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黄子華棟篤笑 | 林以諾 同性戀 「圖靈」

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黄子華棟篤笑  | 林以諾 同性戀 「圖靈」

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由 陸離、香港電腦學會、香港藝術中心聯合主辦﹕「電腦之父圖靈」28/6/12於藝術中心舉行。(章國明攝製)

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[ 本帖最後由 realng27 於 2017-3-22 11:35 AM 編輯 ]




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黄子華棟篤笑 | 林以諾 同性戀 「圖靈」

數學天才 電腦之父

黄子華棟篤笑  | 林以諾 同性戀 「圖靈」



2012被定為「艾倫.圖靈年」(The Alan Turing Year),世界各地都有慶祝活動,紀念這位偉大思想家誕生一百周年。可是,對大部分人來說,「圖靈」這個名字恐怕仍是比較陌生,遠不及「愛因斯坦」那麼廣為人知,縱使圖靈對人類的貢獻確實可媲美愛因斯坦。

數學天才 電腦之父
 圖靈1912年6月生於英國,在劍橋大學攻讀數學,其後研究數理邏輯。1936年發表他那篇劃時代的論文《論可計算數及其在判定問題上的應用》,在此文中,圖靈否定地回答了大數學家希爾伯特提出的著名問題:「數學是可判定的嗎?」即:對於任何數學命題,是否存在一個有限的機械方法(或稱「算法」)去判定那個命題的真假?在他的證明中,圖靈第一步要做的工作,就是對「算法」這個直觀的概念,給出一個精確的數學定義,為此圖靈提出了成為他對人類最偉大貢獻的那個概念─「圖靈機」(Turing Machine)。必須強調的是,「圖靈機」並不是一部存在於現實中的實體計算機器,而是一個高度理想化了的計算機器的抽象概念,只存在於思想中。儘管如此,圖靈通過一種特別的「圖靈機」─「通用圖靈機」(Universal Turing Machine)展示了電腦的基本原理,因此,圖靈1936年的這篇論文,代表著一門嶄新的科學─電腦科學─的誕生,這說明了為何圖靈被尊稱為「電腦科學之父」,以及為何電腦科學界最崇高的獎項名為「圖靈獎」(Turing Award)。

科學哲學 均有貢獻
 除了電腦科學,圖靈在人工智能、認知科學和心靈哲學等領域裡,都作出了開創性的貢獻。1950年圖靈發表了他另一篇著名的論文《計算機器和智能》,在此文中,圖靈為了取代「電腦能思考嗎?」這個他認為太不明確的問題,提出了用「圖靈測試」(Turing Test)去判斷電腦是否擁有人類般的智能,其方法是僅僅通過文本的輸入輸出,測試電腦能否藉著提供答案,去欺騙發問的人,使他不能準確判斷它是電腦或是人。

 事實上,圖靈的影響遍及科學的每一個領域。雖然圖靈仍是遠不及愛因斯坦那麼廣為人知,但我相信,只要我們在享受電腦帶給我們無比方便和無窮樂趣的時候,不忘記電腦只不過是抽象的「通用圖靈機」的一個物理實現,那我們便會對圖靈對人類的偉大貢獻多一點理解,同時亦會對抽象思想多一份敬意。圖靈是這個電腦時代背後的「主腦」,正是他的思想使這一切成為可能。




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英國數學家艾倫·圖靈——如謎的解謎者



他24歲發明圖靈機模型,奠定了現代計算機的理論基艾倫· 圖靈礎, 被譽為計算機科學之父。二戰期間,圖靈秘密地作為英國情報界的核心人物,破譯了德軍的謎機密碼,扭轉了整個大西洋戰局。戰後,圖靈提出了“機器能思考嗎” 的哲學思辨,先驅性地開創了人工智能的先河。但不幸的是,圖靈因為同性戀身份,遭到迫害,以致被化學閹割。1954年,圖靈中毒身亡,一代科學大師隕落, 年僅42歲。我們談談通用機器、破譯謎機、人工智能和毒殺之謎四個問題,緬懷這位為人類做出巨大貢獻的天才人物。



通用機器

1900年,希爾伯特對數學界提出了23個未解問題。其中第二個問題,包括了事關整個數學基礎的三個小問題:數學是完備的嗎?數學是相容的嗎?數學 是可判定的嗎?很快,年輕的捷克數學家哥德爾,就證明了前兩個問題的答案為“否”,而第三個問題仍然懸而未決。這個問題是說,是否存在一個通用的、機械的 方法,能夠判定所有數學命題的真假?

1935年初夏,年輕的圖靈習慣在午後沿着康河長跑,然後躺在格蘭徹斯特的草地上休息,他就在這堙A想到了如何回答這個問題。首先,他設計了一種假 想的機器。這種機器有一條無限長的紙帶,和一個可以沿紙帶移動的讀寫頭。紙帶劃分成無數個格子,每個格子可以是空白的,或是記錄一個符號。讀寫頭可以讀取 當前格子上的符號,也可以向當前格子寫入符號。而最關鍵的是,根據當前格子上的符號,機器可以自動地切換到不同的狀態,而每個狀態都對應着不同的一系列操 作。這樣的機器結構,就是後來的有限狀態自動機。

圖靈證明,任何機械過程,都可以通過一張狀態行為表,表示為圖靈機的一個程序。也就是說,圖靈機可以實現所有的機械過程,如果所有的數學命題都可以 由機械過程進行判定,那麼也就是說,所有的數學命題都可以由圖靈機來判定。那麼如果存在一個圖靈機無法判定的問題,就說明不存在這樣的通用的判定方法,也 就回答了希爾伯特的問題。

圖靈非常巧妙地找到了這樣的問題:圖靈機無法判定一個程序是否會終止。1936年,圖靈發表了經典的數學論文《論可計算數及其在判定問題上的應 用》,證否了數學的可判定性,並在這篇論文的一個腳註中,詳細地描述了圖靈機。圖靈機只是一個用來研究數學的輔助模型,並不是一台真正的機器,然而在三年 之後,一個事件使圖靈機真正地來到了世界。這個事件成就了圖靈,卻帶來了數百萬生靈塗炭。

破譯謎機

這個事件,就是第二次世界大戰。1939年9月4日,圖靈前往布萊切利莊園報到。這個坐落在山谷中的靜謐的莊園,此時還有一個特殊的名稱:政府編碼 與密碼學校。在整個第二次世界大戰過程中,這堿O英國的情報核心,負責截獲軸心國的軍事通信,並破譯出軍事情報。圖靈作為劍橋大學的年輕數學家,是第一批 被徵召到這堛滷M家之一。

德國的官方通信,全面部署了一種名為“謎機(Enigma)”的密碼設備。這種設備有三個輪盤,每個輪盤可以對26個字母進行一次映射,也就是說, 每個字母都會被3次映射加密三次。更厲害的是,每輸入一個字母,輪盤就會自動地轉動一格,也就是說,在一條信息中,每一個字符都是用不同的密鑰進行加密 的。這就導致當時一般的破譯方法根本不可能破譯這種加密,德國方面因此對軍事通信抱以極大的信心。事實上,直到德國投降時,德國都不知道,他們號稱“絕不 可能”的事情,早在1940年,就被一位年輕的數學家做到了。

圖靈在布萊切利,利用他天才般的數學頭腦,破譯了看似不可能的謎機。詳細的過程非常複雜,篇幅所限,我們無法在這篇文章中敘述。對此感興趣的讀者, 可以查閱湖南科技出版社出版的《艾倫·圖靈傳》一書。圖靈作為一個對政治最不感興趣的學者,從事數學研究正是為了逃避現實社會的政治,但造化弄人,他卻偏 偏因為數學研究,被捲入了世界政治旋渦的正中心。然而,圖靈卻在這個本不屬於他的位置上,發揮了巨大的作用。在圖靈破譯了謎機之後,德軍潛艇每天的行動計 划盡為盟軍所知。1940年4月,英國海運物資的損失量是70萬噸,到了這一年12月,德國的潛艇行動量是4月的兩倍,但英國的損失卻降到10萬噸。作為 一個島國,海上運輸是英國賴以為生的根本,如果沒有圖靈,二戰的局勢將會完全不同,世界的歷史也將有可能被改寫。

人工智能

二戰結束后,圖靈又先驅性地開創了一個全新的研究領域——人工智能。其實早在二戰前,年輕的圖靈就開始思考,到底什麼是“思考”,機器是否能夠思 考。他不是一個堅定的有神論者,但也不是一個堅定的決定論者,他的思想當中存在許多類似的矛盾,這些矛盾反而使他更為客觀地看待智能問題。

1950年10月,他發表了一篇題為《計算機器與智能》的論文,這篇文章集中地提出了人工智能這個概念,開創了人工智能這個帶有科幻色彩的新學科。 也正是在這篇文章中,圖靈提出了後來被稱為“圖靈測試”的實驗方法,以此迴避與智能有關的哲學困境。在圖靈看來,如果一台機器的行為,讓人類無法辨別它是 機器還是人類,那麼就可以認為,這台機器具有了人類智能。這種只關心外在行為,不關心內在機制的觀點,後來形成了一個學派,被稱為“行為主義人工智能”, 圖靈本人自然成了這個學派的代表人物。他認為,即使是人,也無法真正地判斷其他人是否具有“思維”,他只能將其與自己進行比較,因此,人類沒有任何理由不 以同樣的原則來對待機器。儘管圖靈胸有成竹,但曼徹斯特計算機的性能,遠遠不夠把他的想法變成現實,事實上,當時世界上任何一台計算機都不可能做到。圖靈 面臨的問題,是深遠的洞察力與當時技術水平的嚴重脫節,但幸運的是,這篇論文在被埋沒之前,已把最原始的強烈願望,傳達給了整個世界。尤其是圖靈的行為主 義原則,在現在的人工智能技術中,已佔據了絕對的主流。計算機這門科學,很大程度上體現了幾位關鍵人物的個性。圖靈在戰爭期間,是作為一個隱秘的情報破譯 者,沒有人知道他藏在哪裡,也沒有人知道他是如何工作的,人們只關心他破譯出來的結果。他就是當時的英國的“大腦”,他也認為“大腦”本該是這個樣子,人 工的“大腦”也應該是這個樣子——與外界的交互僅僅依靠字符就足夠,而且外界不必理解其內部機制。可以說,他的個人經歷,對這個學科產生了極為深遠的影 響。但在當時,可以想見的是,這樣超越時代的想法,會遇到巨大的阻力。圖靈的“人工智能”,遭到了來自科學、工程、哲學、社會、宗教等各個方面的猛烈攻 擊,但圖靈躊躇滿志地說:我相信,在50年之後,一定會實現這樣的智能機器,可以用自然語言與人類聊天,而且讓人類在短時間內無法發現它是機器。機器能思 考嗎,這個問題,會自然地失去意義,根本不值得再討論。




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毒殺之謎



就在他準備施展拳腳時,災難卻突然降臨。圖靈不但在學術上非常前衞,在生活中也有一個超越時代的秘密:他是個同性戀者。1952年,圖靈的住處失 竊,在報案過程中,他與男伴同居的事實被告發。圖靈被逮捕了。在法庭上,圖靈堅決聲稱同性戀無罪,結果可以想見,他被判有罪。他只有兩條路,要麼入獄,要 么化學閹割,他選擇了後者。1954年6月8日清晨,女管家發現圖靈的心跳停止了,床頭放着一隻咬了一口的蘋果,上面沾有圖靈親手提煉的高純度氰化物。他 究竟為何而死,是意外,是自殺,還是隱藏着更大的陰謀?這就不得而知了。有人認為,閹割給圖靈帶來了不堪忍受的屈辱,進而導致他選擇輕生。但還有證據表 明,圖靈提煉氰化鉀,是為給一塊手錶鍍金,那麼是否有可能是在提煉過程中,不慎沾到了蘋果上而不小心誤食?圖靈在逝世的前兩天,還預約了下個星期的計算機 使用權,並且編好了程序準備做實驗,這完全不像是自殺之前的行為。但如果說不是自殺,他又為什麼在逝世前留下了遺書?這位如謎的解謎大師,最終給世人留下 了一個永遠解不開的謎。




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The Strange Life and Death of Dr Turing - Part 1 of 2



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