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揭秘阿兰·图灵 天才、怪才、解谜者

2020-06-19

北广人物 2020年23期
关键词:尼格图灵阿兰

2020年3月18日,国际计算机协会宣布,美国计算机科学家艾德文·卡特姆和帕特·汉拉汉成为2019年ACM A.M.图灵奖获得者,以表彰他们对3D计算机图形学的基本贡献,以及这些技术对计算机生成图像和电影制作等应用的革命性影响。图灵奖是美国计算机协会于1966年设立的,专门奖励那些对计算机事业作出重要贡献的个人。其名称取自计算机科学的先驱、英国科学家阿兰·图灵,这个奖设立目的之一是纪念這位科学家。

天才科学家

用天才二字形容他恰如其分。阿兰·图灵,1912年6月23日出生于英国伦敦。其祖父曾获得剑桥大学数学荣誉学位,但他父亲的数学才能平平。因此,图灵的家庭教育,对他以后在数学及计算机方面的成就并没有多少帮助。图灵很早就表现出对科学的探索精神。8岁时,他开始尝试写一部科学著作,题目为《关于一种显微镜》,16岁就开始研究爱因斯坦的相对论。

1931年,图灵考入剑桥大学国王学院,开始他的数学生涯,研究量子力学、概率论和逻辑学。同年,著名的“哥德尔定理”出现后(该定理认为没有一种公理系统可以导出数论中所有的真实命题,除非这种系统本身就有悖论),天才的图灵提出一个设想能否有这样一台机器,通过某种一般的机械步骤,能在原则上一个接一个地解决所有的数学问题。

大学毕业后,图灵去美国普林斯顿大学攻读博士学位,还顺手发明过一个解码器。在那里,他遇见了冯·诺依曼,后者对他的论文击节赞赏,并随后由此提出了“存储程序”概念。图灵学成后又回到他的母校任教。在短短的时间里,图灵就发表了几篇很有分量的数学论文,为他赢得了很大的声誉。

1936年,图灵向伦敦权威的数学杂志投了一篇论文,题为《论数字计算在决断难题中的应用》。这是图灵一生最重要的贡献之一,是他此后一系列研究的理论基石。在这篇开创性的论文中,图灵给“可计算性”下了一个严格的数学定义,并提出著名的“图灵机”的设想。

“图灵机”不是一种具体的机器,而是一种思想模型,可制造一种十分简单但运算能力极强的计算机装置,用来计算所有能想象得到的可计算函数。这一理论奠定了整个现代计算机的理论基础。“图灵机”更在电脑史上与“冯·诺依曼机”齐名,被永远载入计算机的发展史中。

是天才亦是怪才

阿兰·图灵是剑桥出了名的怪才,一举一动常常出人意料。他是个单身汉和长跑运动员。在他的同事和学生中间,这位衣着随便、不打领带的著名教授,不善言辞,有些木讷、害羞,常咬指甲,但他更多的以自己杰出的才智赢得了人们的敬意。

图灵每天骑自行车上班,因为患过敏性鼻炎,一遇到花粉,就会鼻涕不止,大打喷嚏。于是,他就常常在上班途中戴防毒面具,招摇过市,这早已成为剑桥的一大奇观。

图灵的自行车经常半路掉链子,但他就是不肯去车铺修理。每次骑车时,他总是嘴里念念有词,在心里细细计算,这链条也怪,总是转到一定的圈数就滑落了,而图灵竟然能够做到在链条下滑前一刹那停车,让旁观者佩服不已,以为图灵在玩杂技。后来图灵又居然在脚踏车旁装了一个小巧的机械记数器,到圈数时就停,歇口气换换脑子,再重新运动起来。

诗意的解谜者

密码学有着源远流长的历史,是一门充满挑战而又迷人的交叉学科。在密码学的发展过程中,图灵做出了多方面本质的贡献,对密码学的成熟产生了深远的影响。

除了对密码设计产生的重要影响,图灵在密码分析方面也有非凡的贡献,其中最广为人知的是二战期间对恩尼格玛密码机的破解,使得二战的进程至少缩短了两年,拯救了超过1400万人的生命。

1939年,图灵应招来到“布莱切利庄园”工作———英国的情报中心,专门从事破译德军密码的秘密基地。

在当时,德军统一使用恩尼格玛密码加密传递情报,恩尼格玛能变换出8万亿个密文字母,如果改动接线,它的变化将超过2.5千万亿亿。战争期间,德军配备了10万多部恩尼格玛,并宣称“谁也不可能把它破解”。

更加令人头疼的是———德军每天都会更改恩尼格玛的密码信息。因此,只有在24小时之内破译出密码才能解密情报。图灵凭借一台波兰同行们提供的“恩尼格玛”,设计制造出一种破译机器,称之为“图灵炸弹”。

这台机器主要由继电器构成,还用了80个电子管,由光电阅读器直接读入密码,每秒可读字符2000个,运行起来咔嚓咔嚓直响。“图灵炸弹”们统一交给皇家海军的女兵们操作,但没有人知道机器背后的秘密,更没有知道图灵是如何指挥它工作的。

1941年5月21日,破译小组第一次立了大功,因为截获了希特勒给海军上将雷德尔的一封密电,将当时号称世界上最厉害的德国战列舰“俾斯麦”号击沉。

天才的苦难后半生

本以为他能在自己的专业道路上大发光彩,奈何天妒英才。1952年,图灵的同性伴侣协同一名同谋一起闯进了图灵的房子实施盗窃,报警之后的图灵却反被警方指控为———“明显的猥亵和性颠倒行为”。

在当时的英国,同性恋是犯法行为,需要接受坐牢或者是荷尔蒙疗法。图灵没有申辩,他选择了后者。所谓的荷尔蒙疗法,实际上就是进行化学阉割,包括定期注射雌激素,来抑制性冲动。在持续一年的“治疗”时间里,图灵出现了乳房过度增长,多次情绪抑郁。更致命的是,对他而言最重要的天才大脑,受到了一定损伤。

1954年6月8日的一天早晨,女管家走进图灵的卧室,发现床头有个苹果,只咬了一小半,图灵沉睡在床上,一切都和往常一样。然而,这一次图灵不会再醒来,他吃下了氰化物溶液中浸泡过的苹果,用自杀的方式结束了这悲惨的人生。而这个苹果,曾一度被认为是苹果公司标志的起源。

他拯救世人,但却一直被当世人所唾弃。无数人曾为这位伟人鸣不平,但这条路并不顺利。直到2012年,英国政府仍拒绝为这位计算机之父追赠死后赦免状。2013年,英国女王伊丽莎白二世终于对图灵追授了特赦。

据今日头条、成华密语

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