蕭伯納編劇的《千歲人》劇照(1924 年)
舍爾伯尼的圖靈沉默寡言。院長喬弗雷·奧漢蘭看出來:“他不覺得需要改變自己的生活方式,他總是有自己的事情要做。”人們看到他用“兩根破蠟燭燒那些惡心的玩意”。而在圖靈眼中,那是高溫加熱蠟燭時產生的蒸氣,燃燒起來的顏色非常好看。他默默讀《相對論》和《物理世界的本質》。他覺得愛因斯坦最本質的東西,那就是他一直在懷疑。
然而作為一種知識界思維狀態的懷疑並不能被公學所理解。1927年聖誕節,校長寫道:“艾倫是個走到哪兒都讓人頭疼的孩子。某種程度上講,他是反社會的。”學校已經動了讓圖靈退學的念頭。
如果圖靈從公學被清退,他還有多大的概率成就日後的人生?幸運的是,這隻是個假設。也就是在1927年,圖靈第一次見到克裏斯托弗·莫科姆。莫科姆比圖靈大一歲,個子瘦小,金發。圖靈覺得:“好想再看一眼他的臉,太有魅力了。”
在男生寄宿學校,那些盥洗室裏的髒話、私下傳閱的禁書對圖靈進行了性啟蒙。就是在那兒,圖靈意識到了自己的秘密。莫科姆是他諸多同性愛人中的第一個,也是付諸最深感情的一個。他“崇拜他踩過的泥土”,覺得在他的襯托下,“別人看起來都黯然失色”。
可以揣測,圖靈之所以對莫科姆愛得熱烈,在很大程度上是因為這個不合群的邋遢小子終於找到了一個人,能夠分享他對科學的熱愛。克裏斯托弗的母親是約瑟夫·斯萬爵士的女兒。約瑟夫·斯萬1879年獨立於愛迪生發明了電燈。
他們的第一次搭訕就是從討論數學題開始的。克裏斯托弗的哥哥拉普特·莫科姆在蘇黎世的一家科研機構從事科研。克裏斯托弗和圖靈一樣,是一個勁頭十足的實驗者,他父母甚至在家裏給他建一個實驗室。這讓圖靈豔羨不已。他們在一塊兒上化學課。克裏斯托弗向圖靈介紹拉普特做的實驗:將碘溶液和亞硫酸鹽溶液放在燒杯裏混合,使碘在30秒後以一種特殊的狀態析出沉澱,液體會突然變成深藍色。兩位少年的好奇是如何延長這一化學反應的時間,其中涉及的物理化學知識和公式都在學校的教學大綱之外。圖靈樂此不疲:“我和克裏斯想知道時間與沉澱之間的關係……克裏斯已經做了一些相關實驗,我們對這些實驗期望很高,但結果卻很不幸地與理論不相符。在接下來的假期裏,我做了更多實驗,並提出了一個新理論。我把結果寄給他,於是我們在假期開始通信了。”
在信件裏,他們談薛定諤的量子理論,那時,這一理論問世剛剛3年。他們還討論天文學家詹姆士·簡爵士關於宇宙膨脹了一百萬倍的說法,並且提出了懷疑。那也是天文領域的最新研究進展。
一切對圖靈來說幾乎是完美的。但那時,圖靈並不懂得表達他的柔情。他在後來回憶:“有些時候,我尤其深刻地感覺到他的魅力。我總是在想,會有一個夜晚,他在實驗室外麵等我,我到了之後,他用他的大手拉著我,出去一起看星星。”
1930年2月6日,一些歌手到公學表演,圖靈和克裏斯托弗都在。這是離別之夜,克裏斯托弗馬上要去劍橋三一學院了。圖靈看著他,告訴自己,這不是最後一次見麵。但就是這天夜裏,克裏斯托弗的結核病爆發,被救護車送到倫敦。6天的痛苦折磨之後,2月13日中午,他死了。
舍爾伯尼公學似乎又變回了原來的樣子,但是圖靈卻改變了。他寫了好幾封信給克裏斯托弗的母親:“如果你能寄一些克裏斯的照片給我,我將感激不盡。他的照片可以作為榜樣,提醒我努力、細心、整潔。我很想念他的臉,還有他在小路上對我笑的樣子。還好,我保存了他寫給我的所有的信。”
在給自己母親的信裏,圖靈說:“我相信,我一定會在某個地方再次遇到莫科姆,在那裏,我們又可以一起工作。現在,我要暫時獨自前行,我不能讓他失望,就算物是人非,我也要保持一樣的幹勁,就像他還活著一樣。我隻有獲得成功,才能有資格享受他的陪伴。”
莫科姆是眾星捧月的優等生,公學體製的獲益者,圖靈看他如何為人處事,他做不到他那樣,但也早已不再和公學體係擰著幹了。他的期末成績節節攀升,連卷麵淩亂的習慣都糾正了過來,因為克裏斯托弗的考試成績“高得讓人絕望”。當初,聽說克裏斯托弗要報考劍橋三一學院,圖靈擔心兩人以後不能在一起,在信裏問他是否可以考慮一下其他學院。克裏斯托弗回信說:“親愛的圖靈……我個人更希望你能來三一學院,這樣我就可以經常看到你了。”
考上劍橋三一學院,為了這個目標,艾倫從一個小跟班,成了學校監督生、軍事訓練營小隊長。他在數學方麵的才華獲得了愛德華六世金獎。公學校刊裏這樣寫著:A.M.圖靈,他是近年來這個年齡段最卓越的男孩之一。
發現自我
圖靈沒有得到三一學院的獎學金。根據他的第二誌願,劍橋國王學院向他打開了大門。無論從哪個角度看,克裏斯托弗·莫科姆改變了圖靈的人生。而進入劍橋則是圖靈一生的幸運。
盡管當時的劍橋依然十分保守:大多數學生來自公學,很少數來自中產階級下層;學校有嚴格的製度,晚上23點後宵禁,日落後要穿長袍,無長者陪同時不能接觸異性。但圖靈的個人自由得到了尊重。劍橋宿舍的房間有兩個門。按照傳統,外門如果關著,就說明主人不在,或者不希望被打擾。圖靈有了自己的獨立空間,再沒人能侵入他的地盤對他指指點點了。
歪打正著,國王學院的風氣尤其適合圖靈。這兒以純粹的道德自治權著稱,用約翰·梅納德·凱恩斯的話說:“……我們完全推翻了普適的道德準則,我們宣布,有權根據具體情況來判斷什麼是道德。我們要推翻所有的傳統道德和觀念,我們是嚴格意義上反道德主義者。我們需要認真考慮,什麼是真正值得擁有的,我們不存在道德上的責任,沒有義務去承認或遵守它……”
在國王學院,天才有權利享受普通樂趣。一些老師積極努力,打破身份的界限。學院每年招收的學生都少於60人,這個小圈子的氛圍融洽,十分強調善意寬容的人際關係。在這兒,圖靈隻需要最大限度地做好自己。
在劍橋,圖靈沒有加入一些熱門的社團。他沒法融入那種讀劇本、探討文化和道德哲學論文的聚會。但他在劃船俱樂部裏待得舒服,甚至有了自己的政治生活。1933年,圖靈寫信給母親,提到他想在放假時去蘇聯待一陣子,說自己加入了一個叫作“反戰委員會”的組織,主要計劃是在政府發動戰爭時,組織軍火和化工行業罷工。對於圖靈來說,反戰的政治目的是次要的,他要表達的是質疑權威的決心。那時,他還愛上了看戲劇,最喜歡蕭伯納的《千歲人》。蕭伯納筆下的角色說:“拋開那枯萎的宗教和乏味的科學吧,掌控自己的生命,我們可以盡情地在花園中嬉戲,直至時間讓我們進入墓園。”舞台上那種不靠“正統道德”,而是依靠內心信念的真實的人,正中了圖靈的內心。
他再次墜入愛河。對方是肯尼斯·哈裏森,一位與圖靈同級的國王學院獎學金獲得者,攻讀自然科學榮譽學位。和克裏斯托弗一樣,他也有金色頭發、藍色眼睛。過去,圖靈將自己對克裏斯托弗的愛,掩藏在信紙上那些恭敬正式的法文套話背後,而這一回,圖靈敢於直截了當地表達自己的感情了。
當然,這一切自信的基礎是圖靈找到了自己的學術歸屬。他和純數學成了朋友。他的天賦和努力獲得了前所未有的承認。1932年1月,圖靈興奮地寫道:前幾天我令一位導師非常高興,因為我證明了一個定理。他說在我之前,該定理隻被謝賓斯基用一種非常複雜的方法證明過。“我的證明相當簡單,勝過謝賓斯基一籌。”等到1934年學業結束時,他獲得了國王學院的研究獎學金,每年200英鎊,而且他可以留下來爭取研究員職位,這是他孜孜以求的夢想。
僅一年後,1935年春天,在研究員推選中,凱恩斯、庇古和學院院長約翰·謝帕德都給圖靈投了讚成票。22歲的圖靈,擁有研究員職位,3年中每年有300英鎊的收入,不用交稅,在劍橋定居,有良好的住房條件和飲食福利,並且可以在高級餐桌進餐。第一天,他就跟院長玩牌,贏了一些先令。
此時的圖靈精神昂揚,他為人不再那麼拘束,還有了一點風趣和幽默。他愛玩橋牌,愛喝啤酒,一次可以喝下一品脫。他喜歡到市場和街道上閑逛,有一次他在倫敦的法靈頓路上撿到一個小提琴,為此還饒有興趣地學了一些課程。在研究員工作之餘,他管理三一學院的本科生。學生們會到訪圖靈的房間,看看國王學院的古怪天才究竟是什麼樣子。那個房間裏有雜亂的書籍、筆記、未回複的信件。牆上掛著各種各樣的紀念品——有克裏斯托弗的畫、雜誌上性感的男人圖片。而圖靈會抱著一隻泰迪熊坐在爐火旁,前麵放一本書。“這熊今天早上很搞笑。”他總是這樣問候他們。那隻泰迪熊是圖靈1934年聖誕節時找母親要來的禮物——他內心深處的孩童般的自由天性更加肆意了。
就是在這樣的青春得意中,圖靈迎來了自己的學術裏程碑。1935年初夏,圖靈像往常一樣在午後沿著康河長跑。從1927年在公學時開始,他就愛上了跑步。這項運動不需要與外界發生關係,是“不合群”者的天然選擇。最初,他跑得不是很快,因為扁平足,他的步伐和姿勢也不好看。但他的意誌力讓他培養了很好的耐力。安德魯·霍奇斯說,圖靈愛上跑步一方麵是因為他渴望回歸自然,另一個更重要的原因是他想通過跑步達到體力透支,以此來壓抑生理和心理上的性渴望。
及至劍橋,跑步於圖靈的意義顯然不再沉重。在這個初夏的午後,跑完步的圖靈在格蘭徹斯特的草地上躺下休息。他突然想到如何回答數學家希爾伯特提出的著名問題——數學是可以判定的嗎?那一瞬靈感的牽引下,1936年4月中旬,圖靈向紐曼提交了論文《論可計算數及其在判定問題上的應用》,證否了數學的可判定性。在這篇論文的一個腳注中,他詳細地描述了圖靈機——一個用來研究數學的輔助模型。
同樣是在這一天,大洋彼岸,普林斯頓的美國邏輯學家阿隆佐·丘奇也發表了他的證明。圖靈的論文讓紐曼感到十分震驚。他的證明方法比丘奇更為直截了當。在與丘奇的通信中,紐曼提出安排圖靈去普林斯頓學習:“我要指出的是,圖靈的工作完全是獨立完成的,沒有任何人給予他任何指導或評論。重要的是,不能讓他孤芳自賞,他應該盡快與該研究方向的先驅學者取得聯係。”
圖靈覺得這是個好主意。他原本計劃買一艘帆船作假期娛樂,但最終決定攢錢去美國。
在普林斯頓,圖靈的生活算不上豐富多彩。他和來自牛津大學的兩位學者交往,愛上了曲棍球,他們每周在一起玩3次比賽。圖靈有心關注了辛普森夫人和愛德華八世的八卦。他甚至專門搜集了剪報寄給母親,並在信中和她討論這場沸沸揚揚的緋聞。在當時的英國中上層階級,人們普遍認為這是國王對國家的背叛。但圖靈卻說:“我不明白人們為什麼要幹涉國王的婚姻。也許國王不該和辛普森夫人結婚,但這是他的私事。我不接受主教的說法,我也不認為國王需要承但什麼。”
總體而言,新大陸讓圖靈失望了。
初到普林斯頓,圖靈在學術上相當自信,他在寄回家的第一封信裏毫不客氣地點評說:“這裏的數學係沒有辜負我的期望,有很多最傑出的數學家:馮·諾伊曼、懷爾、柯朗、哈代、愛因斯坦、萊夫謝茨,還有其他一些人。不幸的是,哥德爾、克林、羅瑟和博內斯都離開了。我隻在乎哥德爾……而博內斯,從他的文章來看,他已經有點落伍了。”
但圖靈並沒有得到他想象中的重視。愛因斯坦偶爾會出現在走廊上,但幾乎不和別人交流;馮·諾伊曼對圖靈的思想感興趣,但他關注的領域太多:量子力學、流體力學、博弈論……圖靈機隻是其中一個。丘奇邀請圖靈在數字俱樂部演講,談談他的《可計算數》論文。這次活動讓圖靈十分沮喪。“出席的人非常少。”他斷定,“你必須名氣很大,才會有很多人來。比如這周是G.D.伯克霍夫的講座,他很有名氣,屋子都坐滿了,但實際上他講得很不靠譜,後來大家都覺得很可笑。”1937年1月,《可計算數》終於正式發表了,但幾乎沒有引起什麼反應。在給朋友的信中,圖靈非常悲傷地說,這讓他曾經想到了自殺。
懷著一點衰敗殖民帝國的高傲和不甘,他抱怨美國人的生活方式很討厭,“你找不到一個真正意義上的浴缸”。當一名卡車司機把自己油膩膩的手搭在他肩上和他搭話時,圖靈被這種“粗魯”嚇了一條。更重要的是,他無法融入普林斯頓生活,不能理解美國學術圈裏的人際交往。一次,圖靈寫信給母親:“丘奇前幾天晚上帶我出去吃晚餐。同座都是大學的人,我覺得交談挺令人失望的。他們基本上隻談他們來自哪個州,沒有別的內容,還聊了一些旅行景點,反正我覺得十分無聊。”
與劍橋的傳統精神氛圍完全不同,普林斯頓是財富創造的知識世界。科學家在這裏必須善於爭取資金、運用財富。這要求他們爭強好勝、拋頭露麵。數學係的領袖馮·諾伊曼是個中翹楚。他出身於富有的猶太商人家庭,自小就對金錢和人際關係拿捏得當。22歲那年,他通過了大衛·希爾伯特坐鎮的數學博士答辯。據說,整場答辯希爾伯特隻問了一個問題:“我從來沒見過這麼漂亮的晚禮服,你的裁縫是誰?”
在普林斯頓,馮·諾伊曼拿到的薪水是他在德國時候的8倍。他每年換一部新凱迪拉克轎車,總是穿一身筆挺精致的西裝。一到周末,他就請教授們上他的豪華大宅喝酒跳舞。而當醉倒的客人第二天早晨醒來的時候,馮·諾伊曼已經看過好幾篇論文了。
對國王學院出身的圖靈來說,這一切都不可想象。他常年穿一件套頭衫。他不明白真理和金錢的關係。在他看來,“推銷似的宣傳學術是一種恥辱”,那些憑借學術而獲得某種頭銜或名氣的人全都是“騙子”。兩年後,圖靈從普林斯頓博士畢業,馮·諾伊曼提出,以年薪1500美元聘圖靈做自己的助手。圖靈很果斷地拒絕了。
劍橋大學國王學院(攝於1930 年)
普林斯頓和馮·諾伊曼對圖靈產生了多大影響?圖靈本人並沒有給出答案。但在給母親的一封信裏,他提到了一個關鍵性的想法:“你經常問我數學的各個分支有什麼用。我剛剛發現,我現在的研究可能有一種用處。它讓我認識到什麼是最通用的加密方法,它使我能夠構造很多特殊、有趣的密碼。其中有一種的加密速度非常快,而且如果沒有密鑰是不可能解開的。我想以可觀的價錢把它賣給英國政府,但不知道這是否有違道德。你怎麼想呢?”
圖靈提出這個問題,實際意味著,他和劍橋的傳統分道揚鑣了。在那兒,人們信奉哈代的學術倫理觀:“真正的數學家的真正的數學,比如費馬、歐拉、高斯、阿貝爾和黎曼的數學,幾乎都是完全沒有用的。不能以用途為標準,來評價真正專業的數學家……在現代,應用數學最偉大的成就,就是相對論和量子力學,而目前無論在哪個層麵,這些科目都幾乎和數論一樣沒用。這是應用數學最基本的部分,也是純數學最基本的部分,正是這個部分,才是最重要的。”哈代堅持認為,有用的數學在任何情況下都是弊大於利,因為它總是被用於軍事。
而在美國,蘭斯洛特·霍格本從社會和經濟效益來詮釋數學的觀點占了上風。《可計算數》為何沒有得到應有的重視?安德魯·霍奇斯分析說,這主要是因為圖靈的論文仿佛“晦澀的德國哥特式的叢林”,“能夠讀到最後的人,往往是在某個領域進行實際計算的應用數學家,比如天體物理或者流體力學,他們需要解很麻煩的方程。可是他們讀完便發現,這篇論文幾乎沒有用,因為它並沒有談到如何在實踐中製造這種機器”。
很可能,圖靈並沒有明確意識到這些問題,隻是跟著自己的直覺改變了研究方向。大概是在1937年的秋天,圖靈已經警覺,德國可能會引發一場戰爭。他那時每周都會收到從英國寄來的刊物《新政客》,其中會有一些關於德國內外政策的文章。
對圖靈來說,軍事工作隻是為了有趣,並不是為了什麼責任感,但他已經開始抽時間研究密碼學。他想到,通過一個約定的密碼手冊,可以把單詞轉化成數,這樣就可以把一條信息轉化成一串二進製數。為了讓敵人即使掌握了密碼手冊也不能破解信息,就要把這個代表特定信息的數,乘以一個非常大的密鑰數,然後傳輸它們的乘積。這個密鑰數的長度,可以根據需要來設定,應該保證在一個德國人每天用台式計算器工作8小時的情況下,需要花費100年才能算出這個密鑰。
布萊切利公園某工作小屋內的陳設
在這個構想的驅動下,圖靈設計了一個實實在在的電動乘法機,並為此自己製作了一個市場上買不到的繼電器開關。普林斯頓的物理係有一個很小但是很不錯的機械加工間,僅供研究生使用。朋友麥卡姆·麥克菲爾違規把鑰匙借給了圖靈,教他使用車床、鑽機、衝壓,告訴他怎麼操作才不會切斷手指。這次嚐試的成功讓圖靈十分高興。
這個數學上並不高級的計算乘法的機器使用了二進製進行實際運算。圖靈第一次切實地嚐試,由一個輸入終端,用電流形式將數字表達給機器。這意味著“他越過了數學與工程、邏輯與物理之間的界線,他開始麵對這個實體的世界了”。
避風港
1938年,圖靈帶著自己用麵包板做的乘法機回到英國。前一年,英國政府已經開始重視德國方麵的無線通信量增長。他們意識到,政府編碼與密碼學院這個老部門不但人手不夠,在現代密碼破譯技術上也已經遠遠落後於德國。德國人的新型謎機成了英國情報問題的核心。
為扭轉局麵,政府決定雇傭60名密碼專家。艾倫·圖靈就此走入了時代的舞台中央。安德魯·霍奇斯猜測:政府編碼與密碼學院的艾德考克教授自1911年來就是國王學院的研究員,圖靈曾在國王學院的高級餐桌上談過關於密碼的問題,得到了艾德考克的關注。波蘭的數學家們已經對德國人進行了研究,開發設計了第一代破解密碼的“炸彈機”。但他們失去了進一步推進研究的能力,圖靈們的目標,就是以此為起點,追趕德軍不斷複雜化的加密係統。
圖靈如何看待自己的新工作?有一次他說,在戰前,我的工作是研究邏輯,業餘愛好是密碼分析,但是現在卻反過來了。圖靈並不是一個正義感爆棚的人,他的自由意誌並不要求他對國家盡忠。一個有趣的小故事是,在戰爭初期,圖靈就開始擔心戰後的資本征收,考慮保護他的積蓄。他花了250英鎊,買了兩塊銀錠,用一輛破舊的嬰兒車,把銀錠運到紳利附近的樹林裏。一塊埋在樹林裏,另一塊埋在橋下的河床裏。他寫了一份找回銀錠的指南,並把它編碼成密碼。有一份指南被裝進一個瓶子,埋在另一座橋下。他還考慮過一旦英國淪陷,他將如何生活。他還對同事彼得·吐溫透露了計劃──買一箱子剃須刀刀片,日後用來販賣。
1943 年6 月12 日,BBC 歐洲服務控製室的工作人員正在接收信息
在一次閑談中,人們說起為什麼有些科學家仍然要為德國工作。圖靈認為,科學家會把精神全部集中在科學研究的內容上,並無暇考慮其意義。事實上他就是這樣做的。但是他也承認,納粹確實刺激了英國科學家的工作。對圖靈,一個更尖銳的刺激是:德國秘密警察首腦希姆萊嘲笑英國情報局任用同性戀者,而且特意諷刺說,德國的人才實在沒有能力嚐試如此有特色的行為。無論如何,圖靈是為自己的工作感到驕傲的:圖靈夫人在1941年秋天見到了兒子。他試著暗示她,自己在做一項很重要的事,有100來個女孩在為他工作。