伦·图灵传：谜一样的解谜者》，该传记被誉为图灵最权威的传记作品。

2021年6月23日，也就是图灵诞辰109周年这天，英国央行把他的头像印在了50英镑的钞票上，并正式发行。

最近这几年，AI人工智能浪潮来袭。图灵作为人工智能的奠基人之一，也获得越来越多的知名度。图灵测试，也经常出现在媒体文章之中。图灵所作出的卓越贡献，仍在发挥巨大价值。

█ 最后的话

图灵的一生，充满了对知识的渴望，以及对未知的探索。

他不仅在数学、逻辑学领域取得了卓越成就，更为计算机科学和人工智能的发展奠定了基石。如果当年他没有过早离世，相信会带来更多的成就和贡献。

最后，让我们用《艾伦·图灵传》中的一段评价来结束今天的文章：

“图灵似乎是上天派来的一个使者，匆匆而来，匆匆而去，为人间留下了智慧，留下了深邃的思想，后人必须为之思索几十年、上百年甚至永远。”

参考文献：

1、《人工智能简史（第2版）》，人民邮电出版社，尼克；

2、《纪念计算机科学家之父传奇的一生》，计蒜客；

3、《阿兰·图灵传》，牛津大学出版社，安德鲁·霍奇斯；

4、百度百科，维基百科。