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奠基计算机理论的师徒

计算机理论是研究电脑的运算能力与极限的一门学科。在1970年代,计算机理论对台湾学术界而言,是沙漠荒地。

我于1985年服完兵役后,赴美国的华盛顿大学攻读计算机科学博士学位。华大计算机科学系以计算机理论着称,充满未知宝藏,让我深深体会自己学识的浅薄。

入学第一年,因为对学科基础完全没有概念,只好一切重头来。我还记得上程序语言的课,首度以LISP语言写作业。这语言是人工智能之父马卡西(John McCarthy; 1927~2011)的发明,美国学生人人皆知,只有我第一次见识到。

于是别人花1个小时就能写完的LISP作业,我必须花上1天或更多的时间,重头学起才能完成。

在计算机理论方面,我的认知几乎是空白。记得那一年修正规语言 (Formal Language)课程,由举世闻名的计算机理论学者Paul Young教授执教。他留着一脸烙腮胡,讲话时声音由胡子后面冒出来,似乎有不少字母被胡子卡住,即使我竖起耳朵,仍然听不清楚。他的黑板字一样糟糕,26个英文字母,我分辨不到7成。Professor Young自己也承认常常认不出自己写的字。他在课堂上介绍「邱奇 」(Church)、「图灵 」 (Turing),美国同学都颇有体会,赞叹点头;对我而言,却是郭公夏五,不知所云。感觉上整个班上是谈笑有鸿儒,而往来却只有我一个白丁。下课赶紧去图书馆查阅「邱奇」、「图灵」是何方神圣。

美国数学家邱奇(Alonzo Church, 1903~1995)精研数学逻辑,对计算机的理论有重大贡献,一直影响着计算机语言的设计。

经由邱奇的研究,我也认识被称为美国最伟大的逻辑学家皮尔士(Charles Sanders Peirce; 1839~1914) 。他创建符号学分支的逻辑学,并发现逻辑运算可以用电子开关电路完成,预见电子计算机的可能性。皮尔士的文章艰涩难读。他发明「实用主义」(Pragmaticism)一词时也很坦白的说「这个词长得够丑,不会被绑架。」结果大夥受不了他的艰涩文字,硬是将Pragmaticism砍成Pragmatism。

图灵 (Alan Mathison Turing, 1912~1954)是邱奇的学生,发明图灵机 (Turing Machine),能以抽象的数学表现出演算法。

图灵被誉为现代计算机科学之父。他在二次大战时设计发展出「巨像」(Colossus)计算器,很有效的破解德国Enigma口令。时代杂志将他选入20世纪最有影响力的100 人之一。信息界的诺贝尔奖以他命名,称为图灵奖。图灵是同性恋者,而在他的年代,同性恋被认为是病态且犯法的。因此他被起诉定罪,毁掉事业,没多久就去世。这是信息界最大的损失。

邱奇、图灵等人引领计算机理论多年,直到20世纪初量子力学的发展,将粒子波函数引入数学运算的概念。粒子波函数可以同时计算多重状态,开创量子计算机的可能性。当新一代计算机理论的成熟实用时,我应该已经退休了。

现为国立阳明交通大学资工系终身讲座教授暨华邦电子讲座,曾任科技部次长,为ACM Fellow、IEEE Fellow、AAAS Fellow及IET Fellow。研究兴趣为物联网、移动计算及系统模拟,发展出一套物联网系统IoTtalk,广泛应用于智能农业、智能教育、智能校园等领域/场域。兴趣多元,喜好艺术、绘画、写作,遨游于科技与人文间自得其乐,着有<闪文集>、<大桥骤雨>。