英国科学家阿兰·麦席森·图灵(Alan Mathison Turing)被誉为二十世纪最伟大的数学家之一。一个人一生若能做出影响人类的重要工作,可称为大师,而图灵在其短暂的42年生命中,做出了多项深刻改变世界的贡献。
1912年,天才图灵生于英国西伦敦一个富足的公务员家庭,自小就表现出独特的创造力和超群的智力。中学时期的图灵就可以自行把数学课本上的定理推导出来,他还发明了从海藻里分离碘的方法。1931年,图灵开始在剑桥大学国王学院学数学,大约从1933年开始对逻辑感兴趣。他看到哥德尔的不完备性定理开始琢磨图灵机,据说他就躺在草坪上把图灵机的构造弄明白了。
图灵在计算机领域的重大贡献是提出了“图灵机”模型。“图灵机”是现代计算机的数学抽象模型,奠定了计算理论的基础,回答了什么是可以计算的问题,是否有不可以计算的问题等基本问题。1936年,他在“论可计算的数”论文中证明了图灵机和其他计算装置的等价性,也就是说任何计算装置都等价于图灵机。这个论题是整个计算机科学的基础。因此,图灵被誉为计算机科学之父。素有“计算机领域诺贝尔奖”之称的“ACM-图灵奖”①就是以他的名字命名的。(① 图灵奖由美国计算机协会(ACM)于1966年设立,奖励对计算机事业做出重要贡献的个人。由于图灵奖对获奖条件要求极高,评奖程序又是极严,一般每年只奖励一名计算机科学家,只有极少数年度有多名合作者或在同一方向做出贡献的科学家共享此奖。因此它是计算机界最负盛名、最崇高的一个奖项。)同时,“图灵机”虽然是抽象模型,但是其运行结构直接对应了物理过程,可以说是现代计算机的图纸。“计算机之父”冯·诺伊曼也将当代计算机结构的设计归功于图灵。
图灵最伟大的贡献之一是在二战期间协助英国军方破译了德国著名的密码系统Enigma,为扭转二战盟军的大西洋战场战局立下汗马功劳。后人认为他在密码破译方面的贡献将第二次世界大战的结束时间提前了两年。这一段图灵的历史也被演绎为电影《模仿游戏》。另外,图灵用“反应-扩散”系统描述的数学过程,在发育生物学中有重要影响。图灵还是一名长跑健将,他的长跑记录是奥运水平的,但因受了伤而错过1948年奥运会,可以说是一个被科学界耽误了的运动员。
在二战结束之后,图灵对机器是否能有智能、如何能有智能、以及如何鉴别机器是否具有智能等问题产生了兴趣。1950年,图灵发表文章“计算机与智能”,提出用“模仿游戏”来判断机器是否有智能的方法,该方法被后人称为“图灵测试”。
“图灵测试”大致过程如下:如果一个思维正常的人(代号C)使用测试对象能理解的语言去询问两个他不能看见的对象(代号A)和(代号B)任意一串问题。其中A是机器,B是正常思维的人。经过多次问询之后,如果C不能得出实质的区别来分辨A与B的不同,则A(该机器)通过图灵测试。如果有超过30%的测试者C不能确定被测试者是人还是机器,可以理解为该机器拥有智能。
随着后期人工智能的发展,通过“图灵测试”成为智能系统的一个追求。虽然号称通过“图灵测试”的系统越来越多,其实都是在限定条件下的测试,这些限定的条件包括判断者不可以进行开放式提问,不能进行主动询问而只能一次性观测,限定在一个固定的领域中,例如对系统生成的画和人的画、生成的诗词和人的诗词对比等等。迄今为止,还没有任何一个人工智能系统能够通过完全的“图灵测试”,这仍然是一个梦想。