图灵与人工智能

    ItishumblingtoreadAlanTuring’spapers.HethoughtofitallFirst.

    阅读图灵的文章，真是令人折服。这些玩意儿，

    他早就想到了，没人比他更先知。

    ——RodneyBrooks（布鲁克斯）

    如果以“人工智能”（Artifi⁃cialIntelligence）一词的最早出现时间来标志这一学科的诞生，那么它的生日差不多是1955年或1956年。一般人认为这是麦卡锡的原创，但麦肯锡晚年承认他也是从别人那儿听来的，但想不起来是谁。事实上，英国人在此之前一直就有“机器智能”（Ma⁃chineIntelligence）的说法。在维基百科上，“机器智能”这一词条被重定位到“人工智能”，也就是说这两个词儿是同义词。

    图灵1950年在英国哲学杂志《心》（Mind）上发表文章“计算机与智能”，文中提出“模仿游戏”，被后人称为“图灵测试”。这篇文章被广泛认为是机器智能最早的系统化科学化论述。但图灵在1941年战时就开始思考机器与智能的问题，1947年图灵在伦敦皇家天文学会就机器智能发表演讲。1948年图灵把这次演讲整理成文章，题为“智能机器”（“Intelli⁃gentMachinery”），作为英国国家物理实验室（NPL）的内部报告，但没有公开发表。这篇文章迟至1969年才在年刊型论文集《机器智能》上发表。但由于和1950年文章的题目类似，并没有引起人们的重视。

    严肃的“机器智能”的概念应该就是由图灵1948年在这篇NPL报告中最早提出的。“人工智能”的说法一直到很晚才在英国开始普及。图灵1950年“计算机和智能”的文章使得“机器智能”的说法被更广泛地流传。但图灵这两篇文章是前后关系，而不是并行关系。1948年的文章对智能的概念采取了更宽泛的说法，图灵探讨了大脑皮层，他认为婴儿的大脑皮层是非组织的（unorganised）。在图灵的用语里，“非组织”就是“通用”的意思，发育的过程就是组织化的过程。他指出人身上的任何小部件都可以用机器来模仿，他还提到基因、进化和选择。正是因为如此，麻省理工学院的机器人专家布鲁克斯认为图灵（1948）是人工智能两条路线分歧的原点，而他自己的观点则是图灵1948年的文章比1950年的更为重要。

    图灵1948年的文章提到了“肉体智能”（embodiedintelli⁃gence）和“无肉体智能”（disem⁃bodiedintelligence）的区分。他明确列出五个领域属于无肉体智能：(1)博弈如下棋，(2)语言学习，(3)语言翻译，(4)加密学，(5)数学，所谓数学就是定理证明。图灵甚至提到当时的机器能处理的数学还不能涉及太多的图，也就是说一开始不适合搞几何。后来定理证明的演化很有意思，一开始重要的结果都是代数和逻辑的，但最后却是吴文俊的几何定理证明最早达到实用。一个人形机器人所需要的都属于“肉体智能”。

    1948年文章的结尾已经预示了“图灵测试”：设想A，B，C是三个水平一般的人类棋手，还有一台会下棋的机器。有两个房间，C处于一个房间，而待在另一个房间的可能是A或机器。让B来做操作员，在两个房间之间传递对手的棋招。让C来判断另一个房间里是A还是机器。图灵没有再进一步说明他的目的。而在1950年的文章开头第一节标题就是“模仿游戏”。在“模仿游戏”中，C是一个提问者，而一男一女A和B分别待在两个不同的房间，C和另外两个房间的通讯只能通过打字机进行。让C来判别两个房间内哪个是男哪个是女。而进一步让机器分别替换A、B和C，又会怎样。如果C不能识别房间里是人还是机器，那么机器就是有智能的。

    值得指出的是，在1948年的文章中提出的“肉体智能”和“无肉体智能”之区分，在1950年的文章中，变成了“体力”和“智力”的区分，而1950年文章的聚焦点是“智力”。这也是布鲁克斯认为图灵1948年的文章更加全面的原因。图灵在撰写1950年的文章时已经胸有成竹，他不仅提出了问题（“机器能思维么？”），还提出了问题的各种变种，不仅给出了答案，还预想了答案的可能异议，以及对异议的反驳。图灵进一步预测到2000年，机器内存会达到1GB（预测这么准还真挺神）。这篇文章为后来的一系列后学者模仿的文章提供了范文的效果，例如塞尔的“中文屋”和普特南的“缸中脑”。

    二战结束后，NPL准备研发电子计算机，图灵婉拒了剑桥大学数学讲师的offer，于1946年初加入NPL，而剑桥大学的计算机项目由刚从军队归来的物理学家威尔克斯（Maurice Wilkes）执掌。时任NPL头儿的是达尔文的孙子查尔斯·达尔文爵士。1946年，达尔文爵士还在BBC广播节目中提到了图灵。但一年后，达尔文爵士则认为图灵的报告像是中学生作文不宜发表。图灵认为达尔文爵士和主管ACE计算机项目的伍默斯利（JohnR.Womers⁃ley）是官僚。1947年图灵的父亲病故，他心情不好，就前往剑桥大学度假一年。但此时的剑桥大学计算机项目EDSAC已经在威尔克斯的全权掌控之下，图灵在剑桥大学并不受欢迎，时间不长只得离开。威尔克斯一方面企图和EDSAC致力仿造的美国EDVAC项目联系，另一方面，还主动联系图灵交流计算机的建造，1946年年底还访问过NPL，期望得到支持。但当图灵表达了要长久回归剑桥大学的意图后，威尔克斯感觉到了威胁。从某种意义上，图灵是被排挤走了，一山岂容二虎。但图灵很是佩服威尔克斯的管理方式，把理论和工程的人搁在一起办公。

    威尔克斯被称为“英国计算机之父”，1967年他很不情愿地被授予了第二届图灵奖。“英国计算机之父”必须不能是“世界计算机之父”。这有点像特斯拉被IEEE前身的前身AIEE授予爱迪生奖。有意思的是，威尔克斯根本不买人工智能的账，在他的图灵奖获奖报告里，他提到，人在最早做飞机时，企图模仿鸟类，先造翅膀。但人工智能又不是仿生学，事实上，现在还真有人在做带扇动翅膀的飞机。

    图灵“可计算数”1一文的发表日期到底是1936年还是1937年？大多数引文都用“1936”，也有一部分引文用“1937”。例如，图灵专家寇普兰（JackCopeland）在他所有文章中都用“Turing(1936)”来指称这篇文章，而图灵传的作者霍奇斯（AndrewHodges）大部分时间都用“Turing(1937)”。图灵的1948年NPL报告“智能机器”和1950年《心》杂志上那篇“计算机与智能”2则都用“1937”。图灵原文提交日期是1936年5月28日，接受日期是1936年11月12日。整篇文章太长，共36页（pp.230-265），而发表的杂志《伦敦数学学会会刊》（Proceedings of London Mathematical Society）把论文分成了两部分发表，第一部分（pp.230-240）发表在vol42part3，出版日期是1936年11月30日，第二部分（pp.241-265）发表在vol42part4，出版日期是1936年12月23日。发表后，逻辑学家伯奈斯（PaulBer⁃nays）指出其中的一个小错误，图灵又写了3页纸的“更正”，发表于1937年vol43（pp.544-546）。图灵在这篇“更正”中引用原文时用的是“1936-37”。图灵后来一直用“1937”，大概是把原文和更正加起来当作一个整体来考虑的，但也由此给后人造成了一些小困惑。

    图灵在1937年把他1936年文中有关λ演算的思路重新整理成一篇文章，在《符号逻辑杂志》（JSL）上发表，在这篇文章的结尾，我们已经依稀可见麦卡锡后来定义Lisp语言的表述。

    图灵机对实际计算机有影响吗？有两个极端派别，一派认为当然有，另一派认为一点也没有（如第二届图灵奖获得者威尔克斯）。冯诺伊曼多次向同事和部下指出Stored-Program（所谓冯诺伊曼架构的核心）就是通用图灵机（UTM）的原创概念，应该全部归功于图灵。我个人认为，冯诺伊曼架构中真正原创的是随机存取寻址（RandomAccessMemo⁃ry）。从这个角度看，图灵机是现代计算机的基础。倒是那些早期的计算机，从理论上看没什么价值，它们不过是巴贝奇200年前提出的分析机的电子实现而已。