破解二战纳粹机器，计算机与人工智能之父，写在图灵109周年

1912年6月，后来被称作计算机科学之父、人工智能之父、伟大的数学家与密码分析学家的艾伦·麦席森·图灵（Alan Mathison Turing）诞生了。2021年的6月，值此伟人109周年诞辰，让我们再度回顾其极具传奇的一生，共同缅怀伟人的同时，遥看当年科学发展的不易。

1.伦敦的天才少年

在1911年，图灵的母亲Ethel方才怀孕之际，图灵全家就做了一个横跨大陆搬家的重大决定。因为彼时图灵的父亲Julius任职于英属印度的一家政府机构，因此需要长居印度，但是Julius担心印度的热带季风气候不利于孩子的成长，于是决定举家搬迁至英国伦敦居住，为图灵的幼时成长提供一个良好的环境，因此后面图灵父亲虽然受于政府的委任频繁奔波印度英国两地，但图灵却得以长期生活与学习在英国本土教育资源优渥的伦敦市区。

1926年夏天的时候，图灵考上了当地有名的谢伯恩（Sherborne）公学，虽然小时候就偶尔迸发出一些数学和计算方面的天资，但是图灵的家人也只是觉得“这孩子真聪明”，不至于“我家图灵是个百年一遇的天才，将来一定可以改变世界”的地步。但是在这一年开始，图灵周围的人开始越来越持有后者的观点。

谢伯恩公学是一所寄宿制男校，始创于公元705年，中间历经一次撤销，于1550年重建至今，是英国最古老的中学之一。来这里上学的孩子非富即贵，小时候远超寻常家庭的精心培养，也使得这群孩子都极为聪慧，在这样一群优秀学生当中，图灵却开始越来越拔尖…
开学的第一天，图灵就撞上了英国当时的“大罢工”事件，汽车不开通，但是图灵又不想迟到，怎么办呢，索性骑自行车吧！就这样，14岁的图灵骑着自行车飞驰六十英里赶往学校，只为赶上开学第一天的课程。在超乎常人的毅力加持下，图灵学习越发出彩，到了1927年末[1]的时候，图灵已经可以帮助母亲理解爱因斯坦的相对论，并对爱因斯坦的著作进行内容提要划分。1930年和1931年，图灵两次获得当地的自然科学奖，并且由于他的数学能力太过耀眼，尚处中学时期，图灵就获得了国王爱德华六世数学金盾奖章，实至名归的成为了谢伯恩公学天才中的天才。

1931年，浑身散发着“数学与自然科学之光”的图灵考上了剑桥大学国王学院——全英国最有名的学府之一。在国王学院求学期间，图灵先是发表了一篇《左右殆周期性的等价》的数学论文[2]，这篇论文直接刊登在了“伦敦数学会杂志”上，一时之间，图灵二字传遍校园。紧接着，图灵发表了第二篇论文《论高斯误差函数》，如果说第一篇只是小试牛刀，这第二篇便是大造炉火。图灵将自己的大量见解与研究放进了这篇论文当中，论文一出，整个伦敦学界为之震惊。直接使图灵当选上了那届国王学院的研究员。

又过了几年，图灵再次发布了一篇《论可计算数及其在判定问题上的应用》的论文，在这篇论文里，图灵对哥德尔1931年在证明和计算限制的结果作了重新论述，他用另一种简单形式的抽象设备代替了哥德尔以通用算术为基础的形式语言，这个举措最具变革意义的地方在于，人类首次以纯数学的符号逻辑，与实体世界建立了联系。这项设备后来被世人称作“图灵机”，也就是现代计算机逻辑工作方式的基础核心。人们后来建立的第一代电子计算机，达特茅斯会议上提出的人工智能，其起源都是基于图灵这篇论文中的设想。至此，图灵已是全国闻名。
1939年9月1日，德国军队将坦克开进了波兰国境线，第二次世界大战正式拉开序幕，不久后，战火便波及到了当时隔岸观火，奉行绥靖政策的英国本土。

2.二战中的贡献，科研的探索

同年，已经毕业的图灵被英国皇家海军招募，正式进入了英国军情六处内部，专门从事对德国纳粹军事密码的破译工作。

图灵面临的破译挑战，是一台叫做Enigma的密码机器，Enigma键盘和显示板包含了29个字母，每个转子有28个触点，每次加密使用5个转子中的三个，其后的反射器又有四种安装位置，其无比复杂的编译方式，让每一条情报都有1.59万万亿种加密方式[3]，让英国的情报破解人员几近无计可施。图灵明白，人类的计算能力肯定无法比肩机器，想要打败机器，唯一的方法就是创造一台机器。
于是，图灵开始着手新机器的搭建工作，就在他的同事固步自封采取人工计算规律之时，图灵夜以继日地专研着新机器的构筑与运行方法。
最终，图灵成功了，他创造了一台无比精美的机器：

由于当时英国军情六处以机密为由，向外界隐瞒了图灵小组的存在，因此很多关于这部精美机器的详细介绍我们不得而知，但我们能够了解到的是，图灵成功了，他和他的小组成功破译了纳粹德国的军事密码，在后续的英国，乃至于盟军的反击战中，贡献了无数条有效情报。
后世科学家估计，图灵小组的杰出工作，使得盟军至少提前两年[4]战胜了纳粹德国。
1945年，结束政府工作的图灵重新回归学术，他想要继续二战开始之前的计算机科学理论研究，并计划打造出真正的“计算机”来。这一计划得到了泰丁顿国家物理研究所的支持，图灵开始在这里正式从事“自动计算机（ACE）”的逻辑设计和具体研制工作。
同年，一份长达50页篇幅的ACE设计说明书便应声出炉，图灵完成了这篇讲解精妙的说明书，但被当局保密了27年，于1972年才向大众公布。
在这份隐秘等级极高的设计说明书指导下，ACE样机、大型ACE机器分别于1950年和1958年成功问世。时至今日，计算机科学界普遍认为图灵是计算机科学的开创者与奠基人。
1950年10月，图灵还发表了一篇名为《计算机与智能》的论文，论文中讲述后来大名鼎鼎的“图灵测试”：如果人类审讯者无法通过对话将其与人类区分开来，那么可以说计算机具备“思考”能力。这篇论文促使了人们对于机器和智能的思考，并直接导致后面人工智能研究的问世，因此“人工智能之父”的桂冠也稳稳地落在了图灵的头上。
在世之际，图灵还荣获了大英帝国荣誉勋章（O.B.E.勋章），这是英国政府能够授予的最高奖章。

3.伟大的科学家，有趣的普通人

除开科研上的伟大成就，图灵也是一个鲜活，有趣的普通人。
要说图灵的爱好，跑步肯定要算头一项。早在国王学院求学的时候，图灵就爱了跑步这一项运动，学校和伊利镇之间距离不短，图灵往返两地从不搭乘骑行工具，取而代之的是，他靠双腿来完成这一项地理跨越。除此之外，在学校里图灵也喜欢跑步，时常在校园里来回穿梭，一路无不引起校友们的注意，甚至在学校足球队停止训练的时候，校园里的同学依然可以看到图灵在操场上不停地跑动[5]。

毕业之后，图灵把这项爱好带到了工作中，他经常从家里跑到办公室，从办公室跑到几个街区外去开会，他的同事们一度以为公司招募了个运动员，其中和图灵关系不错的J·F·哈丁有一次忍不住问图灵：“我去老哥你怎么天天跑步啊，为啥呀？”，图灵想都不想，直接回答道：“啥也不为，我的工作压力太大了，跑步可以让我的精神得到放松。”传奇作家安德烈·霍奇也见过图灵的奔跑场景：“最关键的是，他跑得比一些交通工具还快！”在1948年的一次越野赛跑中，图灵甚至跑赢了同年奥运会银牌得主汤姆·理查兹[1]。
除开跑步这件逸事，图灵还有一项与花粉有关的有趣事迹。

为了建设优美的校园环境，剑桥附近栽种了大量花卉，学生们都很喜欢夏天群花盛开的芬芳。但患有过敏性鼻炎的图灵一遇到花粉就会鼻涕不止，喷嚏连天。
别人一般顶多用口罩遮挡，或者选择少走花朵较多的路径，图灵却不愿意绕远路，口罩或许又太麻烦，那怎么办呢，聪明的图灵教授选择戴上了军用部门的防毒面具，是的，每天上下班就带着这个。正因如此，图灵教授上下班的过程一度成为剑桥的一大奇观[5]。

4.英政府的迫害，天才的陨落

时间来到1952年，伦敦街头发生了一起寻常的盗窃案，但是被偷盗的居所正是图灵所属的房屋，因此图灵报了警，想要找回丢失的物品，但警察最终的调查结果使得图灵被控以“明显的猥亵和性颠倒行为”罪。——因为其中一名盗窃人员被发现和图灵有“同性不正当关系”。
面对突如其来的指控，图灵没有申辩，并被定罪。在著名的公审后，图灵被给予了两个选择：坐牢或荷尔蒙注射疗法（即化学阉割），图灵最终选择了荷尔蒙注射，并持续一年。在这段时间里，药物产生了包括乳房不断发育的副作用，也使原本热爱体育运动的图灵在身心上受到极大伤害。
1954年6月7日，还是伦敦，还是那个居所。年仅41岁的图灵咬下一口含有剧毒氰化物的苹果，永久的离开了人世。

55年后，2009年9月10日，一份超过3万人的请愿签名被送到英国时任首相戈登·布朗桌上，英国民众群情激昂，要为图灵平反，为此，戈登最终在《每日电讯报》撰文，承认英国政府当年的裁决不公，正式向艾伦·麦席森·图灵道歉。
2012年12月，霍金、纳斯（Paul Nurse，诺贝尔医学奖得主）、里斯（Martin Rees，英国皇家学会会长）等11位重要人士致函英国时任首相卡梅伦，要求英国政府从法律意义上赦免图灵。

2013年12月24日，在英国时任司法大臣克里斯・格雷灵（Chris Grayling）的要求下，英国女王终于向图灵颁发了皇家赦免。司法部长克里斯宣布：“图灵的晚年生活因为其同性取向而被迫蒙上了一层阴影，我们认为当时的判决是不公的，这种歧视现象如今也已经遭到了废除。为此，女王决定为这位伟人送上赦免，以此向其致敬。”
然而一切都太晚了，半个世纪后的判决，救不回半个世纪前的图灵。
Nature杂志曾刊登过这样一段话，为图灵鸣不平:

“必须成为伟人，才能被赦免身为同性恋的身份吗?”
“倘若如此，那要多伟大，才叫伟大?在二战中破译德军密文，助英军获胜， 足够伟大吗? 或者还需要发明电脑?顺便再预见人工智能? 这样够了吗?”

艾伦·麦席森·图灵109周年诞辰的今天，图灵的冤屈虽然已获昭雪，英女王的赦免也从法律意义上为其正名，以此表达英国上下对图灵的敬意和歉意。

但是正如当年赦免消息传出，网上一道热评所言：“图灵不需要女王的赦免，反倒是英国人，应该请求图灵的宽恕。”
一位伟大的科学家，计算机科学之父，人工智能之父，不需要任何人的赦免。艾伦·麦席森·图灵这个名字本身，就将永远被世人所尊敬和铭记。