揭秘阿蘭·圖靈 天才、怪才、解謎者

2020年3月18日，國際計算機協(xié)會宣布，美國計算機科學(xué)家艾德文·卡特姆和帕特·漢拉漢成為2019年ACM A.M.圖靈獎獲得者，以表彰他們對3D計算機圖形學(xué)的基本貢獻(xiàn)，以及這些技術(shù)對計算機生成圖像和電影制作等應(yīng)用的革命性影響。圖靈獎是美國計算機協(xié)會于1966年設(shè)立的，專門獎勵那些對計算機事業(yè)作出重要貢獻(xiàn)的個人。其名稱取自計算機科學(xué)的先驅(qū)、英國科學(xué)家阿蘭·圖靈，這個獎設(shè)立目的之一是紀(jì)念這位科學(xué)家。

天才科學(xué)家

用天才二字形容他恰如其分。阿蘭·圖靈，1912年6月23日出生于英國倫敦。其祖父曾獲得劍橋大學(xué)數(shù)學(xué)榮譽學(xué)位，但他父親的數(shù)學(xué)才能平平。因此，圖靈的家庭教育，對他以后在數(shù)學(xué)及計算機方面的成就并沒有多少幫助。圖靈很早就表現(xiàn)出對科學(xué)的探索精神。8歲時，他開始嘗試寫一部科學(xué)著作，題目為《關(guān)于一種顯微鏡》，16歲就開始研究愛因斯坦的相對論。

1931年，圖靈考入劍橋大學(xué)國王學(xué)院，開始他的數(shù)學(xué)生涯，研究量子力學(xué)、概率論和邏輯學(xué)。同年，著名的“哥德爾定理”出現(xiàn)后（該定理認(rèn)為沒有一種公理系統(tǒng)可以導(dǎo)出數(shù)論中所有的真實命題，除非這種系統(tǒng)本身就有悖論），天才的圖靈提出一個設(shè)想能否有這樣一臺機器，通過某種一般的機械步驟，能在原則上一個接一個地解決所有的數(shù)學(xué)問題。

大學(xué)畢業(yè)后，圖靈去美國普林斯頓大學(xué)攻讀博士學(xué)位，還順手發(fā)明過一個解碼器。在那里，他遇見了馮·諾依曼，后者對他的論文擊節(jié)贊賞，并隨后由此提出了“存儲程序”概念。圖靈學(xué)成后又回到他的母校任教。在短短的時間里，圖靈就發(fā)表了幾篇很有分量的數(shù)學(xué)論文，為他贏得了很大的聲譽。

1936年，圖靈向倫敦權(quán)威的數(shù)學(xué)雜志投了一篇論文，題為《論數(shù)字計算在決斷難題中的應(yīng)用》。這是圖靈一生最重要的貢獻(xiàn)之一，是他此后一系列研究的理論基石。在這篇開創(chuàng)性的論文中，圖靈給“可計算性”下了一個嚴(yán)格的數(shù)學(xué)定義，并提出著名的“圖靈機”的設(shè)想。

“圖靈機”不是一種具體的機器，而是一種思想模型，可制造一種十分簡單但運算能力極強的計算機裝置，用來計算所有能想象得到的可計算函數(shù)。這一理論奠定了整個現(xiàn)代計算機的理論基礎(chǔ)。“圖靈機”更在電腦史上與“馮·諾依曼機”齊名，被永遠(yuǎn)載入計算機的發(fā)展史中。

是天才亦是怪才

阿蘭·圖靈是劍橋出了名的怪才，一舉一動常常出人意料。他是個單身漢和長跑運動員。在他的同事和學(xué)生中間，這位衣著隨便、不打領(lǐng)帶的著名教授，不善言辭，有些木訥、害羞，常咬指甲，但他更多的以自己杰出的才智贏得了人們的敬意。

圖靈每天騎自行車上班，因為患過敏性鼻炎，一遇到花粉，就會鼻涕不止，大打噴嚏。于是，他就常常在上班途中戴防毒面具，招搖過市，這早已成為劍橋的一大奇觀。

圖靈的自行車經(jīng)常半路掉鏈子，但他就是不肯去車鋪修理。每次騎車時，他總是嘴里念念有詞，在心里細(xì)細(xì)計算，這鏈條也怪，總是轉(zhuǎn)到一定的圈數(shù)就滑落了，而圖靈竟然能夠做到在鏈條下滑前一剎那停車，讓旁觀者佩服不已，以為圖靈在玩雜技。后來圖靈又居然在腳踏車旁裝了一個小巧的機械記數(shù)器，到圈數(shù)時就停，歇口氣換換腦子，再重新運動起來。

詩意的解謎者

密碼學(xué)有著源遠(yuǎn)流長的歷史，是一門充滿挑戰(zhàn)而又迷人的交叉學(xué)科。在密碼學(xué)的發(fā)展過程中，圖靈做出了多方面本質(zhì)的貢獻(xiàn)，對密碼學(xué)的成熟產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。

除了對密碼設(shè)計產(chǎn)生的重要影響，圖靈在密碼分析方面也有非凡的貢獻(xiàn)，其中最廣為人知的是二戰(zhàn)期間對恩尼格瑪密碼機的破解，使得二戰(zhàn)的進(jìn)程至少縮短了兩年，拯救了超過1400萬人的生命。

1939年，圖靈應(yīng)招來到“布萊切利莊園”工作———英國的情報中心，專門從事破譯德軍密碼的秘密基地。

在當(dāng)時，德軍統(tǒng)一使用恩尼格瑪密碼加密傳遞情報，恩尼格瑪能變換出8萬億個密文字母，如果改動接線，它的變化將超過2.5千萬億億。戰(zhàn)爭期間，德軍配備了10萬多部恩尼格瑪，并宣稱“誰也不可能把它破解”。

更加令人頭疼的是———德軍每天都會更改恩尼格瑪?shù)拿艽a信息。因此，只有在24小時之內(nèi)破譯出密碼才能解密情報。圖靈憑借一臺波蘭同行們提供的“恩尼格瑪”，設(shè)計制造出一種破譯機器，稱之為“圖靈炸彈”。

這臺機器主要由繼電器構(gòu)成，還用了80個電子管，由光電閱讀器直接讀入密碼，每秒可讀字符2000個，運行起來咔嚓咔嚓直響?！皥D靈炸彈”們統(tǒng)一交給皇家海軍的女兵們操作，但沒有人知道機器背后的秘密，更沒有知道圖靈是如何指揮它工作的。

1941年5月21日，破譯小組第一次立了大功，因為截獲了希特勒給海軍上將雷德爾的一封密電，將當(dāng)時號稱世界上最厲害的德國戰(zhàn)列艦“俾斯麥”號擊沉。

天才的苦難后半生

本以為他能在自己的專業(yè)道路上大發(fā)光彩，奈何天妒英才。1952年，圖靈的同性伴侶協(xié)同一名同謀一起闖進(jìn)了圖靈的房子實施盜竊，報警之后的圖靈卻反被警方指控為———“明顯的猥褻和性顛倒行為”。

在當(dāng)時的英國，同性戀是犯法行為，需要接受坐牢或者是荷爾蒙療法。圖靈沒有申辯，他選擇了后者。所謂的荷爾蒙療法，實際上就是進(jìn)行化學(xué)閹割，包括定期注射雌激素，來抑制性沖動。在持續(xù)一年的“治療”時間里，圖靈出現(xiàn)了乳房過度增長，多次情緒抑郁。更致命的是，對他而言最重要的天才大腦，受到了一定損傷。

1954年6月8日的一天早晨，女管家走進(jìn)圖靈的臥室，發(fā)現(xiàn)床頭有個蘋果，只咬了一小半，圖靈沉睡在床上，一切都和往常一樣。然而，這一次圖靈不會再醒來，他吃下了氰化物溶液中浸泡過的蘋果，用自殺的方式結(jié)束了這悲慘的人生。而這個蘋果，曾一度被認(rèn)為是蘋果公司標(biāo)志的起源。

他拯救世人，但卻一直被當(dāng)世人所唾棄。無數(shù)人曾為這位偉人鳴不平，但這條路并不順利。直到2012年，英國政府仍拒絕為這位計算機之父追贈死后赦免狀。2013年，英國女王伊麗莎白二世終于對圖靈追授了特赦。

據(jù)今日頭條、成華密語