圖靈誕辰105周年：以機器抵抗機器以什麼抵抗偏見？

知識 06-27

在人工智慧日新月異、不斷見諸報端的今天，人們對於阿蘭·圖靈這個名字並不陌生。圖靈在20世紀50年代初提出了「機器能思考嗎」這一問題，為此他發明了一項測試。這個測試需要一個人坐在電傳打字機前問問題，並接受答案。如果另一端是計算機，而這個人無法判斷它是否是一台計算機，那麼就說計算機是具備人類智能的。這就是著名的圖靈測試，它至今依舊頗受爭議。

阿蘭·圖靈

布萊切利莊園破解Enigma

當時英國和德國之間籠罩著戰爭的陰雲。阿蘭·麥席森·圖靈在普林斯頓做博士論文時，就已經對密碼學有了興趣。密碼學是涉及科學和數學領域的學科，它創建保密碼（密碼學）並破解他人代碼（密碼分析學）。圖靈堅信，戰爭期間，加密信息的最好方式是將單詞轉換成二進位數字，然後再乘上很大的數字。在不知道那個大數字的情況下，解密信息會涉及很困難的因式分解問題。圖靈的這種想法很有先見之明，因為如今大多數這種計算機加密的工作就是這樣的。

與大多數數學家不同的是，圖靈喜歡親自動手做事情。為了實現自動的編碼機器，他用電磁式繼電器製作了一個二進位乘法器。在人們證實電子管足夠可靠之前，電磁式繼電器是計算機的基本構件。圖靈甚至到機械工廠親自製造繼電器，親手纏繞電磁鐵。

當時，德國的陸軍和海軍已經在使用一種完全不同的加密設備了。一位名叫亞瑟·謝爾比烏斯（1878—1929）的德國電氣工程師發明了恩尼格瑪密碼機（Enigma）。1918年，謝爾比烏斯試圖說服德國海軍使用這個機器，但是失敗了。1923年，恩尼格瑪密碼機用於商業用途並出售。之後，德國海軍很快對它產生了興趣，最終其他軍種也相繼開始使用它了。

1932年，三位波蘭數學家開始尋找破解恩尼格瑪信息的方法。他們認定需要構造可以自動模擬恩尼格瑪編碼的設備。第一台設備bomb（他們這樣稱呼它）在1938年開始運行，其工作方式就是搜索所有可能的轉子設置。其中一名數學家是馬里安·雷耶夫斯基（1905—1980），畢業後他在哥廷根度過了一年。他寫道，由於「找不到更好的名字」，他們把那些機器叫做bomb，不過也有可能是因為機器發出的嘀噠聲而得此名，也或許是用這些數學家們喜歡的某種冰淇淋聖代命名的呢。

英國政府傳統上是僱用一些古典文學學者來從事解碼工作，因為他們認為這些人在解讀困難語言方面受過最好的訓練。隨著戰爭的臨近，為了分析類似恩尼格瑪的複雜編碼設備，政府編碼與密碼學院（GC&CS）顯然也需要數學家。

1938年夏天，圖靈從普林斯頓返回到英國後被邀請到GC&CS總部做講座。英國政府可能早在1936年就和他有了聯繫。1939年，GC&CS購買了一處地產，其處有一座坐落在倫敦東北50英里叫做布萊切利莊園的維多利亞時期官邸。在某種意義上，布萊切利莊園是整個英格蘭智慧的焦點，牛津大學和劍橋大學間的鐵路線和向南通向倫敦南部的鐵路線在這裡交匯。

1939年9月1日，德國入侵波蘭。兩天後，英國向德國宣戰。9月4日，圖靈到布萊切利莊園報到。最後，大約有一萬人在那裡進行攔截和破譯秘密通信的工作。為了容納這些人，官邸周邊建造了臨時營房。圖靈負責管理8號營房，致力於破譯德國海軍的密碼。德軍使用這些編碼與潛水艇進行通信，這些潛水艇對駐紮在美國和英國間的大西洋護航艦隊極具威脅。

早在1939年，英國政府就會見了一些波蘭數學家，向他們了解恩尼格瑪密碼和bomb。圖靈來到布萊切利莊園後不久，便開始重新設計並改進這些設備，也就是現在的bombe（法文）。1940年，第一台「圖靈Bombe」（他們有時候這麼叫）開始運行。它有一噸重，可以模擬30台並行運行的恩尼格瑪密碼機。

Bombe

到1941年中期，這些多樣的技術經過改進，最終成功破譯了恩尼格瑪加密的通信，並大大降低了海軍的損失。圖靈在其中起到了至關重要的作用，當然在布萊切利莊園工作的很多人也理應為此受到稱頌。

甚至在布萊切利莊園這樣由數學家和古典文學學者構成的不尋常人群中，圖靈依然因性格怪異而博得了一定的名聲。「每年六月的第一周，圖靈都會得一場嚴重的枯草熱病，他會戴著軍用防毒面具來遮蔽花粉，然後騎自行車去辦公室。他的自行車有個毛病，車鏈每隔一定時間就會脫落。圖靈不去修理它，而是數腳踏板轉的圈數，然後趕在車鏈掉下之前下車，用手調整車鏈。」

1941年春，阿蘭·圖靈向瓊·克拉克求婚，她是布萊切利莊園里為數不多的從事那種需動腦筋的文書工作的一位女性。瓊·克拉克在被聘來做解碼工作前在劍橋大學研究數學。求婚幾天後，圖靈向她坦白自己有同性戀傾向，但是婚約還是維持了幾個月，直到最後他覺得不得不取消它。

《模仿遊戲》中圖靈和克拉克

美國之行與圖靈測試

1942年11月，圖靈前往華盛頓幫助協調英國和美國之間的密碼破譯工作。那次任務之後，他在貝爾實驗室度過了第二年的前兩個月，當時貝爾實驗室設在紐約市西街。他在那裡遇到了開闢數位採樣理論的哈利·奈奎斯特（1889—1976）和克勞德·埃爾伍德·香農。香農的論文「通信的數學理論」（1948年）開創了資訊理論這一領域，他還引入了「比特」的概念。

圖靈在貝爾實驗室關注的是一台語音置亂設備，它主要用來保證大西洋上的電話通信安全。回國後，圖靈更多參與的是位於倫敦西南部特丁頓的國家物理實驗室（NPL）的計算機項目。1944年，NPL的領導者是查爾斯·達爾文爵士（1887—1962），他的祖父曾撰寫了在生物學上頗具影響的著作。達爾文創建了一個「數學部」，其工作就是研製自動計算機器。

數學部的負責人J. R. 沃默斯利在1945年6月招圖靈來NPL面試。沃默斯利讀過那篇「可計算數」，並且希望圖靈設計一台「自動計算引擎」（ACE）的計算機，而「引擎」這個詞有意無意中喚起了他對查爾斯·巴貝奇的回憶。

圖靈那時已經讀過了馮·諾依曼那篇關於EDVAC的報告，對他自己的計算機有了一些想法，並在1945年結束之前完成了報告「在數學部中開發自動計算引擎的方案」。圖靈的報告雖然說「對提出的計算器有了十分全面的考慮」，但還是建議「與馮·諾依曼『關於EDVAC的報告』一起閱讀」。

到了1947年9月，ACE缺乏進展開始令圖靈感到沮喪。他請了一年的半薪休假，離開了劍橋。NPL期望圖靈至少能再回來工作兩年，但是他沒有回來。（實驗版的ACE一直到1950年才就緒，而且已經和圖靈當初的設計偏離了許多。）

圖靈加入了從1945年就在曼徹斯特大學的麥克斯·紐曼的隊伍里。紐曼獲得批准，建立了一個新的計算機器實驗室，並製造了一台叫做Mark I的機器。在1948年6月，Mark I成為了「第一台完工的EDVAC類型的電子程序存儲計算機」。

圖靈9月加入了曼徹斯特大學的數學系，參與紐曼的新項目。兩個月後，他們和曼徹斯特的一個電子製造商費倫蒂有限公司達成協議，為後者製造商業化的機器。

圖靈基本上負責Mark I的編程工作。大約1951年，圖靈接受的任務是為這個機器產品編寫第一本「程序員手冊」。在手冊中，圖靈將編程定義為：「一種使數字計算機按照人的意願工作，並將其正確表達在穿孔紙帶上的活動。」

圖靈對人腦和機器之間聯繫的著迷，在1936年發表可計算數論文之後仍延續了很久。圖靈的另一篇著名論文「計算機械與人工智慧」發表在1950年10月的哲學期刊Mind上。

「機器能思考嗎?」圖靈問。他發明了一個測試，這個測試需要一個人坐在電傳打字機前（在現代，類似於短消息，或者其他允許人們在看不見也聽不見對方的情況下相互通信的手段）。這個人問問題，接受答案。如果另一端是計算機，而這個人無法判斷它是否是一台計算機，那麼就說計算機是具備人類智能的。

這就是著名的圖靈測試，它至今依舊存在爭議。任何對圖靈測試有適當反對意見的人都應該讀一讀圖靈的論文，裡面有對很多合情合理的反對意見的解答。

據說一個通過了圖靈測試的聊天程序

圖靈喜歡用術語「智能」而不是「思考」來處理這個問題，因為「思考」暗含在計算機內部進行的特定活動。

「『機器能思考嗎?』我認為，這個原始問題過於無意義，不值得討論。不過，我認為到這個世紀末，這樣的說法以及一般的教育觀點都會有很大改觀，那時候再談及機器思考將不會受到抵觸和反對。」

1950年夏天，圖靈搬到了位於曼徹斯特以南10英里的威姆斯洛。他對形態形成學產生了興趣，這是一門研究組織細胞如何發展和分化，形成各種各樣模式和形態的物種學科。這個研究涉及在曼徹斯特的計算機上運行模擬程序。

1951年3月15日，阿蘭·圖靈因其在可計算數方面所做的工作，成為英國皇家學會的會士，舉薦他的是麥克斯·紐曼和伯特蘭·羅素。那天晚上，BBC播放了圖靈題為「數字計算機能夠思考嗎？」的錄音談話（這個廣播的錄音和其他圖靈所有講話的錄音都已不知所蹤了）。

牢獄之災

1951年12月，接連發生的一系列事件對日後產生了很大的影響。圖靈在曼徹斯特的街上遇見了一個年輕人阿諾德·穆雷。工人出身的穆雷正處於偷竊罪緩刑期，也沒有工作。圖靈和穆雷共進了午餐，一起回到了圖靈的家裡。在接下來的一個月，他們還相會了幾次。

1952年1月底，圖靈發現住所遭竊。他報了警，警察檢查了現場的指紋。圖靈指控阿諾德·穆雷行竊，而穆雷聲稱自己是無辜的，並指認真正的罪犯是自己的一個舊相識哈里。警方也在圖靈的住所找到了哈里的指紋。哈里彼時因為其他一些事情正在坐牢，在被問到圖靈一案時，哈里向警方揭發了圖靈和其朋友間一些很私密的情況。

1952年2月7日，就在喬治六世駕崩，他的長女伊麗莎白繼位的隔日，警方傳訊了阿蘭·圖靈。在幾輪審訊後，圖靈承認了與穆雷之間的關係。這個供認讓圖靈遭受了牢獄之災，因為根據1885年的刑法修正案第11節：「任何男性，公開或私下，組織或參與組織，引誘或試圖引誘其他男性進行嚴重猥褻的行為，都應該視為不法行為，並理應被法庭判處不超過2年、可帶勞役或不帶勞役的監禁。」

圖靈為自己的罪名辯護，法庭最後判處圖靈1年緩刑，在此期間圖靈必須接受荷爾蒙治療。

在20世紀50年代初被認定為是同性戀可就糟了。在美國，50年代初麥卡錫主義下的「赤色恐懼」很快轉變為另一種形式上的政治迫害。理論上，「危險分子」是用來形容有泄漏國家機密傾向的人。但實際上，這個詞是「同性戀者」的委婉說法。這種臆斷是假定同性戀者容易遭到敲詐而泄漏國家機密。

美國政府對同性戀的做法影響到了英國政府。1951年，美國國務院開始建議英國外交部注意政府裡面的「同性戀問題」，後來施壓英國政府更多地關注可能由同性戀引起的安全問題。

阿蘭·圖靈的擇業自由因此變得很狹窄。政府最高機密的工作，例如戰時圖靈從事的工作，是絕不可能了，圖靈也不可能再一次去美國。1952年的一部美國法律禁止「患有精神錯亂人格的外國人」入境，暗指的就是同性戀。

在英國的大街小巷以及政府部門，同性戀者的生活變得愈發艱難。當約翰·諾特-鮑爾爵士1953年被任命為倫敦大都市警察局局長時，他發誓要「剷除倫敦所有骯髒的場所」。同年，英國內政部指示要加大對「男性墮落行為」的打擊力度。至少，倫敦的當地治安官已經厭倦了對犯罪的縱容態度，打算讓罪犯「像過去一樣直接被送回監獄裡」。1953年年末到1954年年初，報紙的頭條都是在宣傳某些男性被告發的消息。