LSTM之父再語(yǔ)出驚人：圖靈被吹得太過了，計(jì)算機(jī)科學(xué)之父根本不是他
最近《自然》雜志發(fā)表呼吁：讓我們“重視那些確?？茖W(xué)能夠自我糾正的人”。認(rèn)識(shí)我的人都可以證明，尋找和引用科技創(chuàng)新成果的最初起源，對(duì)我來(lái)說很重要。
今天這篇文章就是要做這件事。
在計(jì)算機(jī)科學(xué)的基本概念上，英國(guó)數(shù)學(xué)家阿蘭·圖靈做出了重要貢獻(xiàn)，尤其在英美文化圈子里享有盛譽(yù)，有時(shí)被稱為“計(jì)算機(jī)之父”。《自然》也發(fā)表過文章說，圖靈 1936 年的論文“為后來(lái)的所有計(jì)算機(jī)的誕生構(gòu)建了理論框架和基礎(chǔ)。”
圖靈 1936 年的論文《論可計(jì)算數(shù)及其在判定問題上的應(yīng)用》
這個(gè)說法明顯把圖靈吹過了頭。而這也同樣影響了被稱為“計(jì)算機(jī)的諾獎(jiǎng)”的圖靈獎(jiǎng)的命名。雖然圖靈確實(shí)如該獎(jiǎng)委員會(huì)所說，“闡明了計(jì)算的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和局限性”，但更重要的問題是，這些工作以前就一直有人在做。
那么是誰(shuí)先做的呢？不是圖靈。
回顧歷史，圖靈難稱“計(jì)算機(jī)之父”
1931 年，奧地利數(shù)學(xué)家?guī)鞝柼?middot;哥德爾（Kurt Gödel）和 1935 年美國(guó)的阿朗佐·丘奇（Alonzo Church）都在這個(gè)問題上取得了開創(chuàng)性成果。當(dāng)然，圖靈在 1936 年的論文中引用了他們的成果。
1931 年，Kurt Gödel 創(chuàng)立理論計(jì)算機(jī)科學(xué)，實(shí)際上成為現(xiàn)代理論計(jì)算機(jī)科學(xué)的奠基人。他提出了一種基于整數(shù)的通用編碼語(yǔ)言，以公理形式將任何數(shù)字計(jì)算機(jī)的操作形式化。哥德爾用它來(lái)表示數(shù)據(jù)（如公理和定理）和程序。
Gödel 最著名的成就是對(duì)形式系統(tǒng)的闡述，其中包括形式系統(tǒng)的計(jì)算 —— 給定一個(gè)計(jì)算定理證明器，從一組可枚舉的公理中系統(tǒng)地枚舉所有可能的定理，但是當(dāng)陳述自我指涉時(shí)它將是不可解的。
Kurt Gödel（1906-1978）
Gödel 確定了算法定理證明、計(jì)算和任何類型的基于計(jì)算的 AI 的基本局限性。實(shí)際上，從 20 世紀(jì) 40 年代至 70 年代早期，關(guān)于人工智能的研究大部分是關(guān)于定理證明以及通過專家系統(tǒng)和邏輯編程的 Gödel 式演繹。
像大多數(shù)偉大的科學(xué)家一樣，Gödel 的成果也建立在更早的先人成果的基礎(chǔ)上。他將 Georg Cantor 的對(duì)角化技巧與 Gottlob Frege、Thoralf Skolem 和 Jacques Herbrand 的基礎(chǔ)工作相結(jié)合。
而上面這些人的研究基礎(chǔ)是萊布尼茨 1686 年的著作《思想的代數(shù)》。對(duì)，就是提出微積分的那個(gè)萊布尼茨。他也是 “計(jì)算機(jī)科學(xué)之父” 的候選人之一，被稱為 “世界上第一個(gè)計(jì)算機(jī)科學(xué)家”，甚至是 “有史以來(lái)最聰明的人”。
萊布尼茨（1646-1716）
萊布尼茨不僅是提出微積分的第一人，而且還進(jìn)行了一個(gè)雄心勃勃的項(xiàng)目，通過計(jì)算來(lái)回答所有可能的問題。
他曾說過：“如果出現(xiàn)爭(zhēng)議，兩個(gè)哲學(xué)家之間就不需要爭(zhēng)論，而是像兩個(gè)會(huì)計(jì)師之間一樣，手里拿著鉛筆，坐下來(lái)就足夠了，用他們的石板互相說：讓我們計(jì)算一下！” 然而，在 1931 年，Gödel 表明，以這種方式可判定或可計(jì)算的東西存在根本的局限性。
Alonzo Church （1903-1995）
1935 年，Alonzo Church 通過證明 Hilbert 和 Ackermann 著名的 Entscheidungs problem（決策問題）沒有通用解決方案，推導(dǎo)出 Gödel 結(jié)果的擴(kuò)展。為此，他使用了名為 Untyped LambdaCalculus 的替代通用編碼語(yǔ)言，該語(yǔ)言構(gòu)成了極具影響力的編程語(yǔ)言 LISP 的基礎(chǔ)。
1936 年，圖靈引入了另一個(gè)通用模型：圖靈機(jī)，并成為后來(lái)最著名的通用模型（至少在計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域是如此）。他重新推導(dǎo)出了上述結(jié)果。當(dāng)然，他在 1937 年的論文中同時(shí)引用了 Gödel 和 Church 的方法。
Post 和圖靈在 1936 年究竟做了哪些 Gödel 和 Church 沒有做過的事情？有一個(gè)看似微小但卻很重要的差異。
Gödel 的許多指令序列是數(shù)字編碼存儲(chǔ)內(nèi)容與整數(shù)的一系列乘法。同樣，Church 在他的算法中也忽略了基本指令的時(shí)空復(fù)雜性。
而圖靈和 Post 采用了傳統(tǒng)的、簡(jiǎn)化的二進(jìn)制的計(jì)算觀點(diǎn)。他們的機(jī)器模型只允許非常簡(jiǎn)單的具有恒定復(fù)雜性的基本指令，就像萊布尼茨早期的二進(jìn)制機(jī)器模型一樣。
還有人說，圖靈至少奠定了人工智能的基礎(chǔ)。這種說法也站不住腳。
實(shí)際上，西班牙人 Leonardo Torres y Quevedo 是 20 世紀(jì)第一個(gè)實(shí)用 AI 的先驅(qū)，1914 年，他建造了第一個(gè)可工作的國(guó)際象棋終局棋手（當(dāng)時(shí)國(guó)際象棋被認(rèn)為是一種僅限于智能生物領(lǐng)域的活動(dòng)）
1948 年，圖靈寫了相關(guān)的人工進(jìn)化思想和學(xué)習(xí)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的論文，至少它的結(jié)構(gòu)可以追溯到 1943 年（至于其中物理學(xué)密切相關(guān)的前期工作自 20 世紀(jì) 20 年代就開始進(jìn)行了）。
阿蘭·圖靈（1912-1954）
不過，圖靈并沒有發(fā)表這些文章。1950 年，他提出了一個(gè)簡(jiǎn)單而著名測(cè)試，用于評(píng)估計(jì)算機(jī)是否是智能的。在 1956 年的達(dá)特茅斯會(huì)議上，“人工智能”一詞由約翰·麥卡錫提出，成為此后相關(guān)研究的新標(biāo)簽。
然而，關(guān)于人工智能的第一次會(huì)議是在 1951 年的巴黎舉行的，當(dāng)時(shí)大部分現(xiàn)在被稱為“人工智能”的東西仍然被稱為控制論，其內(nèi)涵非常符合現(xiàn)代人工智能深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
遺憾！兩位 AI 理論先驅(qū)都沒得過圖靈獎(jiǎng)
現(xiàn)代人工智能理論的先驅(qū)是Gödel，而非圖靈。Gödel 確定了人工智能、數(shù)學(xué)和計(jì)算的局限性，并通過專家系統(tǒng)基于自動(dòng)定理證明和推論奠定了人工智能的正式基礎(chǔ)。他在人工智能的基礎(chǔ)成就大大早于圖靈。實(shí)用人工智能最早的奠基者也不是圖靈。
圖靈獎(jiǎng)創(chuàng)建于 1966 年，表彰 “對(duì)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域具有持久和重大技術(shù)重要性” 的貢獻(xiàn)。令人尷尬的是 ，Gödel 從未獲過該獎(jiǎng)項(xiàng)，而為計(jì)算機(jī)科學(xué)理論基礎(chǔ)做出重要貢獻(xiàn)的 Church 也沒有得過。這不能不說是一個(gè)諷刺。
在生物信息學(xué)方面，圖靈最有影響力的貢獻(xiàn)可能是在二戰(zhàn)期間破解了納粹德國(guó)使用的 Enigma 密碼。
有人認(rèn)為，成功破解德軍密碼是盟軍擊敗第三帝國(guó)的決定性因素
然而，著名的密碼破譯機(jī) Colossus 是由 Tommy Flowers（而非圖靈）設(shè)計(jì)的。這位英國(guó)密碼學(xué)家的成果建立在波蘭數(shù)學(xué)家 Marian Rejewski、Jerzy Rozycki 和 Henryk Zygalski 的早期基礎(chǔ)工作之上，他們才是首批破解 Enigma 密碼的人（以此為題材的電影中甚至連提都沒提這些人）。
近一個(gè)世紀(jì)以來(lái)，有許多人對(duì)計(jì)算科學(xué)的理論和實(shí)踐做出了貢獻(xiàn)。圖靈的貢獻(xiàn)當(dāng)然是巨大的，但他和其他人一樣，都是站在巨人的肩膀上。
圖靈 1936 年的著名論文中，引用了Gödel 和 Church 的開創(chuàng)性成果 。我們今天如果將圖靈一人捧上神壇，過度夸大他的貢獻(xiàn)，而對(duì)其他先驅(qū)的工作視而不見，圖靈本人想必也不會(huì)同意。
