神乎其技的下棋機器人,是場世紀騙局?!│《電腦簡史》 齒輪時代(十三)

機器人在 18 世紀後不斷推陳出新,擬真的程度令人嘖嘖稱奇,而其中,最令人矚目的一台會下西洋棋的「土耳其人」,甚至打敗歐美多位好手與名人。等等,難道先前在《電腦簡史》 楔子中提及的深藍電腦並非第一台下棋機器人?這台令人匪夷所思的土耳其人隱藏著怎樣的黑科技?或是幕後暗藏著一場騙局……

本文為系列文章,上一篇請見:如果上帝是鐘錶匠,當然我們也能?│《電腦簡史》 齒輪時代(十二)

「仿生」機器人:出神入化的擬人動作

在沃康松之後,許多鐘錶匠也運用他們擅長的齒輪工藝,打造仿生機器人,栩栩如生的程度更勝以往。尤其是瑞士的鐘錶世家雅克德羅 (Jaquet-Droz) 家族,於 1768 年到 1774 年間設計的三具機器人更令人讚嘆。

第一具是「鋼琴家」,會用十指彈奏真的鋼琴,同時跟著節奏搖頭晃腦,胸口也隨之起伏,彷彿真人在演奏。第二具是「繪圖員」,它手握鉛筆,會在紙上畫出四種圖畫。包括法國國王路易十五的肖像、路易十六伉儷的肖像、駕著戰車的邱比特,以及一隻站立的小狗。同樣地,繪圖員在畫圖時也會如真人般,注視著圖面,頭跟著筆尖來回轉動。

最精巧複雜的是「作家」機器人。它體內有超過四千個零件,能拿著鵝毛筆,伸進墨水瓶中蘸墨水,然後在紙上寫出三行詩。最特別的是,詩句並非固定不變,只要更換字母組件,就能讓作家機器人寫出四十個字以內的任何字句。這項「可編程」的功能比起音樂盒,又更接近現代電腦了。

「作家」機器人能夠寫字,甚至是詩句,擴增了「可編程」的功能。圖\wikipedia

在 IBM 的深藍電腦之前,早已出現下棋機器人?!

雅克德羅家族打造的這三具機器人已經堪稱登峰造極之作了,沒想到, 1770 年出現更令人匪夷所思的自動機器——會下棋的機器人。是的,早在 IBM 的深藍電腦兩個世紀之前,就有這麼一台號稱會下西洋棋的齒輪裝置。

這個機器人是由奧地利的鹽礦總監坎佩倫 (Wolfgang von Kempelen) 一手打造。它就如真人大小,身穿傳統的土耳其袍,頭頂戴著頭巾,因此被稱為「土耳其人」 (The Turk) 。不過主要零件不在它的身體,而是在它面前的一個矮櫃中。土耳其人就坐在矮櫃後方,一手拿著長長的煙管,一手撐在櫃子上。

坎佩倫所設計的「土耳其人」 (The Turk) 真正的機關均藏於櫃子內部。圖\wikipedia

土耳其人首度亮相是在奧地利宮廷,當著女皇面前與在場官員對奕。棋賽開始前,坎佩倫先打開櫃子前後的門,讓觀眾看到裡面只有錯綜複雜的齒輪與連桿。為了證明中間沒有暗藏夾層或鏡子,坎佩倫特地手執點燃的蠟燭,到櫃子後方來回晃動,讓觀眾可以一眼看穿,以示前後透通。

展示完後,他關起櫃子的門,從下方的抽屜拿出棋子,在矮櫃檯面上的棋盤一一擺好位置。挑戰的棋手就位後,坎佩倫便轉動櫃子側面的搖柄,上緊發條。在嘎嘎作響的齒輪聲中,土耳其人緩緩抓起一只棋子,下在棋盤上,開始了人類史上首見的人機大戰。原本大家還等著看坎佩倫出洋相,畢竟也沒見他發明過什麼機器,頂多在礦坑摸索過抽水的蒸汽機。結果出乎眾人意料,棋賽最後竟然是土耳其人大勝!

這場棋賽很快傳遍歐洲,各方人士紛紛希望能前來挑戰。但坎佩倫一律予以回絕,只有一次在女皇的堅持下,土耳其人才再度亮相,與英國使節對弈。在這之後土耳其人便從此塵封,直到女皇的兒子繼任王位後,希望藉由土耳其人拓展外交關係,才下令重啟。於是坎佩倫自 1783 年開始帶著土耳其人巡迴歐洲,展開為期兩年的巡演。這期間除了偶而敗給西洋棋高手幾場,土耳其人仍贏過諸多官員使節、政商名流;美國開國元勳富蘭克林當時擔任駐法大使,也成為土耳其人的手下敗將。

坎佩倫算是圓滿完成國王交代的外交任務,來自奧地利的土耳其人不僅傲視歐洲所有的機器人偶,更展現了前所未有的齒輪科技。當然,還是有很多人不相信齒輪機器會思考,認為一定有人躲在櫃子裡操縱土耳其人。但是這些懷疑只是風言風語,畢竟那麼多場公開表演在眾目睽睽下也都沒露出馬腳,其中有一場甚至是在法國科學院舉辦,當場那麼多科學家也都沒看出破綻。

拆穿謊言:土耳其機器人原來是場世紀騙局?!

坎佩倫返國後,再度將土耳其人束之高閣,在他 1804 年過世前都未再解封。第二年,坎佩倫的兒子將土耳其人轉賣給一位樂器發明家梅爾策 (Johann Nepomuk Mälzel) ,土耳其人才又重出江湖。

梅爾策重新整修土耳其人後,帶著它橫跨歐美,展開更大規模的商業巡演,其中於1809年跟法國皇帝拿破崙的對弈,尤其令人津津樂道。這次巡演前後長達三十年,仍令觀眾嘖嘖稱奇,但也有更多人表示懷疑。例如推理小說鼻祖愛倫坡,在親臨現場仔細觀察後,特地寫了長長一篇揭密文章,附上圖解詳述可能的手法。但同樣地,這只能算是他個人的片面猜測,愛倫坡與其他質疑者始終拿不出一刀斃命的證據。

土耳其人的傳奇就這麼延續長達八十幾年。直到 1857 年,梅爾策過世十幾年後,他的兒子才將土耳其人的秘密公諸於世。

愛倫坡所著的一篇文章 (Maelzel’s Chess Player (1836)) 中提及土耳其人實質上是由人躲在櫃子中進行操縱,而非機器自動運行。圖\wikipedia

是的,土耳其人根本不是什麼自動機器。那些齒輪機件只不過是障眼法,並無實際功用,一切都是由躲在櫃子裡的西洋棋高手操控的。坎佩倫與梅爾策不過是用舞台魔術常見的手法,讓觀眾相信櫃子裡絕不可能藏著人,而以為真的是齒輪在運作。

以我們現在的眼光來看,可能會覺得相信土耳其人會下棋未免也太過愚昧。但是當時自動機器就是一種高科技,對信以為真的人而言,機器人偶既然已經能像真人般彈琴、畫畫、寫字,那麼同樣是齒輪打造的土耳其人會下棋,也不是不可能吧。

相對而言,在拿不出直接證據的情況下,如何證明土耳其人不過是個騙局?要主張齒輪機器不可能思考,勢必要回答這些問題:何謂思考?人類如何思考?如果誠如十七世紀的哲學家霍布斯所言:「推理即計算」,那麼在土耳其人出現之前,能做加減乘除的計算器已經問世許久,為什麼不能有推理棋步的機器?

這些問題日後在電腦發展史上將不斷出現。也因為這樣的爭辯與思索,人類才會持續探索機器的極限,從計算機進展到電腦,再到人工智慧。事實上,設計出史上第一部通用型計算機的英國數學家巴貝奇(Charles Babbage),就是和土耳其人對弈後沒多久,開始著手設計計算機。不過在往下說這個故事之前,讓我們先回顧十七世紀,看看四則運算的計算器是如何發明的。

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。

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