向圖靈獎致敬

劉卓軍

如果問，近現代的什么科學技術對人類社會影響最大？回答計算機科學技術肯定會得到廣泛認同。當然，計算機科學技術的內容綜合性非常顯著，不是一兩個主意、原理、專利、原型、軟硬系統就能代表的，截止到目前的發展狀態所反映的是人類智慧長久的、不懈的積累與進步集大成的成果。

1642年，19歲的法國數學家、哲學家布萊士·帕斯卡（Blaise Pascal）在幫助其父親做稅務計算工作時，設計并制作了一臺能實現自動進位的加減法計算工具，被稱為世界上第一臺數字計算裝置；世界上第一臺計算機則出現在1822年前后，完全歸功于英國發明家查爾斯·巴貝奇（Charles Babbage）耗時10年的孤軍奮戰，巴貝奇制作這臺稱作“差分機”的目的是自動編制《數學用表》，以糾正人工制表的錯誤百出。盡管巴貝奇初戰告捷，但受囿于當時的理論、技術及工藝水平，在之后的50年奮斗中巴貝奇沒能在制作功能更強的計算機上取得成功，不過現代計算機結構的雛形在那時卻已經創造了出來。

自動進行加加減減是計算，代替人工編制數學用表是計算，還有什么可以算作是計算？換句話，計算都能解決什么問題，原理上、技術上講，能計算、特別是能讓機器計算到底意味著什么？對這些問題，前人，包括帕斯卡和巴貝奇在內都沒有給出回答。

人類社會還真需要對這類問題有更深刻的認識。為此，思想的重要性總是不可替代的，而重要思想的產出需要等待偉大的科學家和思想家的出現，慶幸的是，歷史發展和社會進步的進程讓我們在上個世紀有了圖靈。1936年，24歲的阿蘭·麥希森·圖靈（Alan Mathison Turing）在一篇文章里描述了一個計算裝置的簡單而抽象的模型，目的是搞清楚人類希望建造出的能計算的機器，其計算能力的極限和覆蓋范圍到底是什么，回答了當時還沒有形成體系的計算機科學之哲學的最基本問題。

圖靈模型也被稱作圖靈機（Turing Machine），既是具體的，又是抽象的。機器的構成簡單、簡潔：一條不限定長度的帶子，一個讀寫頭，讀寫頭總指向帶子的一個位置，并可以向帶子的左右兩個方向移動，一次移一個位置，還可以向當前位置寫入指定的符號，例如，0或1。在相應的條件下，讀寫頭向帶子上寫什么符號，向帶子的那個方向移動？這些都要通過由0和1組成的編碼符號串來規定，設計好的編碼要先行寫入帶子。完整圖靈機的約定還要包括開始工作的狀態及停止工作的條件之說明。不同的編碼方案能讓圖靈機實現不同的計算功能，所以圖靈機具有通用的性質，這一點與帕斯卡和巴貝奇的裝置和機器形成了鮮明對照，而與現代的計算機則沒有本質的不同。的確，講到現代的各類存儲器，完全可以關聯到那條不限定長的帶子；講到CPU，怎么可能擺脫讀寫頭及其相關聯的可能的操作；現代計算機最為本質的是程序內存和軟件設計的概念，而這正是為實現期望的計算功能，圖靈機需要設計好編碼符號串的關鍵考慮。軟件及程序設計對于計算機科學之重要地位，從第一屆圖靈獎頒發給了程序設計語言ALGOL60的設計師阿蘭·潑利斯（Alan Perlis）足可以看出，也為發展到今天的計算機科學的成就反復地證明著。

圖靈的工作和貢獻是偉大的，不但圖靈機為理解和設計現代計算機的邏輯工作方式奠定了基礎，“圖靈試驗”這個圖靈提出的用于判定機器是否具有智能的實驗方法同樣深刻地影響著計算機科學與技術的一項重要應用 - 人工智能的發展；然而圖靈的人生又是傳奇的，他以他的智慧間或也受惠于他提出圖靈機模型的化繁為簡的思維在二戰期間為破譯德國的著名密碼系統Enigma做出了杰出貢獻；令人惋惜的是，他竟在42歲時“提前”謝世。為了紀念他，成立于1947年，總部設在美國紐約的（美國）計算機協會（Association for Computing Machinery， ACM）1966年決定設立圖靈獎（A.M. Turing Award），每年頒發一次專門獎勵那些對計算機事業做出過重要貢獻的個人。到目前為止，圖靈獎的頒發已經進行了51屆，共有65位科學家獲此殊榮。

圖靈獎的頒發幾乎覆蓋了計算機科學的各個領域，有硬件、有軟件、有理論、有應用、有語言、有編程、有系統、有網絡等等。細致一些從65位獲獎者的研究貢獻看，也體現出一定的領域集中度。其中獲得圖靈獎較多的四大領域包括：1. 程序設計語言領域在9個年份中有9位科學家獲獎；2. 密碼學領域在4個年份中有7位科學家獲獎；3. 計算復雜性領域在5個年份中有7位科學家獲獎；4. 人工智能領域在5個年份中有7位科學家獲獎。

2017年4月4日，國際計算機協會（ACM）在紐約宣布：2016年度的圖靈獎實至名歸地將授予身兼美國MIT教授和英國牛津大學教授的替姆·波訥思-李（Tim Berners-Lee），贊揚他創建萬維網（World Wide Web）及這項工作為社會發展和民眾生活方式改變所做出的重要貢獻。頒獎儀式將于2017年6月23-24日在舊金山舉行的ACM大會期間進行。包括20位圖靈獎獲獎者及其他計算技術領域的杰出人物將參加此次大會，他們將和與會者一起共同回顧圖靈獎設立以來走過的50年的光輝歷程，見證新一屆圖靈獎的頒發及波訥思-李所要發表的獲獎感言演講。

1955年出生的波訥思-李畢業于英國牛津大學，1976年取得了物理學的一等學士學位。1989年，當他在歐洲核子研究中心（CERN）工作期間提出了開發建設萬維網（World Wide Web）的建議。如今，（計算機和信息通訊）網絡已經深入到社會生活的各個方面，但在30年前，情形則完全不同，即便像在CERN這樣的高端單位，科學家們要分享關于粒子加速器的信息都是異常困難的。如何把已有的技術和概念組合并集成起來，建造可用的信息分享系統，這是實實在在的巨大需求和挑戰。為此，波訥思-李創造了多個集成工具，為萬維網的誕生打下了堅實基礎。和大多數其它圖靈獎獲得者不同的是，波訥思-李并非著作等身，也很難說他的理論建樹有多高。但他在統一資源標志符（URI：Uniform Resource Identifier），超文本傳輸協議（HTTP： Hypertext Transfer Protocol），網頁瀏覽器（Web browser）及超文本標記語言（HTML：Hypertext Markup Language）等方面的貢獻，無疑將永遠載入人類技術和文明進步的史冊。他于1991年8月6日發布的全世界第一個網站，"http：//info.cern.ch"必將成為既是有形又是無形的世界遺產。

替姆·波訥思-李的偉大之處還在于，他把他的思想無私地不索報酬地奉獻給了社會，沒有專利、沒有版稅！盡管他只有學士學位，但他被曼徹斯特大學、哈佛大學、耶魯大學等授予了名譽學位，被MIT和牛津大學聘為教授，被伊麗莎白二世女王封為爵士，被選為美國國家科學院外籍院士，時代周刊雜志將他列為20世紀100位最重要的人物之一。他值！

讓我們向圖靈致敬，向圖靈獎獲得者，特別向替姆·波訥思-李一級學士致敬！