20世紀最有影響力的科學家是？

撰文：孫鵬（計算機博士）

今年一月，BBC發起了一個名為“20世紀最具影響力人物”的投票。曼德拉、畢加索、拳王阿里等我們耳熟能詳的名字都出現在這份名單中，涉及了包括政治、科學、藝術、體育等在內的7個領域。

在科學領域，入選的有居里夫人、屠呦呦、圖靈和愛因斯坦。

經過數週的投票，最終榮獲20世紀最有影響力的科學家是計算機之父——艾倫·圖靈（Alan Turing）。

相信很多人對這個結果有各種各樣的看法，因為無論是誰獲此殊榮，可能都不敢獨佔這個“最”字。

拋開對“之最”的爭論，我們想要來聊聊，圖靈究竟有何偉大之處，讓大眾對他有著別樣的情懷？

原因有很多，作為一名計算機科學的研究工作者，我認為最重要的幾點是：他不僅帶來了學科的奠基和戰爭的救贖，更有哲學的思辨和對人性的思考。

學科的奠基

讓我們回到1900年。

當時，德國數學家及邏輯學家希爾伯特（David Hilbert）在國際數學大會上發表了一場歷史性的演講。他提出了23道當時有待解決的數學大問題，被後世稱為希爾伯特23問。這些問題大力推動了整個20世紀的數學發展。

在這一系列問題中，第10個問題提出：我們是否可以設計一個可行的過程，並通過有限次運算來判定任何多個未知數的整係數方程有無整數解。

在提出這個問題之後，希爾伯特開始大力推崇讓所有數學家都去構建數學公理，讓所有的數學理論都能從這些構建的公理中通過一個完備且一致的體系得到證明。當然，希爾伯特推崇的這個概念是否可行完全取決於他所提出的第10個問題能否被證明為正確。

在1928年的學術會議上，希爾伯特又提出了數學是否兼具完備性、一致性以及決定性的疑問。言下之意是，是否存在一個確定的方法，在理論上適用於任何假設且給出正確的結果。而該構想也被命名為“希爾伯特決定問題”。

1931年，數學家哥德爾（Kurt Gödel）發表了一篇劃時代的論文：《論數學原理及相關體系的形式不可判定命題》，提到了著名的不完全性定理。他採用了一個數學及邏輯學的方法，證明了希爾伯特決定問題中所提出的“完備性與一致性無法共存於一個數學系統裡”。

不完全性定理自提出之後，就在數學及哲學界引起了不小的轟動。因為自那之後，越來越多的數學問題開始被證明是不可判定的。這讓數學家們人心惶惶，因為誰也不能保證，自己潛心研究了幾十年的問題，不會頃刻之間在數學系統中被證明為不可判定。哲學家們也開始自我懷疑，因為他們所信奉的絕對真理的體系開始瓦解，不完全性定理使他們知道了——有些東西即使是在理論上也是不可能知道的。

在哥德爾解決了“希爾伯特決定問題”中的完備性和一致性的不共存關係之後，這個問題便只剩下了決定性沒有得到證明。

五年後，在一篇名為《論數字計算在決斷難題中的應用》的論文中，這個問題被圖靈機的概念解答了。

沒錯，這是圖靈的一篇極其重要的論文。這篇文章中所提到的圖靈機的概念，使他最終從數學和邏輯學的系統中，開闢出一個全新的分支——計算機。

在當今社會，或許大部分人並不能直接體會微積分或者相對論帶來的社會進步，然而我想不會有人沒有感受過計算機和隨之而來的數字社會所帶來的裨益。

戰爭的救贖

大多數人熟悉的，可能是圖靈在二戰破解德軍密碼的故事。

早在二十世紀初頁的時候，一些國家開始將一種“轉子加密機” 用於商業以及政府之間的信息加密和傳輸。這種加密機後來被統稱為恩尼格瑪機。

後來第二次世界大戰爆發，恩尼格瑪機被德國改進後用在了軍事信息的加密。當時，德國驕傲地稱恩尼格碼為“不可破之加密”，對它有著非常高的自信——因為想用窮舉法來破譯密碼是不可能的。

但事實是，波蘭數學家馬裡安.雷傑夫斯基就曾利用恩尼格碼在設計和使用中存在的各種缺陷，破解了商用恩尼格碼。但由於德國軍方對恩尼格碼的設計和使用進行過改進，再加上戰爭的臨近，使得波蘭科學家們不得不放棄對恩尼格碼的研究。他們將所有的研究成果隨著一個波蘭製造的恩尼格碼樣機一併送到了英國。

在經過各方國力對比之後，英國認為，破解恩尼格碼是提早結束戰爭和終止傷亡的關鍵。於是那臺恩尼格碼機以及波蘭科學家的所有研究成果，便以國家頭等機密被放置在了英國的布萊切利公園。政府決心不惜一切代價破解恩尼格碼，他們聘請了當時國內最有名的語言學家、密碼學家以及數學家來共同研究破解方法。

在眾多被聘請的數學家中，圖靈是最默默無聞的一位。原因很簡單：

首先，當時圖靈的德語水平遠不及團隊中的其他人。試想一個不怎麼會德語的人如何去破解德國人的密碼呢？因此團隊並沒有將很重要的任務交於圖靈。

其次，當時的圖靈已經看出了傳統破譯方法的弊端，所以他很少與同事合作，反而致力於設計一個能以相對聰明的窮舉法來破解所有恩尼格碼的機器。

他從馬裡安·雷傑夫斯基的工作中得到啟發，認為加密字母的循環是破解恩尼格碼的重要突破口。他以此為理論依據，製造出了一臺由很多轉子組成的機器。然而這臺機器的效率很低，這也一度困擾了圖靈及其整個團隊很長一段時間。

轉機出現在1941年，當時英國海軍捕獲了德國的U110潛艇並獲得了密碼本和密碼機。密碼本上記錄著一個月中每天的當日密鑰。憑藉這短時間的這些密鑰，英國人破譯了大量的德國電文，並從中發現了致命的規律。比如每天早上6點，德國會定點發送天氣預報，並在每封電文的結尾提到“希特勒萬歲”。加之恩尼格碼不能用同樣的字母加密其本身，這些規律性的特性瓦解了恩尼格碼的傳奇。

圖靈的發明大大縮短了二戰的時長，拯救了無數人的生命。

哲學的思辨

第三則故事，就要說到哲學了 。

早在1637年，笛卡爾在《談談正確引導理性在各門科學上尋找真理的方法》一書中就提出了二元理念的哲學思想，即心靈是非物理物質，因此不能以純物理來解釋。

當時，這個理論受到了以狄德羅為主的唯物主義理論的挑戰。按照狄德羅的說法，如果發現一隻鸚鵡可以回答一切問題，就可毫不猶豫地宣佈它存在智慧。而根據這種說法，人工智能成為了可能。

兩派的哲學家為此爭吵了數百年，其問題的根源就在於機器是否能用與人相同的方式進行“思考”。面對這個問題，即便是在科學如此發達的今天也很難解釋清楚，畢竟人類大腦還有著太多我們自己都無從瞭解的東西。

到了1950年，圖靈發表了論文《計算機器與智能》。在這篇論文中，他巧妙地繞過了“思考”一詞，選擇了一個可以準確定義並很恰當地接近“機器是否可以思考”的替代問題——模仿遊戲：

假定在遊戲中有三個人：男A、女B，以及詢問者C。C獨自呆在一個房間中，C與A、B的交流只能通過兩個連接A、B所在房間的傳真機來完成。C需要通過和A 、B進行對話，判斷他們哪個是男人、哪個是女人。A的目的是模仿女人，儘量擾亂C的判斷；B的目的是儘量讓C相信自己是個女人。

現在，如果我們將A換成一臺機器，再按照如上規則重新進行遊戲，那麼C在進行判斷時的準確率是否與當A是一個男人時一樣？

這就是我們熟知的圖靈測試。

這是一種非常有技巧的提問方式，它要通過來自暗箱的反饋判斷暗箱的屬性。這種代換巧妙地避開了“思考”一詞的定義模糊性，完全由測試結果的統計性對比來判斷到底人和機器在行為表現方面是否足夠接近。

如果一臺機器擁有所有人的行為能力，那麼是否意味著，擁有心靈與意識這種無法準確定義的東西就不再那麼重要了？

我們可以再看一個例子。1980年，美國哲學家約翰·希爾勒（John Searle）提出了一個名為“中文房間”的思想實驗：假如我們將一個不懂中文的人鎖在一個房間裡，交給他一本記錄了中文裡所有字法、詞法、句法等規則的說明手冊和足夠多的中文字符。接著，從房間外傳來很多中文字符，他需要根據說明手冊來選擇中文字符，並將字符傳出房間。

在這個過程中，房間外的人甚至會認為，從房間傳出中文字符的人是懂中文的。

從此刻起，人工智能的發展擺脫了二元理論或者唯物主義論的糾纏，以一種以結果為導向，更接地氣的方式蓬勃發展起來。也正是這一劃時代的論文，使圖靈獲得了人工智能之父的桂冠。

要知道現在的人工智能，無論是在圍棋中大勝人類的AlphaGo，還是在電子遊戲中大勝專業玩家的AlphaStar，究其本質不過是一個以大數據為基礎的統計學模型的黑匣子，我們其實並不知道黑匣子裡面發生了什麼。

人性的思考

圖靈為人類作出了無比巨大的貢獻，可同時，他也是人間悲劇的主角。

1952年，就在圖靈劃時代的論文《計算機器與智能》發表兩年之後，39歲的圖靈在遭到入室盜竊後報警，警方在搜查之後意外發現圖靈是同性戀。

在當時的英國，同性戀是不被允許的。於是圖靈遂以“顛倒性行為罪”被起訴並判刑。法院給了他兩個選擇——坐牢或化學閹割，圖靈選擇了後者。

所謂的化學閹割，就是向人體注射雌激素，這種注射會對身體造成嚴重的影響。在遭受了一年這樣的注射之後，圖靈出現了乳房不斷髮育等嚴重副作用，他的健康受到了很大的影響。

1954年6月7日，不堪重負的圖靈，咬了一口浸染了氰化物的蘋果，離開了人世，享年41歲。

這件事情引發了當時輿論和科學界的一片譁然。大家開始反思，我們是否應該以更文明、更寬容的態度去看待不同於我們的行為和習慣。2009年，超過三萬英國民眾簽名請願，當時的首相布朗在《每日電訊報》撰文，代表英國政府就當年的同性戀判決向圖靈公開道歉。

2012年，又有超過兩萬英國民眾簽名請願，要求政府為圖靈頒佈赦免狀。雖然這個提議被當時的議會以“不合時宜”為由拒絕，但在一年後的平安夜，英國女王伊麗莎白二世宣佈赦免了這位計算機與人工智能之父。

2017年，《艾倫·圖靈法案》在英國生效。該法案赦免了英國曆史上因反同性戀法律而定罪的所有同性戀及雙性戀。根據《艾倫·圖靈法案》，在1967年前任何因“嚴重猥褻法”而被定罪的同性戀和雙性戀男子可得到赦免，他們個人檔案中的“犯罪記錄”將被抹除。至此，由同性戀引發的社會反思暫告一段落。圖靈也用自己的生命在世人心中埋下了反思人性的種子。

可以說，簡單的“計算機之父”這幾個字，不足以概括圖靈的一生。他所開創的不僅僅是一個學科，而是一個時代不可或缺的根深蒂固的科技。他所拯救的也不僅僅是因為戰爭提早結束而免於殺戮的戰士和平民，還有更多因為對人性醜惡的反思而免於掙扎的人們。

所以，即便是面對這次BBC榜單中的任何一個鼎鼎有名的大人物，圖靈仍配得上“20世紀最具影響力的人”的稱號。

來源：新原理研究所編輯：重光

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