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圖靈誕辰 │ 科學史上的今天:06/23

圖靈誕辰(Alan M. Turing, 1912-1954)望著浴室裡鏡中的自己。已經兩年了,鏡中那張浮腫的臉孔看起來仍如此陌生。他的身體也是;他低頭看著臃腫的身軀,從前喜愛運動的他,決不可能讓身體變得如此醜陋,而胸前那對乳房更令他作嘔。但他已無能為力,注射一年的雌激素不只摧毀了他的身體,也摧毀了他的意志。只怪自己當初在法庭上選擇了接受「治療」同性戀這條路。

也許他當初該選擇入獄服刑的。唉,如果可以重新選擇,他當時根本就不應該向前來調查竊案的警察坦承跟同居男友的關係。但他實在不明白同性戀何罪之有,他還記得中學時那段甜美的「初戀」帶給他的力量……。

1926 年,圖靈進入雪伯恩中學,結識了莫康(Christopher Morcom)。他與圖靈一樣喜愛科學,卻更出類拔萃;在圖靈眼中,莫康總是閃耀著光芒,令周遭一切都相形失色。他與莫康成為知心好友,但只能將愛慕之情藏在心中,然而三年半後,莫康即死於肺結核,他再也沒機會說出口。

從重大打擊恢復後的圖靈更加努力於課業。彷彿要替莫康實現他未完成的人生似的,圖靈於 1931 年進入莫康原已取得獎學金的劍橋大學就讀;這一年,正是哥德爾提出不完備定理,證明不存在既完備又一致的數學體系,粉碎了數學家追求聖杯的美夢。好吧,那我們至少能從外部判定一個問題是否能被證明真偽吧?哥德爾並沒有給予解答。五年後,從劍橋大畢業的圖靈,交出一篇論文《論可計算的數字,及判定問題上之應用》,回答了這個問題。

在這篇論文中,圖靈設想了一台計算機器,它會在紙帶上印出兩種符號,符號不僅代表機器目前的狀態,也是機器進行下一個動作的依據。這台採用二進位、可程式化的通用型計算機可以模擬任何數學運算,如今我們稱之為「圖靈機」。而圖靈證明了有些演算法是無法計算的,會造成計算機永不停歇,等同於不完備定理中的無法證明也無法否證。而且我們根本無法確定計算機會不會停下來,也就是判定問題的答案是否定的。

圖靈另闢蹊徑,以計算機的形式重新演繹了哥德爾不完備定理,並補充了判定問題,不僅在數學上作出貢獻,他構想的圖靈機更成為現代電腦的雛形。圖靈也因為這篇論文聲名大噪,而在二次大戰時被徵召協助破解德軍的密碼。

德軍用來加密的「奇謎(Enigma)」系統採用多重字母加密,令盟軍束手無策。即使英軍後來取得了一台奇謎機,仍得破解上面多達百萬種組合的設定。圖靈不僅從數學理論上著手,也在實體上打造一台代號「炸彈」的電腦,模擬奇謎機的運作,終於破解德軍的密碼;盟軍因而得以掌握德軍的軍事行動,才能提前打贏戰爭,避免更多傷亡。

戰後圖靈在國家物理實驗室繼續研究電腦。1949 年,他率先提出一個問題:機器能思考嗎?他設想一個模仿遊戲,一台機器如果能模仿人類回答提問,而不被察覺它是機器,那麼它就算是有思考能力。如今這個「圖靈測試」已成為人工智慧的檢驗方式,甚至你日常上網遇到的「驗證碼」就是這個概念。

如果不是 1952 年發生的那件竊案,曝露了他的性向,他應該會繼續研究人工智慧的。他不但被「化學去勢」,還被趕出國家物理實驗室。

1954 年 6 月 7 日,圖靈在臥室床上咬下沾了氰化物的毒蘋果,「計算機科學之父」、「人工智慧先驅」就此離開人世。闔眼之際,他應該是想像著自己以原來的樣貌去見深愛的莫康……。

【後記】:

英國政府在戰後將從德軍擄獲的上千台奇謎機分送給殖民地政府與大英國協的國家,讓他們以為這是最安全可靠的通訊方式,好加以監聽,因此一直隱匿破解密碼之事。直到一九七○年代,奇謎機都被淘汰了,才公開圖靈等人的貢獻,世人才得知圖靈是拯救了百萬條人命的幕後英雄。

2009 年,英國首相終於對圖靈當年所受的刑罰公開道歉;2013 年,英國女王宣布了赦免圖靈同性戀的罪名。

 

 

本文同時收錄於《科學史上的今天:歷史的瞬間,改變世界的起點》,由究竟出版社出版。

關於作者

張瑞棋

1987年清華大學工業工程系畢業,1992年取得美國西北大學工業工程碩士。自小喜愛科學新知,浮沉科技業近二十載後,退休賦閒在家,更成為重度閱讀者。當了中年大叔才成為泛科學專欄作者,著有《科學史上的今天》一書,如今又因翻譯《解事者》,而多了個譯者的身分。