数学家趣味故事:谜一样的艾伦·图灵、图灵测试、图灵奖( 二 )


传记《谜一样的艾伦·图灵》一书的作者安德鲁·霍奇斯(Andrew Hodges)是英国牛津大学的一位数学家,也是一名同性恋 。他在今年2月发表于《自然》杂志纪念图灵的文章中称:“必须成为一个伟大的人,才能被赦免身为同性恋的罪孽吗?如果是这样,那多伟大才够资格?在‘二战’中破译纳粹德国的‘谜’密码足够伟大吗?或者还需要发明电脑,顺便再发明人工智能?这样够不够?”

数学家趣味故事:谜一样的艾伦·图灵、图灵测试、图灵奖

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“二战”时期,布莱奇利庄园内被改进的巨像计算机,从1943年开始运行密码
1936~1938年,图灵在美国普林斯顿大学深造,并获得博士学位 。1938年他回到剑桥时,战争的阴云已经密布在欧洲上空 。英国在距伦敦不远的布莱奇利庄园(Bletchley Park)设置了国家密码破译机构“政府密码学校”(Government Code and Cypher School,GC&CS) 。1939年9月4日开始,数学成绩优异的图灵开始全职服务于布莱奇利庄园,成为一名专职密码破译者和密码分析学家 。
1939年9月,第二次世界大战爆发 。英国作为大西洋上的一个岛国,食品、燃料和军火等军用民用物资需要通过海上运输来供给 。巡航在大西洋上的德军潜艇因为能够提前获知英方的很多通信,击沉了大量盟军舰船,严重威胁到了英国的生命线 。从1940年开始,英国被迫对最匮乏的食物和布料施行限量配给 。而且英国本土作为欧洲几乎唯一一块未被纳粹占领的土地,也是盟军积蓄力量、伺机反击的最后一个基地 。为了保护海上生命线的畅通和英国本土的安全,不让整个欧洲落入纳粹的魔爪,大西洋上的这场战争意义重大 。
这时候,及时破译德军的密码,掌握德军的动向显得尤其重要 。德军使用一种叫做“谜机”(Enigma)的密码机,对情报进行加密和解密 。到达布莱奇利庄园后不过几周时间,图灵就设计出了一台“炸弹机”(Bombe),用于协助分析经过谜机加密的密文 。“炸弹机”后来经过另一位数学家戈顿·维奇曼的改进,成为“二战”期间英国用来辅助破译谜机的主要工具 。
图灵还用他高超的数学知识,研究出了一种方法,算出一个密码的多种破解各自的正确概率 。使用贝叶斯统计方法,他能够操纵这些概率,优先测试那些最有可能正确的破解 。这比传统的密码破解中那“撒大网”的方法,速度提高了很多倍 。
布莱奇利庄园对德军密码的破译一度达到如此准确和迅速的程度,以致太多的德军舰艇被准确地击沉 。盟军一度十分担忧德军改用别的加密方法,可是德军对谜机的盲目信任和纳粹的偏执害死了他们,他们认为一定有奸细告密 。英国方面得知这个结论,偷偷松了一口气,并且意识到今后不能再这么草率地利用破译的信息 。“炸弹机”的方法就像是走钢丝,一旦德国人对所有信息进行双重加密,就会陷入迷茫 。此后英国通过破译密码得到情报后,很少主动出击,只是修改舰船航线躲避敌军;对那些必须攻击的重要目标,也先把戏做足,让空军从目标上空飞一下,装作是偶然发现,然后才开始攻击 。
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1946年图灵参加马拉松比赛的情形
1941年,政府密码学校的规模在战前16个月的基础上扩大了4倍,而图灵则尽量避免与部门高层直接接触,他成了最无组织、无纪律、无级别意识的一个人,他对一切华而不实或官僚作风的东西都极不耐烦,对官衔等级的漠视伤害到了某些人 。密码分析员关注的是自身的才能和速度,但是对于军人来说这就是一种混乱 。
这个时候的图灵,正春风得意 。他在国际上发表过影响力巨大的论文,刚得到博士学位不久,不到30岁就已成为布莱奇利庄园的核心人物之一,而且相貌英俊,身体健壮 。有时候伦敦方面召集布莱奇利庄园的核心人物开会,他完全靠两条腿跑完64公里的路程 。如果当年不是因为受伤,他可能会进入英国奥运代表队参加1948年的伦敦奥运会 。他的马拉松最好成绩是2小时46分3秒,比1948年奥林匹克运动会金牌成绩慢11分钟 。1948年的一次跨国赛跑比赛中,他还跑赢了同年奥运会银牌得主汤姆·理查兹(Tom Richards) 。
1941年春天,他结交了一个叫做乔娜·克拉克(Jona Clarke)的女孩 。他平时在面对女孩的时候经常会迷失,但是乔娜的密码分析员工作使她很像一个男人,图灵很愿意和她交谈,“因为感觉像是在和男人说话” 。
忙碌之余,图灵偶尔会和乔娜一起去看萧伯纳的戏剧;有时候他们骑着自行车在乡间做短途旅行,讨论植物的生长和结构;乔娜喜欢下国际象棋,可是战争期间很难弄到像样的棋子,于是图灵从附近的坑里挖了一些泥,一起烧制了棋子 。随着他们之间的感情逐步加深,图灵终于向乔娜求婚 。但此时的图灵,还在逐渐接受自己的同性性向的过程中,他也坦诚地向乔娜谈到了自己的性向,并惊讶地发现乔娜并不介意 。