文/張九慶(中國科學(xué)技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略研究院)

　　在美國第87屆奧斯卡金像獎頒獎典禮上，電影《模仿游戲》獲得了最佳改編劇本獎，該影片的提名獎還包括最佳影片、最佳導(dǎo)演、最佳男主角、最佳女配角等。這部電影的主人公就是艾倫·圖靈。在影片的開始，27歲的圖靈被英國的一位海軍領(lǐng)導(dǎo)人召見，這位將軍因為圖靈在23歲發(fā)表了一篇重要文章，稱圖靈為數(shù)學(xué)天才，圖靈做了謙虛的回應(yīng)：我不能確定能否稱得上是天才，因為牛頓在22歲時，發(fā)現(xiàn)了數(shù)學(xué)上的二項式定理，愛因斯坦在26歲前撰寫了四篇改變世界的論文，自己是無法匹及的。這也稍稍展示了圖靈的一點自負，因為在他心目的兩位天才——牛頓和愛因斯坦，在世界最著名科學(xué)家排行榜上，通常是排名前兩位的。

　　說到英國科學(xué)家艾倫·圖靈，人們大致會為他打上五個主要的標簽：計算機科學(xué)奠基者、密碼破譯者、人工智能先驅(qū)，同性戀者、年輕的自殺者。

　　一、計算機科學(xué)奠基者

　　1912年6月23日出生的艾倫·圖靈是他父母的第二個孩子。父母常年在印度工作，而把兩個孩子留在了英國，寄養(yǎng)在一對軍人夫婦家里。1926年圖靈進入中學(xué)，接受了良好的中等教育，培養(yǎng)了自己的自然科學(xué)的興趣和敏銳的數(shù)學(xué)思維。1931年圖靈進入劍橋大學(xué)國王學(xué)院，和其他85位學(xué)生一起準備攻讀數(shù)學(xué)學(xué)位。1935年，圖靈因為有數(shù)學(xué)研究潛能，留在國王學(xué)院成為研究人員。

　　1936年，圖靈發(fā)表了“論可計算數(shù)及其在判定問題中的作用”論文，提出了“通用計算機”的概念，被認為是現(xiàn)代計算機科學(xué)的奠基人。當時很多數(shù)學(xué)家包括圖靈自己也未能預(yù)料到著這篇文章的重要意義。

　　圖靈的這篇論文有三個靈感來源，第一個是希爾伯特可判斷性問題。希爾伯特在1928年國際數(shù)學(xué)家大會上了提出了三個問題。第一個問題是：數(shù)學(xué)是完備的嗎?每個命題都可以被證明或者證偽?第二個問題是數(shù)學(xué)是相容的嗎?從某個命題出發(fā)，只要用符合邏輯的步驟和順序，就不會推導(dǎo)出矛盾的命題。第三個問題是數(shù)學(xué)是可判定的嗎?是否存在一個機械的方式，可以應(yīng)用于數(shù)學(xué)命題，然后自動判定出該命題的真假。前兩個問題，被數(shù)學(xué)家哥德爾解決了。在1935年夏天的某個夜晚，圖靈完成一段長跑之后，躺在草上開始思考第三個問題。圖靈想到完成機械式的過程，當然要用到某種機器，圖靈要做的是把這種機器的特點抽象出來，應(yīng)用到對數(shù)學(xué)符號的操作中，這是以前的數(shù)學(xué)家沒有設(shè)計出來的。

　　第二個靈感來源是打字機。打字機就是一種能操作符號的機器。圖靈的媽媽有一臺打字機，因此，圖靈小時候就夢想著自己能制造一臺打字機。他熟悉打字機的操作，每一次操作和打印頭的位置必然對應(yīng)一個確定的結(jié)果。打字機的鍵盤處于不同的狀態(tài)，對應(yīng)不同的行為。特別地，打印頭處于何種位置與打印什么字無關(guān)，因為打印頭可以在打印紙上來回和上下移動。如果忽略到一些操作細節(jié)如換行、頁邊距，把打印紙的長度無限延伸，打印頭能夠在紙上無限地向左、向右移動，就能完成人為設(shè)定的所有操作。

　　第三個靈感來自于生產(chǎn)流水線。當時在進行大規(guī)模數(shù)字處理的時候，計算操作人員就像工業(yè)流水線上的工人一樣，聚集在在一間大房子里，拿著手工計算器，把自己那一部分計算結(jié)果寫在卡片上，然后傳給他的下線，如此進行。想到這樣的場景，圖靈開始思考，這樣的計算能否用機器也能自動完成?圖靈給出的答案是肯定的也是令人驚訝的，任何能想象到的計算都可以用單一的裝置來進行。

　　圖靈設(shè)計了自動機器的工作原理：在一張無限長的紙上有無限多的方格，自動機器能夠來回移動，讀出方格里的符號，也能寫入符號，但每次只能寫0或者1。它的每一步的行為，由它的狀態(tài)或讀出的符號來決定。這些狀態(tài)和讀寫符號的組合包括：在空格上寫入新的確定的符號，保持現(xiàn)有符號不變，還是清除舊符號留下空格;保持當前狀態(tài)，還是變成另一個確定的狀態(tài);向左移動位置，向右移動位置還是留在當前位置。把定義自動機器的這些信息寫出來，就是形成一張張的行為表?；蛘哒f，每一張行為表就是一臺自動機器。

　　圖靈給出的不是計算機模型，而是數(shù)學(xué)模型。在這個時候，圖靈本人沒有發(fā)明計算機，他建立的是計算機科學(xué)的基礎(chǔ)。

　　二、密碼破譯者

　　第一次世界大戰(zhàn)中，英國的情報分析部門海軍部40號房間成功破譯了多份來自敵方的加密電報，為同盟軍的勝利做出了貢獻。隨后，德國人發(fā)明了一種新的通信系統(tǒng)“英尼格瑪”謎機，使密碼編制技術(shù)從機器時代進入了電氣時代。特別是在納粹上臺后，謎機得到了大規(guī)模應(yīng)用，經(jīng)過不斷的完善和改進，加密能力越來越強，密碼破譯難度也越來越大。一批經(jīng)過嚴格數(shù)學(xué)訓(xùn)練的人員開始走上了破譯密碼的舞臺。1937年，英國情報部門為自己要破解大量來自德國的情報，越來越感到力不從心。為改變?nèi)耸植蛔恪⒃O(shè)備落后的狀態(tài)，應(yīng)對戰(zhàn)爭可能爆發(fā)的局面，英國軍方在1938年對海軍部40號房間進行擴編，緊急招募密碼分析人員。圖靈以一個數(shù)學(xué)家的身份被雇傭，成為這個情報部門的一員新兵，從事密碼破譯工作。

　　英國海軍在與德國海軍的對抗中，常常處于被動局面，因為德國情報部門破解了英國海軍的大量信息，運送貨物的船只常被德軍打沉;而英國情報部門卻對德國海軍的信息知之甚少。圖靈加入布萊切利莊園(布萊切利園曾經(jīng)是英國政府進行密碼解讀的主要地方)的主要任務(wù)是對原有的破譯密碼機進行升級改造，以加快運轉(zhuǎn)速度。艾倫的數(shù)學(xué)知識派上用場，即：將破譯過程中的猜詞和邏輯的相容性進行比較，尋找其中的矛盾。整個分析過程通過繼電器的開關(guān)功能來完成，這樣就會減少人工分析量。他們把改造后的破譯機命名為炸彈機。這些機器安置在布萊切利莊園之外的工作站，由一批海軍女兵負責操作，各個站點的信息匯總在布萊切利莊園的中心組進行分析。有了炸彈機，他們可以在幾分鐘就破解一條信息。因為炸彈機的存在，德軍和英軍的情報部門之間的加密與破譯對抗終于可以勢均力敵了，也使得兩國之間戰(zhàn)爭提前終止。戰(zhàn)爭結(jié)束后，英國首相下令銷毀了這些炸彈機。

　　三、人工智能先驅(qū)

　　戰(zhàn)爭結(jié)束后，圖靈到國家物理實驗室供職。他要把通用機的概念模型變成實際構(gòu)造，設(shè)計他的第一臺自動計算機器(ACE)。他陸續(xù)提交了一些報告，描述電子通用計算機的詳細設(shè)計和全部功能。他認為，數(shù)字計算機器包括一組核心控制機制和一組大容量的存儲機制。數(shù)字計算機的關(guān)鍵是通過合理的存儲機制，把理論上的無限長的紙帶變成靠譜的存儲機制。他提到了在ACE中使用二進制的優(yōu)勢，因為電子開光能自然使用“開/關(guān)”來表示“1/0”。

　　設(shè)想歸設(shè)想，現(xiàn)實歸現(xiàn)實，雖然國家物理實驗室盡力而為，但ACE項目進展緩慢。當時國家實驗室的負責人是查爾斯·達爾文(那個生物進化論建立者的孫子)，他否決圖靈撰寫的報告《智能機器》的公開發(fā)表。圖靈從國家物理實驗室辭職，去了曼切斯特大學(xué)擔任教授。

　　圖靈在布萊切利莊園的時候就開始思考“機器會思考嗎”這樣的哲學(xué)問題，1950年，他在哲學(xué)期刊《心靈》上發(fā)表了一篇討論計算機器和智能關(guān)系的論文，成為人工智能研究的先驅(qū)。這篇論文闡述了計算機可能具有智能的思想，并給出了計算機是否具有智能的測試方法，現(xiàn)在稱為“圖靈測試”：要求計算機盡可能把自己偽裝成人類，在沒有直接物理接觸的情況下，計算機接受人類的隨意詢問。

　　圖靈以“猜性別”游戲為例，一個房間里有一男一女兩人。房間外有一猜測者，通過向房間內(nèi)的人提問的方式來猜測兩人究竟誰是男的誰是女的?；卮饐栴}中，男的要盡量把自己模擬成女的，女的要盡量使猜測者相信自己?，F(xiàn)在，把房間里的一個人換成一臺計算機，做同樣的游戲。如果猜測者根據(jù)人和計算機的回答，無法辨別哪一個是人哪一個是計算機， 那就得承認這臺計算機具有智能。

　　圖靈預(yù)測，隨著計算機存儲容量的提升，在50年內(nèi)計算機就會在模擬游戲中獲勝，5分鐘提問之后普通水平的猜測者猜對的機會不會高于70%。

　　顯而易見，這是一種對于判定機器智能的可操作性定義和方法。

　　四、同性戀者

　　圖靈第一次對同性特別感興趣，大約是在15歲的時候。他認識了一個比他大一歲的男孩克里斯多夫·默卡，經(jīng)常在一起交流學(xué)習(xí)情況?？死锼苟喾虮葓D靈大一歲，比同齡人瘦小，有著金色頭發(fā)藍眼睛，但是在圖靈眼里，克里斯托夫有著一張有魅力的臉，學(xué)習(xí)也中規(guī)中矩，比圖靈更適應(yīng)學(xué)校的考試，學(xué)習(xí)成績比圖靈好，使得圖靈有點崇拜。為了能和克里斯多夫一起上課，圖靈還特意升了級。1929年兩人都報考了劍橋三一學(xué)院，克里斯多夫得到了獎學(xué)金，而圖靈卻沒有。兩人超出好朋友的友誼如果繼續(xù)，會對圖靈的未來發(fā)生怎樣的影響呢?天有不測風云，19歲的克里斯多夫卻在1930年2月13日因為喝了病牛的奶染上牛結(jié)核去世了。不論是在給克里斯多夫母親的信還是在給自己母親的信中，圖靈都表達了自己對失去克里斯多夫的極度悲痛之情。

　　從此之后，克里斯多夫的身影已深深地留在圖靈的腦海中。那些長得像克里斯多夫一樣瘦小、金發(fā)藍眼的男子會引起他特別的好感，成為他下一個同性戀的對象。圖靈在劍橋大學(xué)里的性取向仍然是同性。比如，他和一個叫詹姆斯的同學(xué)相處得很好，這種關(guān)系沒有公開，但在學(xué)校里也不是秘密。圖靈在布萊切利莊園交往過一個女性譯員瓊·克拉克，但很快自己先提出與她分手了，因為他不想自己的同性戀傾向耽誤她。后來他再也沒有交往過女朋友，直到40歲仍然孑然一身。而在進入40歲的時候，他與阿諾德的同性戀經(jīng)歷，是他人生中的一次大轉(zhuǎn)折。

　　圖靈是在1951年12月在街頭偶遇阿諾德·莫瑞的。那一年阿諾德19歲，算是曼切斯特的一個無業(yè)游民，身材消瘦，頭發(fā)稀疏，但舉止文雅，活潑幽默。圖靈請阿諾德吃了午飯，并邀請阿諾德周末去自己家坐坐。阿諾德未能赴約，但一周之后兩人再次相遇，成為有緣人。這次圖靈的邀請成功了，阿諾德到圖靈家里，兩人相談甚歡，但阿諾德沒有在圖靈家過夜。1952年1月14日，阿諾德第二次到圖靈家。圖靈做了精心的安排，這次阿諾德留宿在圖靈家。一個40歲的單身中年男子和一個19歲的年輕小伙成為性伙伴，算是正式確立了同性戀關(guān)系。

　　五、年輕的自殺者

　　1952年1月23日，圖靈家里失竊，丟了大約價值50英鎊的衣物，錢包里也丟了7英鎊的現(xiàn)金。圖靈懷疑是阿諾德所為，兩人發(fā)生過口角，甚至阿諾德想要威脅圖靈，把兩人的同性關(guān)系告訴警察。最后阿諾德沒有報警，倒是圖靈把家里失竊之事報了警。正是這次報警，成了圖靈自殺的起點。

　　警察很快抓到了盜竊犯哈里。20歲的哈里是阿諾德的一個熟人。顯然阿諾德把自己和圖靈之間的交往之事告訴了哈里。在警察面前，哈里對自己的偷盜行為供認不諱，也直接供出了阿諾德和圖靈之間的私人關(guān)系。

　　撒謊不是圖靈的強項，警察稍一盤問，圖靈就和盤托出，簡明扼要地陳述了事實，這樣的結(jié)果甚至出乎警察的意料。圖靈在5頁紙的陳述中，并不覺得同性戀是一種恥辱，更別說有犯罪意識了。在阿諾德被捕成為證人之后，因為犯英國刑法修正案中的“嚴重猥褻罪”，在1952年2月11日，圖靈被判刑期兩年。刑期通過二選一的方式進行，一是直接入獄，一是接受化學(xué)藥物治療，圖靈選擇了后者?；瘜W(xué)藥物治療又稱化學(xué)閹割，就是通過藥物減少雄性激素分泌，促進雌性激素分泌，從而減弱男性的性欲。

　　熬過兩年刑期的艱苦日子之后，圖靈本可以繼續(xù)做他的研究了，然而，卻沒有任何征兆地提前結(jié)束了自己的生命。1954年6月7日夜里，圖靈在家里去世，3天后尸檢結(jié)果出來，圖靈被認定為自殺，死于氰化鉀中毒，直接證據(jù)是在圖靈的床邊放著一個咬過的蘋果。調(diào)查人員沒有化驗蘋果，作了一個簡單的推測，圖靈吞食了蘸在蘋果之上的氰化物。

　　六、對自殺原因的追問

　　對于圖靈之死，不同的人有不同的看法。

　　圖靈的家人無論是他的哥哥還是他的媽媽都不愿接受圖靈自殺的結(jié)論，他們寧愿相信這是一場意外。特別是圖靈的母親，更愿意認為是圖靈的手指不小心沾上了氰化物。圖靈當時在做電解鍍金實驗，需要用到氰化物，正巧圖靈從小就有吮吸手指的習(xí)慣。何況對于一個篤信天主教的人來說，自殺是一種殘酷的行為，意味著走進罪惡的煉獄。

　　相信圖靈是自殺的人會認為，圖靈無法承受社會對他的不公。因為被指控犯罪和服用藥物，圖靈的身心都受到了極大的傷害。一個對國家抗擊法西斯暴行做出過貢獻的國家英雄，卻因為在他看來并非罪惡的行為不容于英國的主流社會。他的自由受到了限制，因為警察會時常傳喚他。在服用藥物后，他的睪丸萎縮了，乳房增大了。圖靈本來追求的是陽剛之氣，熱衷于馬拉松和越野跑，卻要被變成柔弱女子。更重要的是他的大腦也受到了損傷，這種損傷對于一個充滿智力自信的科學(xué)家而言是極其嚴重的。這時候圖靈的研究興趣正轉(zhuǎn)移到形態(tài)學(xué)理論，這是一項耗費智力的研究工作。

　　圖靈服刑期滿后，曼切斯特大學(xué)給了他教授職位，這表明了科學(xué)界對他的寬容。他也曾外出旅游，來改善自己的生活狀態(tài)。但圖靈要的是在社會上的自由，他需要同性戀男人的正常生活，他需要保留自己隱私的低調(diào)純粹的生活，而不是把個人生活暴露在大庭廣眾之下接受審判。對于活著的圖靈來說，英國社會對同性戀者的不寬容是看不到希望的長久服役。他越不避諱自己的同性戀的身份，內(nèi)心感受到的煎熬就越大。圖靈像接近沸點的溶液一樣，一點小小的熱量就會打破表面上的平衡，讓溶液蒸發(fā)。

　　圖靈讀過白雪公主和七個小矮人的故事，他知道是一個毒蘋果殺死了白雪公主。圖靈研究的是機器智能，機器智能來自于模仿行為，但圖靈走在了時代的前邊。圖靈一個人扮演了兩種角色，模仿著故事里的情節(jié)。那個殘酷的現(xiàn)實社會就是那個巫婆，社會上的不寬容如同劇毒，那個誘人的紅蘋果就如他內(nèi)心深處的同性戀情結(jié)，他內(nèi)心深處的另一個自我就是純潔的白雪公主?？上У氖?，他咬下了紅蘋果，他同時代的親朋好友如同七個小矮人無力拯救他，而那個能把他從瀕死睡眠中喚醒的王子來得太遲。

　　1967年7月，英國通過法律認定，雙方年滿21歲的同性戀行為不構(gòu)成犯罪。2009年，英國政府對圖靈受到的不公平待遇表示道歉;2013年，英國同性伴侶婚姻法獲得通過，英國女王正式赦免了圖靈的罪行。

　　七、那些自殺的科學(xué)家

　　涂爾干在《自殺論》中，對自殺是這樣的定義的：人們把死者自己完成并知道會產(chǎn)生這種結(jié)果的某種積極或消極的行動直接或間接地引起的死亡。當我們把科學(xué)家還原成普通人時，科學(xué)家的自殺也和普通人一樣，源于內(nèi)心的痛苦掙扎，源于對內(nèi)心痛苦的不可解脫和超越。一個人在面臨絕望的盡頭時，自己毅然決然地選擇快速結(jié)束痛苦的方法，就是自殺。

　　1990年12月的《科學(xué)家》(The scientist )雜志發(fā)表了一篇文章，分析了包括歐美37位著名男性科學(xué)家(平均死亡年齡61歲)的自殺原因，列前幾位的是(總和超過100%，因為有些人自殺是多種原因的)：孤獨，50%;身體疾病，47%;涉及政治參與和背景(如蘇聯(lián)因切爾諾貝利核事故)，42%;壓抑，31%。列后幾位的原因是：親人死亡，17%;工作過勞，14%;企業(yè)或者法律糾紛(主要是發(fā)明家)，11%;資助問題，8%;與管理者或老板問題，3%。圖靈因為同性戀問題而自殺，算是一個特別極端的個案。總體來說，導(dǎo)致科學(xué)家的這些自殺原因中，與工作無關(guān)的比例為86%，與工作有關(guān)的比例為44%。

　　除圖靈外，歷史上幾位選擇自殺的偉大科學(xué)家還包括路德維?！げ柶澛⑷A萊士·卡羅瑟斯、維克多·梅耶、皮爾斯·布里奇曼、艾米爾·費舍爾和漢斯·費舍爾、斯坦福·摩爾等人。

　　奧地利物理學(xué)家波爾茲曼因為在統(tǒng)計力學(xué)和統(tǒng)計熱力學(xué)領(lǐng)域的貢獻而聞名，包括提出波爾茲曼分布律和波爾茲曼方程。波爾茲曼是原子論的捍衛(wèi)者，但在與對手長達十年爭論過程中，情緒愈發(fā)躁郁，1906年9月5日，62歲的波爾茲曼在與家人度假時自殺。

　　美國化學(xué)家卡羅瑟斯因為發(fā)明了尼龍而獲得聲望。被英名所累，因為在后繼的工作中在沒有取得重大突破，他慢慢患上了抑郁癥。他妹妹的去世加劇了他的憂郁癥，年僅41歲喝下含有氰化物的橘子汁自殺。

　　德國化學(xué)梅耶發(fā)明了一種測量蒸汽密度的儀器，發(fā)現(xiàn)了一種有機化合物噻吩，49歲時服用氰化物自殺。

　　美國物理學(xué)家布里奇曼因為發(fā)明超高壓裝置和在高壓物理研究中的杰出貢獻而獲得1946年諾貝爾物理學(xué)獎。1961年，將近80歲的布里奇曼因為癌癥惡化而持槍自殺。

　　德國化學(xué)家艾米爾·費舍爾因為對糖、酶、嘌呤、蛋白質(zhì)特別是氨基酸和多肽等進行的廣泛深入研究，獲得1902年諾貝爾化學(xué)獎。他有三個兒子，其中二兒子死在第一次世界大戰(zhàn)的戰(zhàn)場上，三兒子因難以承受軍事訓(xùn)練而自殺，不滿67歲的艾米爾·費舍爾在1919年自殺。

　　德國化學(xué)漢斯費舍爾因為對血紅素和葉綠素結(jié)構(gòu)的研究，以及血紅素的合成，獲得1930年諾貝爾化學(xué)獎。1945年，因自己的實驗室和研究成果被轟炸摧毀，64歲的漢斯·費舍爾在家中自殺。

　　摩爾因為應(yīng)用色譜技術(shù)分析蛋白質(zhì)和生物體液中的氨基酸和肽，與其他兩位科學(xué)家分享了1972年的諾貝爾化學(xué)獎。1982年，69歲的摩爾患嚴重的肌肉硬化病，在家中自殺身亡。