破解納粹密碼的英雄,也因同性戀備受歧視——艾倫圖靈的傳奇一生

破解納粹密碼的英雄,也因同性戀備受歧視——艾倫圖靈的傳奇一生
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我們想讓你知道的是

圖靈在世界史上具有核心地位,然而如果把他的人生劇場描繪成權力遊戲,或者以二十世紀的傳統政治議題框架他的故事,那會是一種誤導。確切的說,他個人的心靈自由,包括他的性取向,才是真正重要的。

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文: 安德魯.霍奇斯(Andrew Hodges)

在邏輯與物質的世界

二○一一年五月二十五日,美國總統奧巴馬在英國國會演講中,舉出三位對科學有貢獻的英國人:牛頓、達爾文和艾倫.圖靈。名氣不一定能正確衡量出一個人的重要性,政治人物也無法授與崇高的科學地位,然而奧巴馬的選擇顯示,大眾對於圖靈的認可,比起一九八三年本書首度出版時高出許多。

一九一二年六月二十三日誕生於倫敦的圖靈,如果沒有在一九五四年六月七日了結自己的性命,很可能他會活著聽到奧巴馬的讚詞。圖靈喪生於一個截然不同的世界裡,當時英國國會廳堂上無人提及他的名字。即便如此,在祕密的圈子裡——艾森豪與邱吉爾仍然掌控的圈子裡;美國「國家安全局」(NSA)和英國「政府通訊總部」(GCHQ)的名字只能竊竊私語的圈子裡,艾倫.圖靈享有獨特的地位。一九四二年,美國勢力超越英國時,圖靈是首席的祕密工作人員,他的科學家角色於一九四四年六月六日達到高峰,距離他結束生命剛好十年。

他不像同時代知識分子界定的那麼政治,不像他們環繞著與共產黨結盟或不結盟打轉。他有一些朋友和同事的確是共產黨員,不過這不是他關注的議題。順帶一提,我們同樣找不到以金錢為動機的「自由企業」(從一九八○年代開始被膜拜),在其故事中扮演了任何角色的證據。

確切的說,他個人的心靈自由,包括他的性取向,才是真正重要的。心靈自由這個問題在一九六八年之後,獲得遠甚以往的重視,而一九八九年之後又更加熱門。除此之外,純科學的全球效應衝破了所有國家的疆界,純數學的永恆本質也超越了他生活在二十世紀的時間限制。當圖靈於一九五○年回歸質數問題時,質數和他在一九三九年離開時一樣,絲毫沒有改變。戰爭與超級強權都改變不了質數。如同數學家哈代(G. H. Hardy)的名言:「它們就是如此。」這就是數學文化,這就是他的人生,對於鐫刻了文學、藝術或政治模板的心靈來說,或許很難理解。

然而要在緊急時刻保持超然並不容易,因應一九三九年英國面對的生死存亡威脅,科學界頂尖的頭腦紛紛接受徵召,盛況著實驚人。與納粹德國的鬥爭不只需要科學知識,還要求最尖端的抽象思考,因此圖靈在一九三六到三八年期間,安靜地進行邏輯學研究,終於讓他在代碼和密碼的戰爭中大顯身手,也成為眾多反法西斯的同代人之中,最有成效的反法西斯戰士。

值得注意的是,物理學界也有一段平行歷史,圖靈幾乎可以類比於原子彈之父歐本海默(Robert Oppenheimer)。一九三九年遺留下來的這項資產尚未結清,因為政府的祕密目標無縫接軌到今日的知識界和科學界,所以這項事實罕見評論。

圖靈人生故事的核心元素,即一九三六年的「通用機」,後來成為一九四五年的「通用數位電腦」,同樣超越了時間限制。通用機是圖靈一生聚焦的革命性觀念,但是並非憑空出現,這個想法源自他賦予舊的演算法概念(或機械性程序)新的精準公式。因此他能自信地表示,所有的演算法,所有可能的機械性程序,都可以在通用機上執行。他的公式立刻以「圖靈機」之名為人所知,而今日我們不可能不把圖靈機看成是電腦程式或軟體。

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Photo Credit: Jon Callas CC BY 2.0

現在或許已經太理所當然了,電腦可以取代其他機器,無論是記錄、攝影、平面設計、印刷、寄信、通話或音樂,只要寫下並執行適當的軟體,電腦就無所不能。似乎沒有人會驚訝於工業化的中國可以和美國一樣,使用相同的電腦。然而電腦能夠如此普及絕非明顯可見的趨勢,在一九三○年代,沒人能清楚預見這樣的前景。光是數位科技還不夠,通用型電腦必須能夠儲存和解碼程式。這就需要無法簡化的複雜邏輯,唯有透過非常快速且可靠的電子來執行,才會具有實用價值。這套邏輯就是通用機的數學概念,首先於一九三六年由圖靈發展出來,一九四○年代透過電子來執行,現在則是經由微晶片體現。

在一九三○年代,只有非常少數的數理邏輯學者能夠欣賞圖靈的觀念。而在這群人當中,也只有圖靈有付諸實現的迫切渴望,只有他能夠把研究焦點從一九三六年的純粹定義轉移到一九四六年的軟體工程——「每一道已知的程序都必須翻譯成指令表的形式……」。圖靈一九四六年的同事唐納.戴維斯(Donald Davies)後來發展出這樣的「指令表」(圖靈稱之為「程式」),用來「封包交換」(packet switching)。這些指令表慢慢發展成「網際網路協議」(IP)。

電腦工業的巨頭並未看到網際網路的來臨,不過圖靈的通用觀念拯救了他們,一九八○年代的電腦不需要經過重新發明就能承擔新的差事。它們需要的是新的軟體和新的周邊設備;它們需要較快的速度和較大的儲存空間,不過基本原則沒有改變。這項原則或許可以描述為資訊科技的法則——所有的機械性程序,無論多麼荒唐、邪惡、瑣碎、浪費或無意義,都可以放在電腦上執行。於是又回歸至一九三六年的圖靈。

無論是毀是譽,艾倫.圖靈的名字不是一開始就和這項科技革命綁在一起,部分原因是他在一九四○年代並未有效發表他的研究。科學會吸納和襲奪個人成果,尤其在數學領域,圖靈浸淫於這個不具名的文化裡,儘管他因為沒有獲得認真看待而感到挫折,但從未嘗試建立自己的名聲。事實上,他的競爭心表現在馬拉松賽跑上,甚至有接近奧運會出賽資格的水準。圖靈沒有寫出「計算機的理論與應用」的專題論文,如果寫了就可以奠定他在戰後出現的電腦世界的聲名。頂尖的數理邏輯家馬丁.戴維斯(Martin Davis)自一九四九年以來,努力發展圖靈的「可計算理論」,而且成效卓著。

二○○○年,戴維斯出版了一本書,實質上正是圖靈在一九四八年可能寫下的那本書。他的著作解釋了一九三六年通用機的起源,說明這臺機器如何演變成一九四五年的「內儲程式計算機」,並且舉證歷歷;約翰.馮紐曼(John von Neumann)建構他較出名的計畫時,必定參考了圖靈一九三六年的研究。圖靈最後發表的文章是關於「可計算性」的論文,一九五四年刊載於《科學新聞》(Science News)。這篇論文顯示,寫這樣的分析對他而言是駕輕就熟。然而即使在毫無爭議是他所發現的領域上,圖靈對自己領先的部分都略而不提。

網路上的搜尋引擎以驚人的速度和效率運作,靠的就是演算法,和圖靈機相去不遠。搜尋引擎也傳承了圖靈用來破解「恩尼格瑪密碼機」的那套演算法,也就是運用繁複的邏輯、統計學和平行處理,在這方面圖靈乃是先驅。圖靈的演算法就是打開「第三帝國」大門的搜尋引擎。然而,對於其後證明可以克服一切難題的發現——所有演算法都能有系統地寫成程式,而且在通用機上執行——圖靈並不企求,也沒有獲得多少公眾的讚譽。他明確宣示的,反而是他稱之為「智能機器」的主張,不過在一九五六年之後我們改稱為「人工智慧」了。

這項野心更大也引起更多爭議的研究計畫,並未像圖靈所希望的那樣發展,至少到目前為止還沒有。為什麼圖靈在人工智慧方面如此公開表態,對於鞏固自己在演算法上的大師地位,同時是程式設計的創始者卻不太在意?部分原因是,對圖靈來說人工智慧才是根本的科學問題。心智與物質的謎團是他最深切渴望追索的問題。然而在某種程度上,他必然受害於自己不得張揚的成功。他對於情報戰爭中的演算法知之甚詳,也知道這場戰爭創造出邏輯與電子之間的關鍵連結,然而陷入情報戰箝制了他的風格,也限制他的溝通。圖靈在一九四六年的報告中,小心翼翼地提到加密演算法的重要性,所帶來的抑制必然影響了後續所有發展。

直到三十年後,戰時圖靈在布萊切利莊園進行的密碼分析,其深度和廣度才洩漏出來,於是我們才能嘗試認真評價艾倫.圖靈的一生。此時正好遇上密碼學理論大爆發拓展成電腦科學,再加上全面重新評價第二次世界大戰,以及一九七○年代性解放的衝擊。必須先發生一九六八年的社會革命——那是圖靈所期待的,他的故事才能獲得解放。(即使如此,英國在一九九○年代審查法與軍事法才出現變革,直到兩千年才確立平等的法律原則。而二○一一年終止的「不要問不要說」原則,顯示第八章的議題在美國軍隊一直是不能說的禁忌。)

圖靈的故事透露了這個解放過程最初的力量出現在一九五二年的挪威,因為他聽聞的「只有男性的舞會」,大概是由剛萌芽的斯堪地那維亞同志組織策劃安排的。除了下冊三八四頁提到的同志主題小說,諾曼.勞特利奇(Norman Routledge)於一九九二年回憶道,圖靈是如何期待他閱讀安德烈.紀德(Andre Gide)的法文版原作。遺憾的是,他寫給琳恩.紐曼(Lyn Newman)的書信沒有保存下來。

信函的內容可以從琳恩一九五七年寫給朋友的信中略窺一二:「親愛的艾倫,我記得他如此直白又悲傷地跟我說:『我就是無法相信,和女孩上床與和男孩上床一樣美好。』而我能說的只是:『我完全同意你——我也更喜歡男孩。』」這段交談當時只流傳在小心謹慎的圈內人之間,現在則可能成為電視談話節目的笑哏,與他著名的「模仿遊戲」中的機智問答相映成趣。不過圖靈毫無遮掩的坦白來得太早,早了好幾個世代。

要想像那個時代的敵意和汙名並不困難,因為無論在非洲、中東或美國,這種憎恨和恐懼仍是主要的文化和政治力量。比較難以想像的是,在那個世界不僅迫害得理直氣壯,還認為是天經地義、不容質疑。圖靈面對著無法化解的反諷,他對誠實的要求衝撞了兩件事─國家安全和同性戀,這是一九五○年代最令人焦慮的問題。

毫無意外,結果證明一個腦袋無法同時包容這些事。他的死亡成為歷史的暗角,沒有人(除了他那位不凡的母親)願意談論。我將這些元素融合為單一的敘事,在一九八三年當然遭到批評。

不過「我們已經改變了一切」,從那之後,圖靈的生平和死亡與其他科學界重要人物一樣,聞名於世。休.懷特摩爾(Hugh Whitemore)的劇本《破解密碼》(Breaking the Code)是根據本書改編,由頂尖的演員搬上舞臺,擴大了公眾的接受度。這齣戲讓圖靈的一生成為一九八六年大受歡迎的故事,一九九七年的電視版本又推升其知名度。時代發展至那時,電腦網路已經改變個人隱私的開放程度。

奇特的是,圖靈預期到他的科技在這方面的運用,透過「模仿遊戲」中驚世駭俗的簡訊傳送暗示了世人。用曼徹斯特電腦來撰寫情書,關於挪威青年的訊息也以古怪的電腦列印方式呈現,在在顯示圖靈已經樂此不疲,把握機會和同好進行電子溝通。

二○○九年,英國首相布朗(Gordon Brown)發表聲明,為圖靈的審判和一九五二到五四年的刑罰道歉。從更寬廣的視野來看,我們見識到圖靈如何祕密協助我們轉變戰後歐洲公民社會的價值。這份道歉聲明透過風起雲湧的網路請願爭取得來,這在一九八三年是不可能的事,然而當時已露出端倪,這是「功能強大的微型電腦」所能帶來的變化。

在總結的〈作者評註〉中,我的評論反映出關於未來修訂版的可能性。而且的確,從一九九五年開始,我的網站提供了與時俱進的資料。令人訝異的是,這麼大部頭的書從一九八三年之後能夠持續不斷印刷出版。或許傳統的一大疊紙張仍然可以做到的一件事是,讓讀者浸淫在聽故事之中,而這項耗費時間的經驗肯定是我能夠提供的。

身為敘事者,我採取「潛望鏡」的觀點,只是比圖靈悶著頭前行的人生旅程,多往前看到了一點點,並穿插少數預言的片斷。撰寫這本書時我謹記在心,現在看來已成過去的一九四○和五○年代,曾經是完全未知的未來。這項書寫策略需要的是不一定成立的信心,寄望讀者願意費神讀完比較瑣碎的細節,即圖靈的家族背景和早年生活,之後作者才會提供理由,假定這樣的一生具有重大意義。而結果令人欣喜,因為文本不會停留在「我們現在已知的」斷言而過時。

經過三十年之後,我要如何重新評價圖靈純科學方面的成就及其重要性?這本書不嘗試追索一九五四年之後圖靈的遺澤,那會是太過龐大的任務。自然而然地,不斷拓展的科學發現一定會持續推升圖靈成就的新評價。他的「型態生成學理論」,二○○○年之後研究人員較為積極探索的是物理化學機制的層面,而現在則需要更多的材料來建立各種不同的路線和模型。

另外,圖靈結合由上而下與由下而上的路線來鑽研人工智慧的策略,以及他在一九四八年草繪的神經網絡也獲得重視,產生了新的意義。從一九七○年代開始,科學與科技歷史的挖掘在質與量上大爆發,同步出現的是關於圖靈的論文有許多詳細的研究。在圖靈百歲的二○一二年,這個現象達到高峰,我們見識到科學界頂尖人物提出的新分析。圖靈的著作前所未有的普及,一九八三年乏人問津的論點,現在則是熱烈辯論的主題。

但是我不會採取截然不同的觀點。我把這本書劃分為「邏輯」和「物質」兩部分已經非常激進,反映出我拒絕傳統上把圖靈描繪成純粹的邏輯學者,我對他的刻劃是,從來沒有脫離且愈來愈涉入物質世界的本質。現在我有更強的信心堅持這項基本看法。一九三六年圖靈得出的觀念借重了對量子力學超過一般的認識,現在看來更是有趣的連結,因為一九八○年代中期之後,量子計算和量子密碼學已經成為圖靈觀念的重要延伸。

同樣地,圖靈人生最後一年重燃起對量子力學的興趣,這件事的重要意義在下冊四二五頁的超長註解中正確地指出了,現在我們可以將此更密切地連結到他於一九五○和五一年關於電腦和心智的論證。這些議題從一九八九年開始竄起,當時羅傑.潘洛斯(Roger Penrose)討論了圖靈發現的「不可計算數」的心智有何重要意義。潘洛斯本人提出的答案,將圖靈機與量子力學的嶄新觀點連結在一起。

如果是現在來寫這本書,我會比較關注於目前所稱的「邱奇-圖靈論題」上(Church–Turing thesis)。圖靈是否認為,「可以計算」的範圍包括任何實體能執行的一切事情?將這點放入他對於心智抱持的哲學來看,代表什麼意義?在這方面,阿隆佐.邱奇(Alonzo Church)在一九三七年針對圖靈論文的評論,其重要性超過我當時的領會。圖靈在何時毅然轉移焦點,關注演算法可以做到的極限?現在我會把決定性的時刻,從一九三六年移到一九四一年。

圖靈關於「不會錯誤」的論證值得更多的分析,此外他運用的「隨機」元素,以及書中零星出現他對於思考和行為的概括陳述,也應該多加探討。不過,更敏銳地觀照到這些問題並不會帶來多少新答案,只會使得「究竟圖靈的腦袋在想什麼」的問題變得比較急切罷了。

關於他祕密的戰時工作,現在可以取得的資料確實細節多了很多。即使在一九九二年「Vintage」版本的序言中,也提供了新的資料,那是來自辛斯利(F. H. Hinsley)撰寫的三大冊英國情報部門官方歷史。不過在一九九○年代中葉之後,英、美兩國關於二戰密碼分析的原始文件開始正式釋出,已經有可能獲得比辛斯利提供的細節更多,借此來闡明內幕故事。出土資料再再證實了布萊切利莊園的工作成績斐然、意義非凡,而圖靈身為首席科學家,功勞不在話下。現在莊園已是著名的觀光勝地,然而莊園為我們上的一課——理性和科學方法是當今的英雄─並沒有真正獲得理解。

公開的文件顯示, 為何圖靈可以在一九三九年十一月一日宣布: 「目前在萊奇沃斯(Letchworth)打造的機器,與波蘭的『炸彈機』(Bombe)相似,但是大多了(超級炸彈機)。」「超級」二字所表明的重大進展,因為缺少可以敘述的細節來支持,這是我的解釋無法加以彰顯的關鍵性突破。一九四○年圖靈在關於破解「恩尼格瑪」方法的報告中,釐清了自己如何取得進展,他稱之為「平行掃描」。

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Photo Credit: Maksim CC BY-SA 3.0

這一切在目前布萊切利莊園博物館重建的「炸彈機」上實質運作。除了文件公開,密碼分析團隊的原始成員也寫出完整的技術細節,例如讓德國海軍的恩尼格瑪密碼機難以破解的「雙字元表格」,以及統計學上的「班伯里方法」(Banburismus method)。超級快速的炸彈機、羅倫茲密碼(Lorenz cipher)的破解,以及現在著名的巨像機(Colossus)皆開放研究,許多部分都要歸功已故的東尼.賽爾(Tony Sale)承先啟後的工作。關於本書的描述現在看來有些模糊了,書中沒有更多破解密碼的技術問題需要解釋,讀者不會因為概要的敘述而受到嚴重誤導。

這些揭露出來的事實,只不過是加強「邏輯」與「物質」之間「過場」的重要意義。一九四二到四三年的冬天,圖靈訪問美國,與高階人士交流。他在一九四二年十一月二十八日從華府傳回的報告現在已經公布,裡面記載了他面對的困難與反常處境,包括最初被拘禁在艾利斯島。美國海軍並沒有令他折服,「我確信最好不要信任這些人在密碼分析上的判斷。」

我在一九八三年聽到的謠傳得到了證實:十二月二十一日,一輛火車把圖靈帶到俄亥俄州的戴頓(Dayton),當時美國正在那裡建造炸彈機。關於他第一次接觸到美國最機密的「語言加密科技」,也有更多資訊被公開。透過一九四四年六月六日的期中報告,以及後來完整的描述,我們更加了解圖靈對於「大利拉語音加密裝置」(Delilah speech scrambler)的反應。「大利拉語音加密裝置」是行動電話的前身,乃屬於未來科技,而「恩尼格瑪機」只是一九二○年代機械工程的平庸改造。這份新資料再度證實,戰後圖靈對於從一九四五年的勝利中浮上檯面的美國最先進科技,具有獨到認識。

這項事實吸引我們進一步關注,一九四八年之後,他為英國政府通訊總部做了哪些事。在一九九二年的序言中,我揣測可能是和現在著名的「維諾那計畫」(Venona)有關;這項計畫負責破譯蘇聯的情報。不過,一九四八到五四年間英國政府通訊總部的運作或其他祕密文件還沒有完全公開,因此我們無法說明圖靈工作的性質。

理查.奧德里奇(Richard Aldrich)最近發表由他撰寫的英國政府通訊總部歷史時表示:「今日這個機構的重要性勝過以往,然而我們幾乎對它一無所知。」拜愛德華.史諾登(Edward Snowden)之賜,這個機構所從事的由圖靈奠定基石的工作,現在我們知道得比較多了。沒有人看不出來,這和圖靈的通用機有多大關係。而且在冷戰初期關於計算機的潛力,很難相信圖靈沒有扮演任何角色提供祕密意見。如我在一九九二年的序言中所述,還有誰能做這件事呢?

關於這些問題的答案,在英國政府二○一三年十二月二十四日的聲明中付之闕如。這份聲明乃是回應社會賢達名流的要求,由女王頒給圖靈死後特赦令,免除一九五二年三月三十一日他被判決的「嚴重猥褻罪」。政府內部必然有備忘錄,詳細敘述了他們的首席科學顧問接受公開審判的後果,他所犯的罪敲響了安全部門的警鐘。休.亞歷山大(Hugh Alexander)一定也報告了他在這場審判中的參與狀況。我們不無懷疑,是否外交部發揮影響力,讓圖靈接受荷爾蒙治療(當時視為是較輕的處罰)而不是去坐牢。不過並未出現這一類的文件,事實上也沒有人追究。

皇家赦免吸引了公眾的想像,人們以為這童話故事般的結局是聖誕禮物,興高采烈地接受。然而,這份聲明並沒有那麼崇高,它只是承認圖靈在一九五二年審判中訴求的辯護,他仍是國家的資產。這是倚仗權勢的行為,一九五二年時休.亞歷山大極力鼓吹卻沒能成功,六十年後透過正式的王權魔力包裝,反而獲得普遍讚揚。

伊莉莎白女王的統治始於圖靈被捕時,讓皇家赦令使用的中世紀語言顯得格外諷刺,但是不熟悉英國憲法妝點門面意味的人,應該會讚賞這只是政府執行憲法的舉動。赦令的用語承認圖靈為國服務表現優異,再度強調了這個核心問題,圖靈與政府究竟是什麼關係。然而,即使是一九五四年之前,真正有分量的政府是在大西洋的另一邊。

鑑於美國曾經明確給予圖靈特別待遇,讓他接觸美國的祕密,因此一九五一到五二年發生的事,美國當局究竟知道多少,以及他們的反應是什麼?一九四八年,圖靈是否根據美國所啟示的規則審查?一九五○年,他開始流連於曼徹斯特的咖啡館時,是否故意蔑視新規則?英國當局是否傳達了一九五二到五三年圖靈在歐洲旅行獵豔的真相?而圖靈必須面對什麼樣的要求、威脅和監控?上述問題都略而不談。

要求赦罪的請願者明確表示,圖靈是「特例」,這樣的赦免不會創造先例,也不適用於其他人身上。是在例外的基礎上,才頒發了赦免令。因此阿諾.莫瑞(Arnold Murray)被拋下了,他被起訴的罪名和圖靈一模一樣,甚至沒有人提及他是否還在人世(他過世了)。本書的讀者將會看到,圖靈對於這名弱勢年輕人的背景和個性有極大興趣,他根據自己打破階級藩籬的經驗,寫過一則短篇故事。

很難相信,如果這場審判是因為他的地位而叫停,整件事情得以遮掩下來,圖靈會道德高尚到實際去反對。另一方面,也很難相信,當如此壓迫的法律強加在其他成千上萬人身上時,他會因為自己成為特例而欣喜。

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書籍介紹

本文摘錄自《艾倫.圖靈傳》,時報出版

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作者:安德魯.霍奇斯(Andrew Hodges)
譯者:林鶯

圖靈這位英國數學家是個無神論者,也是位同性戀者;他性情古怪,熱愛跑馬拉松,他在人類歷史上可記上大大一筆的不只是因為提出電腦的概念、奠定電腦運作的原理,以及清楚預見電腦智能的可能性,同時他也在第二次世界大戰期間破解了德國的密碼,幫助提早結束戰爭,拯救了無數生命。

由同是數學家的安德魯・霍奇斯(Andrew Hodges)窮盡心力所撰寫的本書是世界公認最權威的圖靈傳記,也是電影《模仿遊戲》的改編依據。圖靈是現代電腦和人工智慧的鼻祖,24歲時奠定電腦發展的理論基礎。二戰期間,他為盟軍破譯德軍密碼,為結束戰爭做出巨大貢獻。戰後,他開創性地提出人工智慧的概念,並做了大量的前期工作。後來卻因同性戀問題事發,在當時英國法令規定下,被迫選擇化學閹割替代入獄,不久自殺身亡,死時在其身旁留下一顆毒蘋果。

身為同性戀,他生在錯誤的年代,讓他遭遇到許多苦難;身為天才,感謝他存在那個時代,讓電腦能更早問世,即使這世界曾經對他如此不友善,但他依然努力改善它。

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Photo Credit: 時報出版

責任編輯:王國仲
核稿編輯:翁世航