谜一样的计算机科学之父，竟因同性恋致使职业生涯尽毁

20世纪后半段开始，电子计算机对人类文明产生了惊天动地的变革。随着计算机科学技术的不断发展，现如今计算机的种类繁多，应用领域也是非常广泛，主要应用领域有信息处理、科学计算、过程控制、计算机辅助系统、计算机通信和人工智能。计算机给人类文明带来的巨大进步离不开艾伦·图灵这位计算机科学与人工智能之父的伟大创举。

简介

艾伦·麦席森·图灵（1912年6月23日——1954年6月7日），是英国计算机科学家、数学家、逻辑学家、密码分析学家和理论生物学家，他被视为计算机与人工智能之父。

图灵很小的时候就表现出他的天才，曾经用了三个星期的时间自己学会阅读，而且对数字和智力游戏极具兴趣。

图灵在他喜欢的学科领域表现除了惊人的能力，还没有学过微积分就能解答出超乎他那个年纪的高深难题。

图灵16岁的时候阅读爱因斯坦著作时，不仅能够理解书中内容而且还看出了爱因斯坦对牛顿定律存有质疑，即使爱因斯坦的著作中并没有明白指出来。

在人工智能发展领域，图灵作出了巨大贡献。著名的图灵测试以及图灵机就是他的杰作，为现代计算机科学领域的技术研究做出了重大贡献。

1931年图灵考入剑桥大学国王学院，四年后以优异成绩毕业，并因为一篇有关中心极限定理的论文当选为国王学院院士。然而也就是在国王学院的环境里，他的同性恋倾向日渐明显，这对他日后的人生造成重大的影响。

1933年图灵自习罗素和怀特海的巨作《数学原理》，开始进军数理逻辑的领域。

1938年图灵获得普林斯顿大学博士学位。

1939年图灵被英国皇家海军招聘，从事对德国机密军事密码的破译工作，图灵因为在计算理论的经验，以及统计方法的巧妙运用，成功地破解了「谜语」系统。德国人在不知情的状况下，军事通讯彻底曝光，很快失去了大西洋的制海权，使得盟军提前至少两年战胜纳粹德军。图灵不仅开始学习电子方面的技术，并且暗地里计画制造一台电子的万用图灵机，也就是真正的现在所谓的电子计算机。

1949年，图灵成为曼切斯特大学计算机实验室的副主任，负责最早的计算机——曼切斯特一号的软件工作。图灵担任计算机实验室的副主任，但是没有实权。因为当时英国政府急于发展计算机，用在制造原子弹的任务上，所以威廉斯趁势打造自己的王国，把纽曼原来的方案凉在一边。而图灵大才小用，只能做些杂七杂八的事。不过在这一片混乱中，图灵于一九五零年发表了一篇思虑清晰的哲学论文：〈计算机械与智能〉 (Computing Machinery and Intelligence)，是人工智能研究上，一篇具历史性的文献。

1952年，图灵写了一个国际象棋程序。当时由于设备条件有限没能成功，后来美国新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室研究组根据图灵的理论，设计出了世界上第一个电脑程序国际象棋——洛斯阿拉莫斯国家象棋。

1952年直到去世，图灵一直在做生物数学方面的研究。

1952年3月图灵因为他的男伴偷了东西潜逃，报警后反而被警方送上法庭审判，因为那个年代同性恋在英国还算是犯罪的。图灵不愿做任何辩护，也不认为自己的行为有错。他面对法庭给他的两种选择，坐牢或是接受荷尔蒙矫正时，他宁愿挑后者。但是这种粗暴的处理方法，不仅使图灵戏说自己快长出了乳房，其实更严重的是损害了他的身心健康。1954年6月8日，图灵服用浸了氰化物的苹果自杀身亡。

图灵一生的际遇并未与他的贡献成正比，除了有皇家学会院士的头衔外，图灵没有在学术的权力核心逗留过，更没有交往多少学术权贵。虽然在逻辑与计算机科学的领域里，他死后较快获得肯定，美国计算机协会(Association for Computing Machinery) 从1966年起设立图灵奖，做为对计算科学有贡献人士的最高奖项。但是直到1983年另一位同性恋的牛津数学家安德鲁．哈吉斯(Andrew Hodges)，替他写了一本脍炙人口的传记《谜样的图灵》(Alan Turing: The Enigma)，英美大众才对他有较全貌的认识。以这本书为蓝图的舞台剧「破解密码」(Breaking the Code)，于1986—1988年在英美两地上演，也相当轰动，深受人们喜爱。此外，英国BBC 更于一九九六年把它拍成电影。

1998年6月22日，英国下议院通过修改法条，使得十六岁以上同性或异性间的自愿性行为均属合法。第二天，图灵诞生的房子正式被指定为英国的历史遗产。

图灵机

又称确定性图灵机，是艾伦·图灵于1936年提出的一种抽象计算模型，其更抽象的意义为一种数学逻辑机，可以看作等价于任何有限逻辑数学过程的终极强大逻辑机器。

图灵的基本思想

图灵的基本思想是用机器来模拟人们用纸笔进行数学运算的过程，他把这样的过程看作下列两种简单的动作：

在纸上写上或擦除某个符号

把注意力从纸的一个位置移动到另一个位置

而在每个阶段，人要决定下一步的动作，依赖于（a）此人当前所关注的纸上某个位置的符号和（b）此人当前思维的状态。

为了模拟人的这种运算过程，图灵构造出一台假想的机器，该机器由以下几个部分组成：

1、一条无限长的纸带TAPE。纸带被划分为一个接一个的小格子，每个格子上包含一个来自有限字母表的符号，字母表中有一个特殊的符号{\displaystyle \square }表示空白。纸带上的格子从左到右依次被编号为0, 1, 2, ...，纸带的右端可以无限伸展。

在某些模型中，纸带移动，而未用到的纸带真正是“空白”的。要进行的指令（q4）展示在扫描到方格之上（由Kleene（1952）p.375绘制）。

在某些模型中，读写头沿着固定的纸带移动。要进行的指令（q1）展示在读写头内。在这种模型中“空白”的纸带是全部为0的。有阴影的方格，包括读写头扫描到的空白，标记了1,1,B的那些方格，和读写头符号，构成了系统状态。（由Minsky（1967）p.121绘制）

2、一个读写头HEAD。该读写头可以在纸带上左右移动，它能读出当前所指的格子上的符号，并能改变当前格子上的符号。

3、一套控制规则TABLE。它根据当前机器所处的状态以及当前读写头所指的格子上的符号来确定读写头下一步的动作，并改变状态寄存器的值，令机器进入一个新的状态，按照以下顺序告知图灵机命令：

（1） 写入（替换）或擦除当前符号；

（2）移动 HEAD， 'L'向左， 'R'向右或者'N'不移动；

（3） 保持当前状态或者转到另一状态

4、一个状态寄存器。它用来保存图灵机当前所处的状态。图灵机的所有可能状态的数目是有限的，并且有一个特殊的状态，称为停机状态。

注意这个机器的每一部分都是有限的，但它有一个潜在的无限长的纸带，因此这种机器只是一个理想的设备。图灵认为这样的一台机器就能模拟人类所能进行的任何计算过程。

图灵测试

是图灵于1950年提出的一个关于判断机器是否能够思考的著名试验，测试某机器是否能表现出与人等价或无法区分的智能。

图灵测试一个标准的模式：C使用问题来判断A或B是人类还是机械

测试内容

图灵讨论的问题是如何研判机器会不会思想，他采取的方法不是思辩性的分析，而是建议一种可操作的评判标准。他提出所谓的模仿游戏(Imitation Game) 来研判计算机的思考水准，这个游戏的布局如下：在一个房间里安置一台计算机和一位助理，在另一个房间里有一位询问者。询问者分别与计算机及助理以通讯管道连接起来，并且利用键盘敲击出萤光幕上的文字交谈。询问者事先并不知道哪一个通话的对象是计算机，他用各种各样的问题查探二者的真实，游戏终结时询问者要决定哪一个是计算机。

在游戏过程中，计算机尽量要让询问者猜不出自己的真实身份，而助理的作用在协助询问者做出正确的判断。如果计算机能以高成功率瞒骗过询问者，我们就可以说计算机已有人脑思维的功能。

图灵自己很乐观地认为在二十世纪末，计算机的功能已经强大到多数人不能否认它有思考能力。但是目前电子计算机的功能，虽然已经发挥到连图灵也不见得想像得出的地步，然而定期在世界各地举行的图灵测验比赛，至今仍然无法让计算机展现接近人的思考能力。不过图灵的想法与信心不仅刺激了人工智能的研究，也使心理学产生变革，更间接催生了当代的认知科学。人脑到底是不是电脑，也成为研究人类心灵与意识上争论不休的问题。