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除了图灵,我们还应铭记这些伟大数学家

2015-9-17不详佚名

过去的几十年里,阿兰-图灵(Alan Turing)的名声日渐显赫。这位伟大的英国数学家逝世于1954年,2014年上映了据其事迹拍成的高分传记电影《模仿游戏》(The Imitation Game)。这部电影表面上看是改编自安德鲁-霍奇斯(Andrew Hodges)1983写的《图灵传:如迷的解谜者》(Alan Turing, the Enigma),实际上只是延续了一系列与图灵有关的戏剧、电视剧和小说等文艺作品,这些作品无一例外都在竭力描绘图灵在布莱切利庄园的解码工作,以及同性恋倾向为他带来的困苦和挣扎。

尽管图灵聪慧异常,但破译英格玛绝不是他个人的功劳

然而,历史往往倾向于把某科学领域的所有成就都归功于个人。当看到书腰,或者电影宣传语上写着“英国数学家图灵从纳粹的魔掌中拯救了同盟军,这样说并不夸张”时,也许你的第一反应是好奇二战伤亡人数数倍于英美的苏联会怎么想?或者对同盟军译码做出特殊贡献却被电影和脱离实际的历史学者所忽略的波兰人又怎么想?把图灵的声誉搁置一边,对于他做了什么以及其他人做了什么,才能进行有价值的探究。

真正的模仿游戏

抛开好莱坞的电影,图灵很大程度上成名于“图灵测试”,这是他提出的一条衡量机器是否会思考的标准。思考这个问题的,当然不只有图灵一个人。20世纪40年代,当早期的电子计算机诞生之时,机器是否会思考已然是一个数学家讨论的热门话题。然而,从过去直到现在,“机器能否思考”这一问题总是混淆于“机器是否有意识”。

1950年,图灵发表了题为《计算机器与智能》(Computing Machinery and Intelligence)的论文。论文并非对其他数学家的回应,而是为了回应神经学家杰弗里-杰弗逊(Geoffrey Jefferson)。杰弗逊于1949年发表了著名的宣言:

如果机器能写出一首十四行诗,或者出于思想和情感的触动而非机械式地组合音符而创作出一首协奏曲,我们才同意将机器等同于人脑。

图灵通过他设计的“模仿游戏”,试图可操作性地定义“思考”。在他最初设定的形式里,这个游戏包括3名参与者:一个审问者,一个男人和一个女人。审问者只能通过电传打字机的形式(现在是通过电脑屏幕的方式)与这两个人互动,他的职责是借由提问和二人的答案(很可能具有欺骗性),来抉择这两个人中哪个是男人,哪个是女人。

接着,图灵提议用机器替代其中一个人,看其能否成功欺骗审问者,使他相信自己是人类。“机器能否思考”被替换成了如下这一问题:“机器能否在模仿游戏中获胜?”

电影《机械姬》中探讨了图灵测试

图灵的论文属于哲学,而不是数学。他的言辞不正式,给出的答案也不严格——他相信到20世纪末,计算机能通过“图灵测试”,从这个意义上说也就是获得了思考的能力。许多人都声称他们的机器通过了图灵测试,甚至包括一个伪装成乌克兰少年的聊天机器人(2014年图灵测试大会上通过测试的聊天机器人尤金-古斯特曼——译者注),但这个目标是否真的已达成?这一课题为我们留下了无穷无尽的争议。

隐匿于英格玛之谜

《模拟游戏》浓墨重彩地描写了战争期间图灵在布莱切利庄园协助英国政府破译纳粹“英格玛”密码机的努力。尽管电影给观众留下图灵孤军奋战的印象,但实际上他并不孤独。这部电影最公然无视历史之处,就是对那些前期开展英格玛研究工作的波兰数学家缺乏任何真实的评价。

英格玛密码机

早在1918年,英格玛密码机就已经以某种形式存在于世了。20世纪20年代,它几乎被用来加密所有的德国官方通讯。1928年,已有波兰密码破译者们对其展开研究,试图了解他们潜在敌人的意图。英格玛最初的器件包含三个转轮,转动起来有如那些老式的加法机,对操作员敲入的字母进行加密。后来,德国人为英格玛增加了额外的接线板,可以转换字母,将英格玛的密码设置增加到159百亿亿种(159后面跟着18个零,实际上为158,962,555,217,826,360,000种——译者注)。

英格玛的接线板,有两组字母(A-J,S-O)连接起来了。二战中,会有10组字母连接起来。

1932年,三位波兰数学家——耶日-鲁日茨基(Jerzy Rózycki)、亨里克-佐加尔斯基(Henryk Zygalski)和马里安-雷耶夫斯基(Marian Rejewski)使用臆测和初等群论,完全破解了该版本的英格玛。1938年他们发明了“炸弹”机(bombes)——上面装有许多机电转鼓,转起来震耳欲聋,不断复制着英格玛可能的密码设置。

亨里克-佐加尔斯基、耶日-鲁日茨基和马里安-雷耶夫斯基,20世纪30年代,他们破译了一条早期的英格玛密码

炸弹机,二战期间每天帮助盟军破译3000条敌军信息

1939年,纳粹入侵波兰,三位波兰数学家因资源欠

本文来源:不详 作者:佚名

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