圖靈傳記:計(jì)算機(jī)科學(xué)之父阿蘭 · 圖靈誕辰108周年

?"有時(shí)候,正是那些無(wú)人看好之人,成就了無(wú)人能及的成就?!赌7掠螒颉?

2021 年,你將會(huì)在 50 英鎊鈔票上看到下面這位角色:

對(duì),沒(méi)錯(cuò),他就是中學(xué)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)教材都會(huì)提到的知名人物——艾倫 · 麥席森 · 圖靈,英國(guó)數(shù)學(xué)家、邏輯學(xué)家,現(xiàn)代計(jì)算機(jī)之父、人工智能之父、大英帝國(guó)榮譽(yù)勛章獲得者??傊瑯s譽(yù)很多,貢獻(xiàn)很大,是一名偉人。

2019年7月15日,英國(guó)央行英格蘭銀行宣布,將在新版50英鎊上使用新的人物肖像,以此表達(dá)對(duì)這位天才計(jì)算機(jī)科學(xué)家的崇高敬意。

2015年,以圖靈為原型的電影《模仿游戲》,獲得奧斯卡最佳改編劇本獎(jiǎng)。在影片《模仿游戲》中,圖靈與同事為了破解德軍的恩尼格碼密碼忍辱負(fù)重、嘔心瀝血,最終排除萬(wàn)難取得成功,扭轉(zhuǎn)二戰(zhàn)戰(zhàn)局,讓觀影者動(dòng)容。

然而在影片的最后以這樣一句話結(jié)尾:“在接受了一年的官方授權(quán)荷爾蒙療法后,1954年,艾倫·圖靈自殺?!弊専o(wú)數(shù)人唏噓感嘆。

事實(shí)上,圖靈的人生比他被賦予的標(biāo)簽要豐富得多。他充滿(mǎn)謎團(tuán)的死亡也并不能令人信服地用同性戀殉道者的故事來(lái)解釋。

2020年6月23日是計(jì)算機(jī)和人工智能的祖師爺-——圖靈的108年誕辰。今天讓我們一起看看回顧圖靈的一生、成就與貢獻(xiàn)以及給教育工作者的啟發(fā),致敬圖靈誕辰108周年。

一、圖靈機(jī)與圖靈測(cè)試:無(wú)比超前的思想試驗(yàn)

人工智能的歷史飽經(jīng)滄桑,作為人工智能的開(kāi)山鼻祖,最讓人稱(chēng)道的就是圖靈提出的圖靈機(jī)模型和圖靈測(cè)試了。

作為數(shù)學(xué)家和邏輯學(xué)家,圖靈每天的日常就是算題,終于,有一天他頓悟了:人算不如天算,要是有機(jī)器人幫忙算就好了。

1936年,圖靈在《可計(jì)算數(shù)字及其在判斷性問(wèn)題中的應(yīng)用》 中構(gòu)想出了后來(lái)被世人稱(chēng)為“通用圖靈機(jī)”的抽象設(shè)備,包含了數(shù)據(jù)、指令和程序的基本思想,后來(lái)第一臺(tái)計(jì)算機(jī)就是在這個(gè)模型基礎(chǔ)上研制出來(lái)的。

這個(gè)抽象模型闡明了通用計(jì)算機(jī)原理,想象這種設(shè)備擁有無(wú)限的內(nèi)存,能夠同時(shí)存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù);它還包括一個(gè)在內(nèi)存上以一個(gè)符號(hào)為單位前后移動(dòng)的掃描器,用于讀取信息及寫(xiě)入額外的符號(hào)。

簡(jiǎn)單說(shuō),就是模仿人的計(jì)算方式:

這個(gè)機(jī)器的每一種基本行為都十分簡(jiǎn)單,比如“識(shí)別掃描器所處位置的符號(hào)”,“寫(xiě)入‘1’”或是“向左移動(dòng)一個(gè)位置”。但當(dāng)大量類(lèi)似的基本行為聯(lián)結(jié)在一起,結(jié)果就會(huì)變得復(fù)雜。雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但一臺(tái)通用圖靈機(jī)足以執(zhí)行今天最強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)能夠完成的任何任務(wù)。

圖靈覺(jué)得,按照這個(gè)思路,機(jī)器可以取代人。

1950 年,圖靈在他的開(kāi)創(chuàng)性論文《計(jì)算機(jī)器與智能》(Computing Machinery and Intelligence)中,提出要解決”機(jī)器能思考嗎”這個(gè)問(wèn)題,并將其轉(zhuǎn)換為 “機(jī)器能做人類(lèi)(作為會(huì)思考的實(shí)體)做的事嗎?”,提出著名的圖靈測(cè)試,嘗試定義「智能」。即通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的測(cè)試,就可消除人類(lèi)和機(jī)器智能之間的模糊性:

假如一臺(tái)機(jī)器通過(guò)電傳打字機(jī)與人溝通,如果有超過(guò)30%的人無(wú)法在特定時(shí)間(5分鐘)內(nèi)分辨出與自己交談的是人還是機(jī)器,即可認(rèn)為該機(jī)器具有思考能力。圖靈還預(yù)言,到2000年時(shí),將出現(xiàn)足夠聰明的機(jī)器能夠通過(guò)測(cè)試。

這就是著名的圖靈測(cè)試。

直至今天,“圖靈測(cè)試”也是衡量AI智能程度的重要標(biāo)尺,研究者們樂(lè)此不疲地嘗盡方法以試圖通過(guò)測(cè)試??梢哉f(shuō),這七十年前提出的思想實(shí)驗(yàn)對(duì)當(dāng)今人工智能領(lǐng)域依然有十分深遠(yuǎn)的影響。在論文中,圖靈也建議,與其讓機(jī)器模擬成年人的心智,不如讓機(jī)器模擬兒童的心智,并用一系列教育手段讓機(jī)器學(xué)習(xí)智能。

圖靈測(cè)試還啟發(fā)了后續(xù)的一些互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用,如驗(yàn)證碼應(yīng)用——用于檢驗(yàn)登錄用戶(hù)是人類(lèi)還是自動(dòng)化程序。圖靈測(cè)試之所以經(jīng)得起時(shí)間的考驗(yàn),是因?yàn)樗?guī)避了我們對(duì)智能的定義中可能包含的極其明顯的人類(lèi)中心主義的偏見(jiàn)。

二、人工智能與計(jì)算機(jī)科學(xué)之父:神奇的戰(zhàn)爭(zhēng)局勢(shì)扭轉(zhuǎn)

圖靈在計(jì)算機(jī)科學(xué)和人工智能領(lǐng)域扮演的偉大先行者角色,以及留給后人的啟蒙式突破成果,也是他至今仍聞名世界、廣受贊譽(yù)的重要原因。

圖靈在計(jì)算理論上的貢獻(xiàn)就不必說(shuō)了,邱奇圖靈論題,圖靈機(jī),停機(jī)問(wèn)題等等。圖靈的頭銜也有很多,但很少人知道他也是一位出色的跑步者,甚至差點(diǎn)站上了奧運(yùn)會(huì)的舞臺(tái)。

更重要的是,圖靈曾協(xié)助英國(guó)軍方破解德國(guó)的著名密碼系統(tǒng)“謎”(Enigma),幫助盟軍取得了二戰(zhàn)的勝利。

1939年-1945年第二次世界大戰(zhàn),30歲左右的圖靈,使用剛剛研制出來(lái)的計(jì)算機(jī),用他的算法,破譯了希特勒的情報(bào),使得二戰(zhàn)提前兩年結(jié)束,他一個(gè)人就減少了1400萬(wàn)人的死亡,這真是古今中外歷史上的戰(zhàn)爭(zhēng)奇跡。時(shí)任英國(guó)首相丘吉爾說(shuō):圖靈是二戰(zhàn)最大的功臣。

1966年,在圖靈去世之后,美國(guó)計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)為紀(jì)念其在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的卓越貢獻(xiàn),設(shè)立“圖靈獎(jiǎng)”,專(zhuān)門(mén)獎(jiǎng)勵(lì)那些對(duì)計(jì)算機(jī)事業(yè)作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人。圖靈獎(jiǎng)對(duì)獲獎(jiǎng)條件要求極高,評(píng)獎(jiǎng)程序又是極嚴(yán),一般每年只獎(jiǎng)勵(lì)一名計(jì)算機(jī)科學(xué)家,因此有“計(jì)算機(jī)界的諾貝爾獎(jiǎng)”之稱(chēng)。

英國(guó)央行英格蘭銀行行長(zhǎng) Mark Carney 評(píng)價(jià):“艾倫·圖靈是一位杰出的數(shù)學(xué)家,他的工作對(duì)我們今天的生活方式產(chǎn)生了巨大影響。作為計(jì)算機(jī)科學(xué)和人工智能之父,以及戰(zhàn)爭(zhēng)英雄,圖靈的貢獻(xiàn)深遠(yuǎn)且具開(kāi)創(chuàng)性。他是一位巨人,現(xiàn)在很多人都站在他的肩膀上。

三、圖靈傳奇的一生:給教育工作者的啟示錄

雖然圖靈生前對(duì)計(jì)算機(jī)和人工智能領(lǐng)域做出了偉大的貢獻(xiàn),但他依然遭到了英國(guó)政府的迫害。這么偉大的人物只活了42歲。

一方面,圖靈是大家羨慕的天才兒童,1912年出生在英國(guó)富人階級(jí)家庭的圖靈,一直享受著良好的貴族教育,小小年紀(jì)就拿到了一手好牌。

在很小的時(shí)候,就表現(xiàn)出與眾不同的天分,在三四歲的時(shí)候自己學(xué)會(huì)了閱讀,特別喜歡數(shù)字和智力游戲,從小喜歡體育運(yùn)動(dòng),尤其酷愛(ài)足球,還是一名天賦異稟的馬拉松跑者。

少年時(shí)的他,就已經(jīng)表現(xiàn)出非凡的數(shù)學(xué)水平和科學(xué)理解力,年僅15歲就通曉愛(ài)因斯坦理論,并且運(yùn)用那深?yuàn)W的理論,獨(dú)立推導(dǎo)力學(xué)定律。

另一方面,圖靈有著天才相似的童年,幼年性格孤僻,常遭受欺凌,長(zhǎng)大以后性格內(nèi)向,為人偏執(zhí),因?yàn)榉N種經(jīng)歷對(duì)同性有著超出常人的感情。

圖靈小時(shí)候有口吃,直到4歲才被養(yǎng)父母收養(yǎng),上學(xué)之后口吃更嚴(yán)重。在那段日子里,任何一個(gè)需要正常社交的地方,圖靈都因?yàn)榭诔远妒芾_。他本可以在學(xué)習(xí)上表現(xiàn)優(yōu)異而彌補(bǔ)自己的不足,但事實(shí)并非如此。只有在數(shù)學(xué)上,他才表現(xiàn)出一些智力天賦的端倪。

在舍伯恩,阿蘭沒(méi)能與其他男孩打成一片。他害羞、孤獨(dú),似乎總是衣衫不整、墨跡斑斑。“他的所有特征都容易成為笑柄,尤其是他那害羞、猶豫、尖細(xì)的聲音——不完全是口吃,而是吞吞吐吐,就像在等待一個(gè)復(fù)雜的程序?qū)⑺南敕ㄞD(zhuǎn)化成人類(lèi)語(yǔ)言一樣?!?/p>

最好的朋友克里斯托弗總是第一時(shí)間解救安撫他、矢志不渝支持他,圖靈逐漸對(duì)他產(chǎn)生超越友情的同性之愛(ài)和依賴(lài),以至于不久后克里斯托弗因重病去世后圖靈幾近崩潰而更加封閉自我。

而圖靈從事信息學(xué)研究,也是克里斯朵夫的緣故。當(dāng)時(shí)圖靈覺(jué)得人們說(shuō)話就像加密了一樣,他永遠(yuǎn)都猜不對(duì)對(duì)方想要表達(dá)的是什么,而他屬于那種有什么說(shuō)什么的人,為此還十分苦惱??死锼苟浞蚓桶炎约涸诳吹囊槐久艽a學(xué)理論書(shū)推薦給了他。

破譯密碼多年后,1952年,英國(guó)政府對(duì)圖靈同性戀取向定罪,為保住以他的摯愛(ài)克里斯托弗命名的計(jì)算機(jī),他接受了注射雌激素的化學(xué)閹割,1954 年,最終在精神肉體雙重折磨下選擇吃下含氯化氫蘋(píng)果終結(jié)了自己命途多舛的一生,年僅42歲。

2009年,在超過(guò)3萬(wàn)人的簽名請(qǐng)?jiān)赶?,英?guó)首相布朗向全國(guó)人民正式頒布對(duì)圖靈的道歉。2013 年,圖靈出生百年后,英國(guó)女王伊麗莎白二世宣告了對(duì)圖靈“嚴(yán)重猥褻”罪的赦免。這位被歷史虧待的人,終于等來(lái)了被公正評(píng)價(jià)的那天。

在《模仿游戲》的最后二十分鐘,在審訊室里,面對(duì)著探長(zhǎng)的圖靈說(shuō)出該劇的題眼:人和機(jī)器的最大區(qū)別是什么?二者最本質(zhì)的區(qū)別是,人是有不同想法的,機(jī)器則不是。你愛(ài)草莓,我討厭滑冰,你喜歡看書(shū),我對(duì)花粉過(guò)敏.....

圖靈這番話,給了我們教育工作者以深刻的啟示,人與機(jī)器的最大的不同在于:自我意識(shí)、情感和個(gè)性的自由與多元化,我們要做到的是因材施教,尊重、理解、平等、包容的個(gè)性化教育,而不是人云亦云、黨同伐異、對(duì)不同于常人的少數(shù)派施以冷漠殘酷的對(duì)待。

寫(xiě)在最后

平等地對(duì)待每一個(gè)孩子,尊重孩子的興趣與個(gè)性,挖掘孩子的潛能與天賦,即使無(wú)法成為天才,也能一生受益、健康正常地成長(zhǎng),甚至很好地實(shí)現(xiàn)個(gè)人與社會(huì)價(jià)值——這是我們教育工作者需要謹(jǐn)記的。在圖靈108周年誕辰之際,謹(jǐn)用此文紀(jì)念二十世紀(jì)最偉大的科學(xué)家之一圖靈。

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