图灵

文 / 猿叔史记

图 / 猿叔史记

艾伦·图灵 (Alan Turing) 是朱利叶斯·马西森·图灵 (Julius Mathison Turing) 和埃塞尔·萨拉·斯托尼 (Ethel Sara Stoney) 的次子，1912 年 6 月 23 日出生于伦敦。他的父亲在马德拉斯的印度公务员部门工作。有一段时间，埃塞尔·图灵 (Ethel Turing)和她的两个儿子住在St Leonards-on-Sea 。他的兄弟约翰出生于 1908 年。

艾伦的母亲声称“艾伦在能够阅读并研究灯柱上的数字等之前就对数字感兴趣——与任何数学联系无关。” 然而，他似乎在其他技能上有困难。他后来回忆说，他很难掌握日历的原理，小时候他“完全无法预测圣诞节何时降临。我什至没有意识到它是定期到来的。”

1918 年，艾伦去了黑斯廷斯的圣迈克尔小学。三年后他离开时，校长说：“我们有过聪明的男孩和勤奋的男孩，但艾伦是个天才。” 当他十岁时，他被送到海泽尔赫斯特预备学校。在接下来的四年里，他对数学和科学产生了浓厚的兴趣。

朱利叶斯·马蒂森·图灵于 1924 年从印度公务员系统退休。为了避免对他的退休金征收重税，他没有返回英国，而是与妻子一起定居在法国。

1926 年，图灵成为舍伯恩学校的学生。第一学期的开始恰逢总罢工，因此铁路系统无法正常工作。Turing 下定决心要参加第一天，他独自骑了 100 公里从南安普敦到Sherborne。“到他在学校的第一年结束时，他已经获得了一个害羞、笨拙的男孩的名声，他唯一的技能是在科学领域。” 他的舍监抱怨他开学时对数学的掌握很好，但到了年末就不是很好了：“他花了很多时间研究高等数学，而忽略了他的基础功课。”

在舍伯恩学校，艾伦每周只有两个小时的科学课。校长很快向他的父母报告说：“如果他只是一个科学专家，他在公立学校就是在浪费时间”。

他的一位朋友 Victor Beuttell 是发明家Alfred Beuttell的儿子。在拜访 Beuttell 家时，他开始与 Alfred 谈论他在新发明 K 射线照明系统方面的工作。

图灵与他的英语和拉丁语老师罗斯发生冲突，当罗斯发现图灵在宗教教学的学习期间做代数时，他非常愤怒。他非常生气，安排图灵两门科目都不及格。

1931 年，艾伦图灵开始在国王学院学习。在剑桥大学期间，他对政治产生了兴趣，并成为《新政治家》的固定读者。 他也成为约翰·梅纳德·凯恩斯的追随者，并参与了和平运动。他加入了反战委员会，其目的是在宣战时组织化学和军火工人罢工。

图灵在剑桥度过了愉快的时光，除了学业上的成功之外，“他发现自己处在一个宽容和支持的环境中……同性恋在大学里基本上被接受了，这意味着他可以自由地从事一系列的关系，而不必担心谁会发现。

1934 年，图灵参加了马克斯·纽曼 ( Max Newman)的讲座，他在讲座中解释了德国数学家大卫·希尔伯特 ( David Hilbert ) 的工作。

图灵于 1936 年 4 月发表了他的论文。

1936 年 9 月，艾伦·图灵前往普林斯顿大学师从阿朗佐·丘奇。在接下来的几个月里，他提出了“通用计算机器”的概念，理论上可以通过编程来解决任何能够由专门设计的机器解决的问题。这个概念，现在称为图灵机，预示着数字计算机。他还研究了密码学，还构建了机电二进制乘法器的四级中的三级。图灵师从阿尔伯特·爱因斯坦，并被任命为第一台美国计算机背后的人约翰·冯·诺依曼教授的私人助理。然而，在 1938 年 6 月获得博士学位后，他回到了剑桥大学。

1938 年 6 月，英国军情六处处长斯图尔特·孟席斯爵士收到消息称，波兰情报局遇到了一名曾在德国人生产恩尼格玛机的柏林工厂担任数学家和工程师的人。此人名叫理查德·莱温斯基，是一名波兰犹太人，曾因其宗教信仰被驱逐出纳粹德国。他提出出售他对这台机器的知识，以换取 10，000 英镑、英国护照和法国居留证。莱温斯基声称他对 Enigma 的了解足以建造一个复制品，并绘制了机器心脏的图表。

孟席斯怀疑莱温斯基是一名德国特工，他想“在德国人不受监视地开展业务时引诱小型英国密码局进入死胡同”。孟席斯建议政府密码学院的高级人物阿尔弗雷德·迪尔温·诺克斯去采访莱温斯基。他请艾伦图灵和他一起去。他们很快就确信他对这台机器有很深的了解，于是他被带到法国，开始制作这台机器的模型。

第二次世界大战爆发时，政府代码和密码学校在布莱切利公园成立。布莱奇利之所以被选中，是因为他与牛津大学和剑桥大学的距离差不多，因为外交部认为大学教职工是最好的密码学家。这所房子本身是一座维多利亚时代的都铎式哥特式大宅邸，其宽阔的土地向下倾斜至火车站。必须为镇上的密码学家找到住所。该组织的一些关键人物，包括其领导人阿尔弗雷德·迪尔温·诺克斯，总是睡在办公室里。

艾伦图灵被认为是该国最有才华的年轻数学家，他是 1939 年 9 月第一批被招募到政府代码和密码学校工作的人之一。

到 1939 年，无线电通信已成为现代战争的重要方面。无线电被用于空战、海战和机动陆战。然而，敌人不知道这些消息是非常重要的。因此，所有无线电通信都必须伪装。密码破解者的主要任务是读取德国谜机发送的信息。

通过研究旧的解密消息，图灵发现其中许多都符合严格的结构。他发现，他有时可以根据发送消息的时间和来源来预测未破译消息的部分内容。

图灵和团队其他成员的问题在于，当时他们不得不使用“试错”方法。这是一项非常艰巨的任务，因为要检查 159，000，000，000，000，000，000 种可能的设置。

当时发送消息的人和接收消息的人都有一本手册，告诉他每天必须做什么。这包括机器的设置。

1939 年，艾伦·图灵 (Alan Turing) 与一直为波兰密码局工作的数学家玛丽安·瑞杰夫斯基 ( Marian Rejewski ) 会面。七年来，他一直在努力了解 Enigma 机器的工作原理。当该国被德国军队入侵时，雷耶夫斯基设法逃到了法国。他告诉图灵，他得出的结论是，由于代码是由机器生成的，因此它可以被机器破解。在波兰，他建造了一台他命名为“bomba kryptologiczna”或“密码炸弹”的机器。这台机器在 Enigma 机器上翻译了 24 小时的德语信息。图灵对 Rejewski 取得的成就印象深刻，但他意识到，如果要使这一突破有效，他们必须找到一种在更短时间内实现这一目标的方法。

艾伦图灵着手开发一种可以提高检查过程速度的引擎。图灵于 1940 年初完成了设计，建造工作交给了位于莱奇沃斯的英国制表机械厂。发动机（称为“Bombe”）位于铜色机柜中。其总工程师哈罗德·基恩 ( Harold Keen )和一个由十二个人组成的团队，在完全保密的情况下建造了它。

为了实际使用，机器必须在数小时而不是数天内平均完成 50 万个转子位置，这意味着逻辑过程必须每秒应用于至少 20 个位置。 第一台名为 Victory 的机器于 1940 年 3 月 18 日安装在Bletchley Park。它比 Rejewski 的机器快大约 300，000 倍。

8 月 8 日交付了一个改进的版本，称为 Agnus Dei（上帝的羔羊）。从那时起，布莱切利帕克每天都能阅读每一条德国空军的信息——大约每天一千条。 当时，不列颠之战如火如荼，德军密码在布莱切利公园被破解，使英国人能够指挥他们的战斗机对付来袭的德军轰炸机。当战斗获胜时，密码破译者截获了取消计划入侵英国的消息——海狮行动。

1941 年 9 月 6 日，首相温斯顿丘吉尔和英国军情六处负责人斯图尔特孟席斯爵士参观了布莱切利公园。丘吉尔对密码破译者背景的多样性感到震惊：“除了数学家和语言学家，还有瓷器方面的权威、布拉格博物馆的馆长、英国国际象棋冠军和众多的桥牌专家。” 丘吉尔告诉孟席斯：“我告诉过你要千方百计，但我没想到你会这么相信我。”

图灵认为布莱切利公园需要更多的工作人员来执行处理如此多的德国秘密信息的任务。1941 年 10 月 21 日，图灵写信给丘吉尔：“几周前您有幸访问了我们，我们相信您认为我们的工作很重要。您会看到这一点，这在很大程度上要感谢特拉维斯指挥官的精力和远见，我们已经为破解德国恩尼格玛密码提供了充足的“炸弹”。然而，我们认为你应该知道这项工作正在被搁置，在某些情况下根本没有完成，主要是因为我们没有足够的人手来处理它。我们直接写信给你的原因是，几个月来我们已经通过正常渠道做了我们可能做的一切，如果没有你的干预，我们对任何早期的改善都感到绝望。

丘吉尔告诉他的主要参谋：“确保他们拥有他们想要的一切，并向我报告这已经完成了。” 到 1942 年底，共有 49 台图灵机。作为招聘活动的一部分，政府代码和密码学校在每日电讯报上刊登了一封信。他们向读者发出匿名挑战，询问是否有人可以在 12 分钟内解决报纸的填字游戏。人们认为填字游戏专家也可能是很好的密码破解者。回复的25位读者被邀请到报社参加填字游戏。最先完成填字游戏的六个人接受了军事情报部门的采访，并被招募为布莱切利公园的密码破译员。

1943 年 2 月，他的老板阿尔弗雷德·迪尔温·诺克斯 ( Alfred Dilwyn Knox ) 去世后，图灵成为了这项庞大的密码分析工作的首席顾问。到那时，Ultra 已经成为一个主要行业，雇用了大约 6，000 名员工每天翻译 2，000 多条消息。然而，图灵正承受着压力：“图灵是一个拥有巨大智慧的人，但到那时，几乎没有储备的神经能量。当他在布莱奇利哄骗他的引擎电池以穿透 Enigma 加密的 U 时，他快要筋疲力尽了。”

战后艾伦·图灵住在里士满，他在国家物理实验室 (NPL) 从事 ACE（自动计算引擎）的设计工作。1947 年他回到剑桥大学，发表了一篇关于智能机械的未发表论文。1948年任曼彻斯特大学数学系讲师。次年，他成为该大学计算实验室的副主任，并为最早的存储程序计算机之一开发软件。

1950 年，他解决了人工智能问题。他开发了著名的图灵测试。他说，一个人在一个房间，机器在另一个房间，第三个房间的审讯员向两个人提问，试图识别他们的身份。当询问者无法通过询问区分它们时，机器将达到类人智能的状态。

1951 年 12 月，艾伦·图灵在曼彻斯特的大街上遇到了 19 岁的失业青年阿诺德·默里。艾伦邀请他去马路对面的餐厅吃午饭。白皙，蓝眼睛，营养不良，稀疏的头发已经脱落，渴望更好的东西，比许多受过教育的人更容易接受，阿诺德触动了艾伦对迷路羔羊的情有独钟，以及其他电线。” 图灵向他介绍了他的工作，阿诺德问了一些关于他的研究的明智问题，这让他很高兴。而两人也因为同性恋关系被警察询问。

图灵和默里于 1952 年 3 月 31 日受审。图灵和默里被判有罪。默里被有条件释放。图灵被判缓刑，条件是他同意接受旨在降低性欲的荷尔蒙治疗。

图灵的定罪导致他的安全许可被取消，并禁止他继续为政府通信总部 (GCHQ) 提供密码学咨询服务。两名苏联间谍Guy Burgess和Donald Maclean都是同性恋，他们的案例使当局相信图灵存在安全隐患，并被禁止从事与计算机开发相关的研究项目。他也被拒绝进入美国。

在他位于威姆斯洛的家中，他开始制造某些化学品，其中包括氰化钾。1954 年 6 月 7 日，他在一个苹果上涂了一些氰化物，然后上床睡觉咬了苹果而死。

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