圖靈逝世七十周年｜尼克：為圖靈作注

《理解圖靈》，尼克著，人民郵電出版社2024年6月出版，284頁，79.80元

休謨說牛頓發現了物的定律。一點也不夸張，我們可以說圖靈（1912.6.23-1954.6.7）發現了心的定律，更準確地說是“論題”。1930年，不到十八歲的圖靈經歷了同學和愛人摩爾康之死，他傷心地給摩爾康的母親寫信：“我確信我和摩爾康會在彼岸再見，因為我們還有未竟的事業，原本就該在此岸完成。”1932年，不到二十歲的圖靈再訪摩爾康的母親，并留宿摩爾康家，其間他寫了一篇感人的短文《精神之本質》（“Nature of Spirit”），最后一段是這樣的：“至于為什么我們非得有肉體不可：為什么我們不可以只有自由之精神，且只需精神間的交流。這樣也未嘗不可，但會無聊。肉體讓精神不無聊，讓精神去照看和利用肉體。”（As regards the question of why we have bodies at all; why we do not or cannot live free as spirits & communicate as such, we probably could do so but there would be nothing whatsoever to do. The body provides something for the spirit to look after & use.）無疑，這是圖靈后來不長的生涯的追求。

圖靈1932年短文《精神之本質》結尾原筆跡

圖靈的所有貢獻中，有兩項是無與倫比的，第一是他1936年的文章《可計算的數》（“On Computable Numbers”，下文簡稱“圖靈-1936”），其中他定義了一種機械裝置，后來被他的導師丘奇（Church）稱為“圖靈機”。哥德爾認為圖靈機比他自己的遞歸函數更令人信服，馮諾伊曼說這奠定了現代計算機的基礎，也就是說，圖靈機是計算機科學的基礎，也是計算機工程的起點。第二是他1950年在哲學雜志《心》（Mind）上發表的文章《計算機與智能》（“Computing Machinery and Intelligence”，下文簡稱“圖靈-1950”），這篇文章是人工智能領域的燈塔。即使今天讀起來，仍然充滿洞見，令人深思。雖然它是以科普的語調寫成并發表在哲學雜志上，旨在吸引大眾讀者，但讀懂全文需要花些工夫。

懷特海有言“整個西方哲學傳統就是柏拉圖著作的一系列腳注”，我想借過來說：整個計算機科學，包括人工智能，就是圖靈為數不多的著作的一系列腳注。這話應該不算過分。也許會有一兩位不喜歡英美學術傳統的狹隘歐陸中心主義者不服，但真沒必要和他們較真。他們企圖用“笛卡兒測試”替代“圖靈測試”，從而抵消圖靈為人工智能做出的貢獻。這不僅學理上靠不住，時間上也對不上。為圖靈-1950寫注釋，是我三十年前頭一次讀這篇文章時就有的妄想。寫注本身也是對人工智能，甚至更廣義地說，是對計算機科學的思考。計算機科學（包括人工智能）中，最早替別人的工作做注的應該是詩人拜倫的女兒艾達（Ada）。巴貝奇并沒有為他的分析機（Analytical Engine）寫過系統的介紹，是艾達把別人的法文聽課筆記翻譯成英文。譯文之后，她附加了諸多注釋，這些注釋的長度是原來筆記的兩倍，其中Note G詳細說明了如何在分析機上計算伯努利數，這被稱作世界上第一個計算機程序。因此美國國防部1980年把霍尼韋爾（Honeywell）按照合同開發的編程語言命名為Ada，以紀念這位早期計算機領域的先驅。

我的靈感后來還受到《圖靈的秘密》（The Annotated Turing）那本書的強化，作者佩措爾德（Petzold）給圖靈-1936寫了注釋。我本來也想仿照那書的體例，即逐段注釋，但后來放棄了這個想法。一方面，在原文中插入注解使得原文失去了可讀性，艾達的注釋是作為筆記的附錄，整體列在原文之后的。另一方面，我漸漸意識到，要想理解圖靈-1950，需要系統化地梳理預備知識。最好的閱讀方式是把預備知識放原文之前：最好的放到最后。

首先，最重要的背景知識是計算理論。圖靈企圖說明機器是可以有智能的，而這里的機器是普適或通用圖靈機（UTM，Universal Turing Machine）。圖靈-1950是建立在圖靈-1936（即“可計算的數”）之上的，這篇更早的經典論文奠定了計算機科學的理論基礎，使計算機事業不僅僅是工程，更重要的是科學。圖靈在關于智能的論證中，假設了丘奇-圖靈論題，這是計算機科學的基石。無論是頁碼數，還是子標題數，計算理論占了圖靈-1950一半以上的篇幅。不了解計算理論及其演化歷史，是沒法搞明白圖靈這篇文章的深意的。圖靈-1950和圖靈-1936密不可分。在“為什么是圖靈”一章中，我有意識地系統化重構計算理論的形成過程，并力圖說明丘奇-圖靈論題的哲學含義。這些成果變成了本書的幾個章節，其中“為什么是圖靈”講可計算性，其核心是丘奇-圖靈論題，“圖靈與計算復雜性”講復雜性，其核心是強丘奇-圖靈論題。最后我決定，與其逐段地寫注釋，還不如在可能造成迷惑的地方寫幾句提示性的腳注，連接到相關的章節中。這樣，一方面不至于把原文涂鴉得不可讀，另一方面也可以避免由于注釋太長而影響讀者思維主線的問題。有興趣深究的讀者，總可以通過相關章節更加系統地了解相關的背景知識，那里也有足夠多的參考文獻。

沒有什么比對話或掐架更真實地反映當事者的心態。“圖靈 vs 維特根斯坦”回顧了圖靈1939年在劍橋和維特根斯坦的一學期遭遇，旨在更加容易了解兩者的哲學態度。“語言=思維嗎”一章雖然更多篇幅講述喬姆斯基，但目的是為理解圖靈測試提供背景，圖靈測試不是行為主義的測試，而是語言的測試。這也可以解釋：相較稍早的人工智能在語音與視覺能力的突破，為什么ChatGPT在語言能力的突破給我們造成了更大的沖擊。

了解圖靈的寫作背景，也有助于理解文章的內容。第二次世界大戰結束后，英國國家物理實驗室（NPL）力邀圖靈加入，ACE（自動計算引擎，Automatic Computing Engine）是圖靈為NPL設計的計算機。在NPL工作一年后，圖靈厭惡其中的政治斗爭，前往母校劍橋大學休假一年。回來后，圖靈給NPL提交了一份報告，題為《智能機器》（“Intelligent Machinery”，下文簡稱“圖靈-1948”）。因為各種原因，這篇文章直到1969年才漸為人知。其實，如果我們仔細研讀圖靈-1948，會發現圖靈-1950中思想的來龍去脈。圖靈-1948的內容更加廣博，例如，圖靈在其中詳細討論了神經網絡，并認為可以訓練神經網絡，使之成為通用計算機。機器人學者羅德尼·布魯克斯（Rodney Brooks）甚至在這篇文章中看出了“具身智能”（embodied intelligence），這可能有點過度解讀，但仁者見仁智者見智。其實布魯克斯更應該去圖靈1932年在摩爾康家寫的那篇短文中尋找靈感，圖靈晚年更加關注沒有肉體的精神。

BBC 1952年1月10號組織了名為“自動計算機能思考嗎?”（Can Automatic Calculating Machines Be Said To Think？）的廣播討論會。參加討論的人，除了圖靈外，還有圖靈的老師、數學家紐曼和曼徹斯特大學的神經外科教授杰弗遜（Geoffrey Jefferson，1886-1961）等。杰弗遜1948年獲得皇家學會和皇家外科學會頒發的李斯特（Lister）獎章，他的獲獎演說題為“機器人之心”（The Mind of Mechanical Man），其中他明確表達了自己的立場：機器不能思考。圖靈-1950中有一節（“來自意識的異議”）就是專門針對杰弗遜獲獎演說的批評。事實上，如果我們非要說圖靈-1950和圖靈-1948有什么實質性不同的話，圖靈在寫作圖靈-1950時，內心有個更具體的辯論對象，那就是杰弗遜。圖靈參加過的討論，留有完整記錄的，除了圖靈與維特根斯坦1939年在劍橋的課堂對談，就是這次討論了。整場基本是圖靈和杰弗遜之間的辯論，而紐曼無疑站在圖靈一邊。有來有去的討論比一個人自言自語更有親和力，相聲也得有逗有捧。這篇討論本身就可以作為圖靈-1950的一個有趣且通俗的注解。

人類中心主義，即認為人是最高級、最神圣的物種，很容易歸約到宗教或活力論。我們作為人，自然地會受此影響。但人類中心主義又常常戴著humanism（人文主義、人本主義、人道主義）的面具。就像博學且善辯的杰弗遜在他演講的結尾自稱是和人文主義者莎士比亞一伙兒的，然后馬上就恰到好處地拎出了《哈姆雷特》：“人類是一件了不起的杰作！多么高貴的理性！多么偉大的力量！多么優美的儀表！多么文雅的舉動！在行為上多么像一個天使！在智慧上多么像一個天神！宇宙的精華！萬物的靈長！”（朱生豪譯；What a piece of work is a man How noble in reason how infinite in faculty; in form, in moving, how express and admirable! In action, how like an angel! In apprehension, how like a god! The beauty of the world! The paragon of animals!）于是，一個人文主義者的文字，絲滑而優雅地，變成了一個人類中心主義者的論據。

圖靈

人工智能是最靠近人性的學科，很容易引起廣泛的關注，同時它的邊界又最不清晰，于是從最高智力的數學家和理論計算機科學家，到頻譜的另一極端哲學和媒體從業人員，誰都能說三道四。大語言模型的出現，又讓我們有新的機會重新審視圖靈-1950。不同路線的人工智能學者都能在圖靈的著述中找到他們想要的東西。就像有人在圖靈-1948看到了“具身智能”，而有人看到了深度學習。我們不僅可以泛泛地討論大模型是否通過了圖靈測試，也可以把圖靈的思想和其他學科交叉考慮。對“語言=思維嗎？”這個問題的思考，我們可以看到后來的喬姆斯基和圖靈有諸多相似。

西方知識傳統有“心-身”之分，物理科學是關于身的學問。牛頓的《自然哲學的數學原理》開啟了現代物理學，拉丁文書名中的Principia不僅是原理，還有第一性原理的意思。羅素和懷特海的大部頭，借用了牛頓，直接是拉丁文Principia Mathematica（《數學原理》），講的是邏輯，他們當然配得上。中學物理教科書都是從牛頓定律開始的。理論計算機科學可以作為“心”的原理。在圖靈看，圖靈機和智能是一回事，圖靈-1948和圖靈-1950中關于智能的論述不過是圖靈-1936中計算理論的科普版或者哲學注解。哥倫比亞大學的周以真（Jeannette Wing）曾呼吁把“計算思維”（Computational Thinking）作為通識教育的一部分。但她的“計算思維”只限于直覺觀察，并沒有說透應該有哪些具體內容。于是很多人自滿于在中學開設Java或Python編程課。“計算思維”的核心應該是計算理論，如果哪一天計算理論像幾何和代數那樣成為中學課程，我會更滿足。柏拉圖在《理想國》里通過蘇格拉底之口說出：我們學習算術不是為了做買賣，而是為了追求知識。這為我們今天的教育奠定基礎：我們在中學教幾何定理的證明而不直接教測量學，教代數而不直接教會計學。本來，理解基礎的計算理論并不需要艱深的預備知識，也不比二次方程和萬有引力更加難學。現在看來，越來越多的人會相信計算理論比代數和物理更為基礎（fundamental）。沒學過數學和物理的人注定處在知識鄙視鏈的底端，我猜，某一天，沒學過計算理論的人也會如此。英國通才斯諾（C. P. Snow）在1950年代末看到不可愈合的文、理兩種文化之分。今天，即使在理工科（STEM）內部，彼此也不見得就能互聯互通。一個典型的例子是做量子計算的相當多的一批實驗物理學家搞不懂計算，以至于弄不清楚“量子優勢”究竟是什么。

即使沒有實用的計算機，也會有計算理論。計算理論為我們審視理性的同時提供了一個科學的起點和一個數學的起點。數學物理學家尤金·維格納（Eugene Wigner）曾經寫過一篇有名的文章《數學在自然科學中出奇地管用》（“Unreasonable Effectiveness of Mathematics in the Natural Sciences”）。當然，每個人都有夸大自己學科重要性的傾向，費曼在他的《物理學講義》里思考了物理學和化學、生物學、天文學、地質學乃至心理學的關系。費曼在討論心理學時講到了計算機與神經系統的關系，考慮到費曼和同校的米德（Carver Mead）的緊密關系，這不奇怪，費曼在去世前，還講過計算機設計和理論的課程呢。但心理學大概是費曼可以游走到的最遠的學科了，他曾經毫不客氣地指出社會科學不是科學。哪天我得空了，想寫一篇《計算理論更加出奇地管用》（“Unreasonable Effectiveness of Theory of Computation, Even More”）。不只是自然科學，還有生命科學，這恰是維格納對數學的期望。如果羅素當時知道計算理論，他肯定會重寫《心的分析》。

圖靈-1950的早期中文譯文曾作為附錄，收錄在我的《人工智能簡史》中，當時為了趕時間，其中有很多不講究的地方，甚至錯誤。此番做注，給了我修正的機會：把圖靈1948年的“智能機器”、杰弗遜1949年的“機器人之心”和1952年的BBC討論一并譯出，作為圖靈-1950的補充閱讀。當然，錯誤仍在所難免，如果讀者指出，我一定改。

雖然在圖靈漫不經心觸碰到的所有領域，我們都能看到他思想的深邃，但必須承認圖靈并無心在這些旁支上走太遠，他更關心計算和智能的本質。圖靈-1950中的辯解幾乎可以一字不動地適用于當下。當然，我們更希望借助他的洞見更清楚地看見未來。