680如何评价图灵这个人?

 2021年12月21日

介绍一位天才——图灵。

电影《模仿游戏》,其实就改编自《图灵传》这本书。

图灵为什么神?首先他是个学霸,比我们一般人聪明得多。他是剑桥大学有史以来最年轻的讲师,据说剑桥大学当时进行任命时,全校还放了半天假来纪念这个历史性的时刻。我们中国人见惯了学霸,觉得这也没有什么了不起。

但如果我告诉你,图灵这个人一生当中曾经两次改变人类文明的走向,而且是在两个完全不同的领域,用完全不同的手法改变的,我们这些后人是不是要对他脱帽敬礼?

第一点,当然就是他发明了著名的图灵机。我们今天所有的计算机都是在那个原型上发展出来的,今天无论是在键盘上「啪啪啪」,还是在手机上「滑滑滑」,都是在一台图灵机上进行工作。

当然你别误解,图灵机可不是一台已经造出来的机器,它仅仅是一个提出来的理论模型构想。而且图灵提出来时是在 1936 年,那年他只有 24 岁。

而且还有一点,这可不是一个什么大规模、高成本、长时间的科研项目的结果,它仅仅是 24 岁的图灵整天胡思乱想的思绪当中,飘出来的一个片断。何以见得?因为最早完整地提出图灵机那个构想,是在他论文的一则脚注里面,你说这个人是不是一个大神?要不怎么 20 世纪 60 年代,美国计算机学会把他们的大奖命名为「图灵奖」?

要知道图灵可是英国人,真正发明计算机的冯·诺依曼是美国人,美国人居然不用冯·诺依曼来命名它,而是用图灵来命名这个奖项,这个奖现在就是计算机界的诺贝尔奖,我们中国人还得过一次,2000 年清华大学一个教授得了「图灵奖」。

第二点,就是图灵作为第二次世界大战期间,英国人的首席密码破译专家所做出的贡献。当然他的这段经历直到今天仍然扑朔迷离,因为英国人觉得这是绝密,直到今天大量的档案文件仍然没有解密,历史学家只能透过当时一些信息的一鳞片爪,去判断图灵到底干了些什么。

有些历史学家就做出论断,说图灵以其一人之力,至少让第二次世界大战提前两年结束,他至少救了上千万人的命。当然这种文科教授做出来的计算结果信不信您自己看着办,但是我读完了《图灵传》之后,至少觉得图灵的功劳是怎么评价都不过分的。

那密码学到底是干吗用的?当然就是破译情报了。两国对战,在现代化的战争条件下,我干什么你完全不知道,而你干什么我就像看着澡盆里的鱼一样清楚,那这个仗还怎么打?希特勒输得一点也不冤。当然不是说第二次世界大战只有图灵这一个原因,但他确实是非常重要的一个因素。

在西方的文明当中,密码是一个非常简单的东西,就是把字母顺序打乱。比如说最早发明密码的恺撒,他发明的就叫恺撒密码,如果我跟前线的将领要传达信息,那我们约定另外一套字母系统。比如说 A 在我写的里面,它就变成了 K, J 就变成了 Z,我们俩互相约定好,那我就用约定的那一套密码,用正常的字母来书写,那敌人拿到肯定就看不懂了。

可是这种密码有一个问题,就是它架不住大数据,因为大家知道,任何语言一个字母,在一个单词当中,它出现的频率是可以统计出来的。只要资料足够多,马上就可以知道你是用哪个字母代替了哪个字母,稍微做一点功课,这种密码就能被破译。

但是到第二次世界大战之前,德国人发明了一套密码系统,这真叫成也萧何,败也萧何。这套密码系统是落实在一架机器上的,就是所谓的恩格码机,「恩格码」这个词是音译,原文就是「谜」的意思,又称之为谜机。因为德国人当年造的这种密码机特别多,现在市场上还有人专门收藏。

这个机器有什么好处?大家知道,直到今天我们人类都面对一种两难,就是如果你要更多的安全,对不起,你就必须承担和面对更多的麻烦。就像我们现在电脑系统里、网络上,越是追求安全,设置的密码就要越长,那你用起来肯定就不方便。但是恩格码机或者说谜机,恰恰解决了这个问题,它是又安全,同时又方便,德国人多聪明。

那恩格码机的具体原理是什么?因为太复杂,我只能简单给大家介绍。它同样是用恺撒密码的原理,但是一个字母输进去,它通过一些转盘的转化,每一个字母最后输出来的结果,会有 150 万亿种可能,德国人就通过一个机器把它做到这么牛。

150 万亿是什么概念?就是 15 后面写 18 个 0。你可以慢慢地试,你可以试着去破译,但是可能一个很大的团队要干几千年,你才能将它破译,它非常安全。

与此同时,它还特别方便,因为那个谜机的形象,有点像打字机,只要你把这封密码文件按照打字机上的键盘输进去,按一个字母,它的屏幕上就有另外一个字母灯亮。只要一个密码抄写员把那个亮的字母给抄下来,就能够还原成平时我们要传达的那个正常的信息。这个操作真的是用一分钟就可以教得会的操作。

德国人在发明这套系统之后觉得特别自信,谜机或者说恩格码机在第二次世界大战中,是德国人普遍运用的一种密码机器。那个时代的密码破译,就是数学家对决的战场,像图灵这样的人就有了用武之地。当然我们顺便说一下,第二次世界大战之后,人类的密码系统其实有一个小小的转向。

比如说这本书的序言是马慧元老师写的,她就讲到,她上大学的时候老师就跟她讲,说现在的密码不能再靠小轨迹了,就是数学轨迹,也就是我的算法你不知道。那万一对方知道了,你这套密码系统不就变得极其脆弱吗?二战之后,人类倾向于用一种什么密码系统?就是膀大腰圆、傻大黑粗。

说白了,我即使把密码告诉你,把破解程序也告诉你,你找来世界上最快的计算机算。你算完了,结果可能是一年后,因为运算量实在太大,而一年后我这套密码已经过期了,这才是最安全的密码。当然现在我看到有人说,随着量子计算机的计算速度进一步提升,这种密码可能也不保险了。那是以后的话了。

总而言之,我们回到二战的时候。德国人觉得自信心爆棚,这套恩格码机是没有人能破解的。当然也有人距离成功只差一步之遥,这就是波兰人。

波兰人为什么要破译密码?因为这个民族在历史上三次被瓜分,到第二次世界大战之前,他们心知肚明,这边一个德国,那边一个苏联,肯定是要对我下手。什么时候下手,怎么下手,打又打不过,天天就琢磨这双方都在嘀咕点什么,天天就用电台去截获对方的电报,然后试图破译。

波兰还真就搞出了一批密码学家,然后距离破译谜机已经很近了,但是没有最终成功,因为德国人也不断地在换。1939 年 9 月 1 号,德国人冲过了波兰和德国的边境,发动了第二次世界大战。在 8 月的时候,波兰人已经把这套系统交给了英国人,英国人对波兰人竖大拇哥,说他们就好像一个骑士在倒下之前,把手里的剑交给了战友。

于是这个球就到了英国人的脚下,你大英帝国不是人才济济吗?你行你上,你能不能破译这套密码?英国人刚开始也是一头雾水,完全找不着北。但是英国人有一个长项,就是在二战期间,体现出一种非常难得的坚持和隐忍,愿意吃苦,投入精力。

他们在伦敦以北 100 公里的布莱切利公园,设立了一个破译大本营,最多的时候在那儿投入了上万人,坚决要破掉希特勒的密码。每天大量截获德国人的电报,这些电报都是用密码写成的天书,什么时候能将这些电报破译出来?哪怕只是一张纸。没有人知道,大家都在外面等。

这里面当然就包括图灵,图灵脑袋里想什么,当时很多人其实是不知道的,连图灵在那儿干什么,很多守卫也不知道,因为他整天破衣褴褛,一副邋遢的样子,很多人觉得这家伙是间谍吧?在布莱切利公园里经常有人拦住他盘问。其实很少有人知道他们到底在干什么,只知道他们是在做一件很重要的事情。因为数学家脑子里想的东西,直到今天我们都不能用很方便的语言把它说出来,更何况当时的人?

那现在回头看,其实我们已经搞不清楚,哪些是波兰人奠定的基础,哪些是图灵自己搞的创新。但是我们可以清晰地看到两点,就是图灵坚信两种力量。

第一种,就是坚信机器对机器,因为恩格码谜机是一种机器,如果我用人力来对抗你,那就天然落了下风。图灵坚持要制造一个机器,这个机器现在就称为炸弹机,这是《图灵传》这本书的翻译;我还看到另外一种翻译法,叫小甜点。

我们在电影《模仿游戏》里看到过那个机器,就是一面墙那么大,上面全是小圆块,那就是炸弹机。后来英国人就是靠这种机器对机器的方法,生生破译了德国人的密码。

当然,图灵还坚信第二种力量,就是人性的欠缺。因为密码是个数学现象,它是个死的;机器是个物理现象,它也是个死的。如果你要想把它破译,你就得坚信使用机器和数学的这个人是有缺陷的,因为对方德国人也是人,德国人的人格缺陷就是有点死板。

图灵就用到一系列的方法,他发现德国人经常会用密钥,它往往是相邻的两个字母,比如说 AB,或者 CD,这是德国人的一个习惯。这就缓解了一大部分计算量。

再比如说,他发现德国人发出来的电报,前面经常会有一些固定的语句,譬如说今天是星期几,今天天气如何。更重要的还有一句词,叫「希特勒万岁(Hail Hitler)」,这句词往往就成为他捕捉对方密码的一个很重要的线索。

此外,图灵还会诱使对方发一些固定的信息,然后通过一套数学算法,来判断对方这个密码到底是什么,这当中的原理当然极其杂乱,这里就不赘述。

总而言之,在 1941 年和 1942 年期间,图灵居然就把这个谜机给破译了。破译密码的结果就是英国人全都知道希特勒的一举一动,但是英国人的麻烦在于,我虽然全知道还得假装不知道,因为我不能让德国人知道了我破译了密码。

因为德国人并不傻,万一发现最近英国人怎么揍我揍得那么准?是不是密码被破译了?如果德国人意识到这一点,只要在恩格码机上改几个设置,那图灵此前所做的工作可就付诸东流了。如果重算一遍,得花多少时间?这期间又得多死多少人?英国人这时候不得不开始装傻充愣表演。

举个例子说,德国舰队来了,你明明知道它就在这儿,你还真就不能直接派轰炸机去炸,得先派侦察机去,假装偶遇,「发现」你在这里,然后再回去叫轰炸机,这个表演也很辛苦。

其中最危险的一次,是德国的九条油轮的行踪被英国人发现了。德国到后来能源已经很紧张,如果炸掉九条油轮,这对德国的战斗力打击是很大的。英国人心痒,这口大肥肉真想给它吃下来,但是又不敢,这样吧,九条炸它七条,留两条逃生去吧,以便让德国人不猜疑到密码被破译。

但是德国人是挺倒霉,英国人也太阴险,最后这两条油轮逃出生天后,居然又遇到了英国的舰队,被炸沉了。这其实是德国人非常有机会发现密码被破译的一次,但德国人生生就没发现,为什么?因为他们对恩格码机器太自信了,觉得这套东西根本不可能被破译。

后来在二战期间,虽然德国人也升级了这套系统,但是没有彻底地毁掉或者说将恩格码机器弃之不用,给英国人留下了大量的空间。英国人在第二次世界大战期间,从敦刻尔克大撤退一直到诺曼底登陆期间,在欧洲大陆是没有什么作为的。它跟德国人打仗主要是在两个战场,一个是海上,还有一个就是北非。

1941 年英国海军打了一个大胜仗,围歼了德国海军引以为豪的那个大战列舰俾斯麦号。1942 年,蒙哥马利元帅带领英国的坦克部队,在北非消灭了德国号称沙漠之狐的隆美尔元帅的坦克部队。这两场胜仗的背后,都是因为英国人掌握了德国人的情报。

当然还有一点,就是英国的地理位置是一个海岛,它的很多粮食都得从盟国运输回来,尤其是从美国。可是德国人当时搞出了一个 U 型潜艇战术,就是群狼战术,动不动就击沉它的商船。英国的物资供应一度紧张到整个英伦三岛的粮食供应只剩下一周,境况非常危险,眼看就要全民饿肚子。但是图灵因为破译了这套密码系统,英国商船的损失就迅速下降了。

我曾经见过本书的译者孙天齐先生,他给我看了一张图,自打图灵破译之后,可以明显看到英国商船的损失下降,下降多少?75%。后来德国人又把恩格码机器升级了,而且立竿见影,这边一升级,英国商船的损失马上就飙升。但紧接着,图灵和他的团队又破解了德国人的新机器,损失又下来了,在这根曲线里看得非常清楚。

战争哪里是我们平常想象的那样,仅仅是战场上士兵和将军的事?这背后有多少数学家和密码学家的努力,他们是实质性地在影响战争的进程。后来丘吉尔讲过一句话,说我们打这场战争,其实是捏着敌人的脉搏在打,他们干什么我们全知道。那这份功劳是属于谁的?当然就是属于伦敦以北 100 公里的布莱切利公园里面的那些学者们,其中就包括图灵。

但是这帮人可没有享受到战争胜利带来的红利,为什么?不能说。英国人先是打二战,二战一结束就开始跟苏联人死磕,这冷战就开始了。布莱切利公园里面发生了什么事情,一直是国家的机密。

这就发生了很多悲剧,比如说图灵身边的一个工作人员,他的老师就给他写信,说你年纪轻轻的,看着别的青年人都在为国家抛头颅洒热血,你小子在战争期间躲哪儿去了?把他一顿臭骂。这个人还不能说,百口莫辩。

图灵其实也是一样,在 1945 年战争接近胜利的时候,他身边一个人陪着他在布莱切利公园的树林里散步,就跟他说战争马上胜利了,你这期间的研究成果终于可以大白于天下了。图灵说,你怎么能这么幼稚?这怎么可能。

果然,后来丘吉尔下令,说战争期间你们搞的那个破解德国人机器的炸弹机,一共 210 多台,全部给我销毁,包括设计它的那些图文资料,全部销毁,一点都不能留。为什么?因为英国人一直不想让苏联人知道,英国其实捏着德国人的脉搏。

图灵这个人到底在二战期间做了多大的贡献,我们只能看一个大概,未知其究竟。这要是一般人,不得冤死。但是图灵有后手,为什么?他对人类还做了一项贡献,就是发明图灵机。

前面我们已经提到了图灵机,现在我们公认的计算机的发明者是美国科学家冯·诺依曼,但是冯·诺依曼自己都承认,说所有的思想来源都是图灵的,我最多算是计算机的助产士,我是帮它生下来而已。

为什么图灵这么牛?首先我们简单说一下什么是图灵机。图灵机就是想象中有一根无限长的纸带子,上面有一个一个格,有的格是黑色的,有的格是白色的,那黑色就代表 1,白色就代表 0。

图灵就想象,如果有一根打印头,它既能读取这个格当中的状态,它到底是 1 还是 0,又能进行擦写,那这个格不断地在探头面前移动,我就可以对这个探头的走向进行编程,从而影响计算结果。这说得再详细就没法说了,总而言之,我只要用这种方法给这个探头进行编程,我就可以得出一个计算结果,就是这么一个假想中的机器。

你说这很伟大吗?这当然很伟大。首先,24 岁的图灵就已经想到,让人类摆脱自己熟悉的十进制,转而用机器更容易识别和读写的二进制进行机器运算,这本身就需要想象力吧?更何况,图灵的思维境界是超越当时人一筹的。

在他之前,人类已经有了很多机器吧,这些机器也很强大,从最早的蒸汽机到后来的飞机、大炮、汽车,这些机器的本质都是一个,就是人的肢体力量的延伸和替代。只不过是利用了当时的新能源,什么煤炭、电能,这些机器也很强大,它替代人腿能跑得那么快,甚至能飞上天,但是这些机器都是在人的操控下才能够运转的。

可是图灵机的本质就不一样,它可不是人的肢体的简单延伸和替代,它是对人的思考过程的复制和再现。这才是图灵机的野心。人类的思考过程跟图灵机的本质是一样的,都是先输入一个信息,然后进行编程、处理,得出一个结果,再把这个结果输入回来,我们再进行处理,再得出结果。如此循环往复,往前一步一步地进行思考,图灵机要再现的就是这么一个过程。

图灵的野心不仅仅是帮当时的人类卸下沉重的计算担子,用机器来代替计算这么一个浅层的技术目标,他其实思考的一直是一个哲学问题。整个第二次世界大战之后,图灵的那一段生涯都在思考一些什么样的问题?

比如说机器可不可能有智能?人是不是就是个机器?蚂蚁如果作为神经元,它们之间互相进行交流,拼接出一个巨大的蚁巢,那这个蚁巢是不是就是个大脑?那如果我用晶体管来替代一个单个的蚂蚁,让晶体管之间也形成神经元之间的互动,我是不是就可以再造一个人类的大脑?那这个大脑如果出来,它会不会是个智能?

如果它有智能,它会不会跟人一样,会犯错误?它有没有情绪?会不会沮丧?会不会得意?图灵思考的全是这个问题。这些问题是近些年才在中国内地的科技界兴盛起来,因为现在人工智能的话题很热。

其实几十年前的图灵,他的思考的起点就是这些问题。图灵哪里仅仅是什么计算机科学之父,他还是人工智能之父。

直到今天,我们判定一个机器是不是具有了人工智能,用的还是图灵当年发明的一套测试方法,这就是著名的「图灵测试」。图灵哪里仅仅是一个科学家?他之所以是一个大神,是因为他是个哲学家。

刚才我们介绍了那么多事儿,为大家塑造出一个大神级的图灵的形象,人又聪明,功劳又大,我们普通人是望尘莫及。可是如果把他从神坛请回到人间,从日常生活中你再看一眼这家伙,他是个什么德行?这本《图灵传》里面有大量的细节描写。

简单给大家归纳,他就是我们今天在中国很多互联网公司里见到的码农形象,是个典型的理工男。平时不修边幅,有时候跟他说话,你会觉得他神情恍惚,不知道在想什么,他沉浸在自己的世界里面。

图灵二战的时候在哪儿工作?布莱切利公园,那里是国家一级保密单位,那些警察又不是吃素的,一旦看这个人神情恍惚、晃来晃去,想干什么?肯定是个间谍,把他抓了好几回。

而且这个人还有一点神经质,是数学家式的神经质,经常要在心里数数。他有一辆破自行车,破到什么程度?就是每蹬 12 下,车一定掉链子。一般人肯定就送去修了,图灵不,数学家,一旦掌握这个规律,他就用数学方法来解决。在心里默数 12 下,就捯一下,确保不掉链子。

后来捯烦了,说这样,我亲手做一个手工的计数器安在这个自行车上,就盯着这数,一旦到 12 就捯一下,图灵就是这么个人。虽然在日常生活当中,很多朋友都说他很好打交道,但是他缺乏处理自己社会事务的能力,在这方面很低能。

举一个例子,他那个时候非常苦恼一件事,就是花粉过敏。他拼命给领导打报告,说我需要一个防毒面具。领导觉得很为难,首先战争期间物资都很紧张,而且在工作场合,你天天戴着个那么丑的防毒面具,大家怎么跟你一同工作?就不给他。

他居然为了这么一件事,给英国首相丘吉尔写信。后来丘吉尔也真是够意思,居然批示了,说图灵博士需要这防毒面具是事关我国战略成败的大事,你们赶紧办,办完之后还要亲口跟我汇报。这算是领导亲自督办的工程,他才算戴上了这防毒面具。

你脑补一下那个场景,一个人蹬着破自行车,戴着一个防毒面具转来转去,太奇葩了吧。

而且图灵在二战期间还干了一件荒唐事,他并不认为英国一定能够战胜,老担心希特勒要是能打过来怎么办。我替英国政府做这么多事,家产肯定得没收。他就想出一个招,变卖了很多家产,买了两锭大银块。有人就建议他,让他存到英格兰银行,可他不相信,觉得英格兰银行迟早会倒闭,会归希特勒。

那这两锭银子怎么办?他就找了一片树林,埋下了一块银锭。又找了河床旁边的一座桥,把另一块银锭埋在这河床里,而且还做了大量的地图、标记,心想一旦战争结束,我再来挖。

后来战争结束了,英国给炸烂了,一塌糊涂,什么参照物都没有了。图灵就傻眼了,再也找不着这银锭了。这家伙后来居然自己做了一个金属探测器,在树林里、河道里到处找,最后也没找着,非常沮丧。

二战期间图灵还老犯愁,万一我将来没饭吃怎么办?他居然用自己的收入囤了好多箱刮胡刀的刀片,说一旦没饭吃,就卖这个过活。

当然,我们今天谈图灵,前面这些全是小事,我们唯一不能回避的是他的性取向问题,他是一个同性恋。当时人们对于同性恋的观感和今天不一样,当时觉得这就是道德败坏。

无论是在那部电影里,还是在这本书里,关于图灵这个人前半生的同性恋的痕迹,其实很少提及,因为他确实也做得非常隐秘。

但是在 1951 年的 12 月,他因为同性恋,终于遇到了命中的克星。这个小男孩 19 岁,叫莫瑞,是一个无业游民,而且平时还有一点小偷小摸的坏习惯,属于典型的底层青年,但是因为人长得俊俏,图灵就跟他相处了。

处了一段时间之后图灵就发现,你怎么还偷东西?居然一次性从我家偷走了价值 50 英镑的东西。要说起来,这些东西也不值钱,无非是一件衬衫、一条裤子、一把刮胡刀之类的破玩意儿,但是图灵居然就没忍得下这口气,跑到警察局把莫瑞给告发了。这一天还挺有纪念意义的,因为就在前一天,是英女王伊丽莎白登基的日子,第二天就发生了这么个事。

警察很负责任地做笔录,你们俩怎么相识,他是怎么偷的你东西?一来二去,居然把图灵是同性恋这件事情给供出来了,而且图灵大言不惭,他不觉得自己是犯罪,国家没有权力干涉我的私生活。这种话你穿越到今天讲可以,在当时,英国法律明文规定,同性恋是犯法,是要判刑坐牢的,但是图灵觉得没事。

那警察能咋办?法律面前人人平等,对不起,把你送到法庭去。英国的知识界,甚至包括美国的知识界都轰动了,都去拯救图灵,宣称他对国家非常有用,不能让他去坐牢,耽误研究。但是法律哪管这些,尤其图灵在法庭上态度又不好,他就觉得我无罪,我就是同性恋,你能拿老爷怎么样?一下子就把法官和陪审团全给激怒了。

他的位置那么高,岁数那么大,对方是一个 19 岁的小孩,大家自然有那个反应,是你勾引和玩弄人家。而且图灵在法庭上还大包大揽,没有他什么事,都是我,都冲老爷我来。那大家自然要判你刑,最后就顶格给他判了两年徒刑。

当时的英国法律有一个选项,就是如果你不想去坐牢也可以,必须接受治疗。当时人的医学观念,觉得同性恋是一种病,是病就得治疗,但所谓的治疗,就是注射大量的雌激素,其实就是化学阉割了。

图灵觉得可以接受这个方案,愿意接受治疗,不去坐牢。但是如果你问他,为什么会接受如此屈辱的一个方案?图灵的回答很简单,我不能去坐两年的牢,这会让我当下的研究中断。

可是你有没有想到,在长达两年的时间里,不断地往身体里注射雌激素,这会对身体造成什么样的伤害?除了性功能丧失,全身的其他功能也都会紊乱。后来图灵居然发育出了一对乳房,可想而知,在这两年,他从精神到肉体,承受了什么样的苦难。

后来果然就发生了众所周知的那件事情,1954 年的 6 月,有一天他的女管家早上推开他的房门,发现他已经死在了床上,床头搁了一个被咬了一口的苹果,而且化验出了氰化钾。当时人都判断,图灵是自杀身亡,还不到 42 岁。

从 1861 年开始,英国人就废除了同性恋者要判死刑的法律,但是活罪还是难免。从那一天起,一直到 1967 年的一百多年间,对同性恋行为还是要判刑,只不过比较轻,两年的监禁或者是苦役。一共判了五万多人,其中既包括图灵,还包括那个著名的英伦才子王尔德,他是 1895 年到 1897 年,坐了两年的苦役牢。

1967 年的时候,英国人觉得这事就是私事,国家管个什么劲?就把同性恋从刑事犯的序列当中拿出来了,交给民间的道德法庭吧。到了 2009 年,英国首相布朗第一次在公众场合下承认,对不起图灵,当年搞错了。

到了 2013 年的时候,英女王就正式赦免了图灵,这说明在法律上,是撤销了那个时候的判决,然后对图灵进行致敬;到 2015 年的时候,美国法律居然允许同性恋的婚姻。这一百多年的历史,是逐步放开的历史。

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