艾倫·圖靈如何發現人類頭腦中的機器思維

人工智慧學家

作者：Jonathon Keats翻譯：younger審校：心原文：newscientist

圖靈年輕的時候為了追求名譽，去證明了一個偉大數學家犯的錯誤，並偶然創造了現代計算機

配圖：圖靈的理論機器做成了房間大小的實物

1935年，艾倫·圖靈想挑戰世界上的頂級數學家，以建立自己在數學界的名聲。他當時剛入劍橋大學，才22歲，而他的目標則是德高望重的哥廷根大學教授 David Hilbert，這個「數學界的無冕之王」曾靠一己之力為整個20世紀的數學設立了研究日程。

結果Hilbert 不是這個英國新貴的對手。 Chris Bernhardt 的《 Turing』s Vision》

中，巧妙地展示了圖靈如何用精妙絕倫的論證讓Hilbert的一個研究方向破滅——圖靈不經意地發明了現代計算機。

圖靈論文的題目

是，「On Computable Numbers, With an Application to the Entscheidungsproblem（《論數字計算在決斷難題中的應用）」，這個題目並無特別之處，論文的讀者也需要受過高等專業訓練。可能就因為這點，在圖靈享譽世界的時候，許多流行作品要麼關注於他在世界大戰時的解密工作，戰後他關於人工智慧的作品，要麼關注圖靈因為同性戀身份被迫害和起訴，或者是死後被皇家赦免這一類的事。

然而Bernhardt 的書缺乏的戲劇性，反而可以還給我們一個清晰的解釋。細心的讀者可以從《 Turing』s Vision》拜讀真正使圖靈成名的事情，與此同時，還能理解現代計算機的基本原理。

Entscheidungsproblem 屬於 Hilbert 的一部分研究工作，這個問題旨在證明數學的基本原理在邏輯上的一致性。為此，Hilbert 一直在尋找一個演算法——一個計算過程，可以證明給定的任意數學表達式是否可以用數學原理證明。而圖靈果斷證明了不存在這樣的演算法。

Bernhardt 解釋說，為了做到這點，圖靈必須先為「演算法」這個詞設立一個工作定義，定義計算（compute）的含義。圖靈把目光轉向人類「計算機」——即可以進行計算工作的人。圖靈還注意到，這項工作還涉及到論文中的書寫符號。「任何時候，計算機的行為都由這些符號決定……他在觀察自己的』思想的狀態』」。

Turing 將複雜和深度的思考分解為簡單的算術程序，讓計算過程明確地表示出來，消除了人為因素。「圖靈的新觀點就是，用理論計算機器定義演算法，」Bernhardt 寫道，「任何可以計算的東西都能夠用圖靈機計算。」

因此這種機器是圖靈論文的關鍵內容。證明Hilbert 的看法錯誤的一種方法就是，存在需要讓圖靈機器無限期運行且沒有結果的演算法。圖靈證明了「有些問題超過了演算法證明的能力。」圖靈的勝利是一項壯舉，然而卻給那些像Hilbert 一樣相信所有問題都能解決的人帶來了嚴重的打擊。

對圖靈證明至關重要的理論機器，引發了更大的影響，現代計算機的概念模型得以建立。這種影響直接導致John von Neumann於 1945年設計了首台電子計算機，科學家們在一個像房間一樣大的機器中實現了他的設計架構。和圖靈機器一樣，這些計算機利用0和1進行編程和表示數據。這對現在的高層語言和網路來說仍至關重要，因此學習圖靈機的時候，讀者往往會看計算機科學原理。

這同時也帶來了哲學後果。通過讓計算機建立在人類行為基礎上，圖靈注意到，人類是真正的圖靈機。計算機是我們的鏡子：無論我們對最新的AI科技感到驚喜還是擔憂，我們都只是在觀察自己。

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人工智慧學家是權威的前沿科技媒體和研究機構，2016年2月成立人工智慧與互聯網進化實驗室（AIE Lab)，重點研究互聯網，人工智慧，腦科學，虛擬現實，機器人，移動互聯網等領域的未來發展趨勢和重大科學問題。

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