Chương 1: Bài kiểm tra Turing
Tại Hoa Kỳ, năm 2015, bộ phim khoa học viễn tưởng Ex-Machina được công chiếu, lấy bối cảnh “bài kiểm tra Turing” (Turing test). Giới chuyên môn đánh giá đây là tác phẩm điện ảnh về đề tài trí tuệ nhân tạo hay nhất trong nhiều thập niên. Năm 2018, ba nhà khoa học phát minh ra hệ thống Deep Learning (học sâu) đoạt giải thưởng danh giá nhất trong ngành khoa học máy tính: giải thưởng Alan Turing, được xem như là có sức nặng tương đương với giải thưởng Nobel trong ngành này (giải Nobel chỉ được trao cho các nghiên cứu khoa học cơ bản chứ không dành cho khoa học ứng dụng). Tại nước Anh, thủ tướng Gordon Brown phát hành một thông cáo công khai xin lỗi nhà khoa học quá cố Alan Turing vào năm 2009. Và vào tháng 3 năm 2021, giới chức trách Anh thông báo họ sẽ cho in hình nhà toán học Alan Turing lên tờ 50 bảng mới nhất.
------------------------
Caleb Smith là kỹ sư lập trình xuất sắc trong một tập đoàn công nghệ hùng mạnh. Với thành thích làm việc tuyệt vời, cậu được mời tới gặp riêng Nathan, tổng giám đốc của tập đoàn. Nơi gặp là một tòa nhà nhỏ trong khu rừng thanh vắng. Tại đây, cậu sẽ ăn ở chung với ông Nathan và bàn luận về những chủ đề quan trọng hơn, ví dụ như tương lai của tập đoàn và ngành công nghệ.
Ngày thứ hai tại khu nhà, lúc đi ngang qua một dãy phòng kín, Caleb quan sát thấy có một cô gái đang ngồi lặng thinh ở bên trong. Anh chỉ nhìn lướt qua rồi đi tiếp, nhưng điều đó cũng đã đủ để lọt vào mắt của ông Nathan. Ngày hôm sau, với sự đồng ý của ông Nathan, cậu tới gần chỗ buồng kính và bắt chuyện với cô gái. Đó là một cô gái nói chuyện nhẹ nhàng, và khuôn mặt khả ái mà Caleb cảm thấy như đã từng gặp ở đâu đó. Hai người trẻ tuổi trở nên thân thiết với nhau rất nhanh. Cô gái, tên là Ava, còn lấy cho Caleb xem những bức tranh cô đã vẽ. Cô có một khát khao cháy bỏng, là được ra ngoài kia ngắm những bông hoa nở và vẽ những bức tranh tuyệt vời.
Thấm thoát đã tới ngày thứ 6, và chỉ còn thêm ngày mai là Caleb phải rời khỏi khu nhà của Nathan để trở về công việc thường ngày. Cảm thấy không thể nhẫn nại thêm được nữa, Caleb buộc miệng hỏi Ava vì sao ông Nathan lại không cho cô ra ngoài. Cô gái lẳng lặng một hồi lâu, rồi đột nhiên cầm lấy cánh tay trái và vặn thật mạnh. Cánh tay rơi ra ngoài. Ava là một cỗ máy robot được trang bị trí tuệ nhân tạo!
Caleb bị sốc, nhưng hỡi ôi, anh đã có tình cảm với Ava mất rồi. Anh lên một kế hoạch. Buổi tối hôm đó, lợi dụng lúc ông Nathan đang say rượu, Caleb đã lẻn vào máy tính của ông và chèn vào một đoạn mã độc.
Sáng hôm sau, anh và ông Nathan đều dậy sớm. Trong buổi ăn sáng, ông Nathan mới hỏi:
- Cậu thích khuôn mặt đó phải không?
- Sao ông lại đoán vậy?
- Cậu biết không, đôi khi cậu sử dụng máy tính của công ty để xem các bộ phim người lớn. Tôi đã theo dõi lịch sử tìm kiếm của cậu và biết là cậu thích những cô gái có khuôn mặt hao hao giống vậy. Cho nên tôi đã tạo ra khuôn mặt đó.
- Tôi không hiểu lắm. Caleb cảm thấy có gì đó bí ẩn ở đây, và nét căng thẳng hiện rõ trên khuôn mặt cậu.
- Không cần phải căng thẳng, chàng trai trẻ ạ. Cậu có biết bài kiểm tra Turing không?
Caleb chắc chắn là biết. Bài kiểm tra Turing dùng để kiểm tra liệu một chiếc máy tính đã đạt tới cấp độ thông minh như con người chưa. Một người giám khảo sẽ ngồi phía trước, và hai đối tượng ngồi phía sau một tấm rèm. Một trong hai đối tượng là máy tính. Người giám khảo sẽ lần lượt phỏng vấn cả hai, và cho tới cuối cùng nếu người giám khảo không thể nào phân biệt được đâu là máy tính thì tức là chiếc máy tính đã vượt qua được bài kiểm tra Turing và được công nhận là trí tuệ nhân tạo đích thực.
Nhưng ông Nathan, người tạo ra cô gái robot Ava không nghĩ như vậy. Ông suy luận theo lẽ thường, là trong cuộc sống hiếm khi con người ta phải tránh mặt nhau. Chúng ta gặp gỡ, nói chuyện và giao tiếp với nhau, và ta thuyết phục mọi người rằng ta có giá trị cụ thể: đủ giỏi để có một công việc, đủ tốt để được bầu, hoặc là đáng yêu để tìm bạn đời. Như vậy đối với ông, một cô gái robot phải có khả năng tương tự; đó là mặc dù Caleb biết rõ Ava là robot, nhưng Ava phải thuyết phục được chàng trai rằng cô có một giá trị: cô có tính người, và cũng có khao khát ước mơ giống người. Kết quả rõ ràng là Ava đã thành công, và không chỉ là trí tuệ nhân tạo mà còn là một trí tuệ “thông minh” giống như những con người mà chúng ta gọi là thông minh trong xã hội.
------------------------
Đó là trích đoạn bộ phim Ex-Machina.
Vào thời đại trước những năm 1940, ngành cơ khí và khoa học tính toán đã rất phát triển ở phương Tây. Các công ty và tập đoàn dựng nên những trung tâm tính toán khổng lồ và tuyển dụng hàng ngàn nhà toán học để làm những công việc cụ thể như là tối ưu tuyến đường hàng hải hay lên lịch sản xuất. Thuật ngữ computer trong thời kì này có nghĩa là con người làm nghề tính toán, vì lúc này máy vi tính hiện đại vẫn chưa ra đời. Theo quy luật kinh tế thì những ngành thâm dụng lao động sẽ dần bị thay thế bởi máy móc, và ngành tính toán cũng không ngoại lệ. Theo thời gian, những chiếc computer cơ khí đã ra đời. Vấn đề là mỗi chiếc computer đời đầu này chỉ được thiết kế để làm một công việc duy nhất. Để dễ hình dung thì ta có thể lấy ví dụ về ngành cơ khí hiện nay: máy sơn chỉ dùng để sơn và máy hàn chỉ dùng cho việc hàn. Còn một chiếc máy có tính “phổ quát” thì phải có khả năng làm mọi việc: nó sẽ đi tới chỗ bình sơn và sơn khi ta yêu cầu, và sau đó nó sẽ đi tới chỗ hàn để tiếp tục thực hiện các mối hàn. Theo ngôn ngữ hiện đại thì chiếc máy có tính phổ quát nghĩa là có thể “lập trình” được.
Trong buổi bình minh của ngành tính toán, vô vàn các nhà khoa học tìm cách tạo ra một chiếc computer phổ quát, có thể thực hiện tất cả các công việc tính toán theo yêu cầu. Mọi nỗ lực đều đi vào ngõ cụt. Cuối cùng, đa số đều đồng ý với nhau là cần một cách tiếp cận gì đó vượt ngoài phạm vi kiến thức hiện có, và chỉ có một thiên tài xuất hiện mới làm được việc đó.
Alan Turing là một nhà toán học và mật mã học. Ở châu Âu, vào những năm từ 1900 đến 1945, khoa học kỹ thuật phát triển như vũ bão, kéo theo là tranh giành thị trường và chạy đua vũ trang. Do đó, mật mã học là một ngành thời thượng. Turing từ lâu đã nổi tiếng là người giỏi nhất trong ngành mật mã học nước Anh. Ông có thể giải được tất cả những bài tập mật mã từ trước tới nay. Ông cũng tham gia vào chương trình mật mã của nhà nước, chuyên giải mã tín hiệu thu được từ các nước khác (thời bấy giờ, tín hiệu thường được truyền qua radio nên ai cũng có thể bắt sóng được. Vì vậy, tín hiệu được mã hóa trước khi truyền đi để đảm bảo an toàn).
Năm 1939, chiến tranh thế giới thứ hai bùng nổ. Quân Đức sử dụng chiếc máy mã hóa đời mới Enigma. Đột ngột tất cả các bản tin thu được từ quân Đức đều không thể giải mã. Thực ra, không phải là không thể mà là việc giải mã tốn quá nhiều thời gian, nên khi giải mã xong và hiểu được mệnh lệnh truyền đi thì đã quá muộn. Ngay cả Alan Turing cũng không thể làm gì hơn. Từ đây, ông tập trung suy nghĩ vào việc phát triển một chiếc computer để đẩy nhanh quá trình giải mã này. Chiếc computer mới, theo ông, phải có tính phổ quát vì việc giải mật mã rất phức tạp và đòi hỏi sử dụng nhiều thuật toán khác nhau.
Cơ quan tình báo Anh Quốc nhanh chóng cấp kinh phí cho dự án của Turing. Dự án được đặt ở cấp độ tuyệt mật, đến nỗi công chúng chỉ được biết đến hơn 50 năm sau. Theo Turing thì chiếc máy tính phổ quát này sẽ gồm có một bộ nhớ chính là nơi lưu trữ chương trình tính toán, và có thể thay đổi được. Một bộ nhớ tạm để lưu lại các kết quả trong quá trình tính toán. Trái tim của chiếc máy tính sẽ là bộ xử lý, có nhiệm vụ xử lý các lệnh được ghi trong bộ nhớ chính. Tới đây thì chúng ta sẽ đặt ngay câu hỏi là làm sao bộ xử lý có thể giải quyết được bất kì bài toán gì? Ví dụ việc tính phép nhân sẽ khác hẳn so với tính đạo hàm tích phân.
Để trả lời câu hỏi này, Turing đã dựa vào đặc trưng cơ bản nhất của máy móc: làm việc nhanh, liên tục và không mệt mỏi. Như vậy chỉ cần làm thêm một bước nữa là chuyển tất cả các bài toán về thành tập hợp của vô cùng nhiều của một phép toán cơ bản, và bộ xử lý phổ quát chỉ cần xử lý phép toán đơn giản này theo cách lặp đi lặp lại là được. Phép toán cơ bản này là gì? Phép cộng. Tất cả các bài toán trên đời đều có thể chuyển thành phép cộng. Trừ là một phép toán ngược với cộng. Nhân là sự lặp lại của phép cộng nhiều lần. Chia thì ngược với nhân. Như vậy các lệnh đưa vào computer thì cần qua một khâu nữa gọi là trình biên dịch, có nhiệm vụ chuyển câu lệnh thành chuỗi phép toán cơ bản này. Người dùng sẽ lập trình với chiếc computer bằng cách đưa bài toán cần giải quyết về thành tập hợp của các câu lệnh được quy định sẵn.
Mặc dù số lượng các câu lệnh được quy định sẵn của bộ xử lý khá khiêm tốn (ví dụ bộ vi xử lý trên các máy tính laptop hoặc điện thoại ngày nay cũng chỉ có khoảng 30-40 câu lệnh được phép, gọi chung là ngôn ngữ assembly), các lập trình viên có thể dựa vào sự sáng tạo của mình để tạo ra vô số chương trình hữu ích. Và như vậy là Alan Turing đã tạo ra chiếc máy tính phổ quát đầu tiên của nhân loại. Một cách khách quan thì ông không phải là người nghĩ ra tất cả những điều trên, nhưng ông là người đầu tiên lắp những mảnh ghép còn thiếu lại để tạo ra chiếc computer phổ quát có thể hoạt động được.
(Vài năm sau đó thì Shannon, một nhà thông tin học người Mỹ, đã nghĩ ra cách chuyển đổi tín hiệu về thành dạng nhị phân, mở ra kỉ nguyên số hóa ngành tin học. Từ đó về sau, các phép toán cơ bản trong bộ xử lý của computer đều sẽ dựa trên các phép toán logic dạng nhị phân này).
Ngay khi chiếc computer phổ quát đầu tiên được tạo ra, Turing bắt tay ngay vào việc giải mã tín hiệu của quân Đức. Và ông đã thành công. Câu lệnh đó yêu cầu một thuyền trưởng tàu ngầm của Đức tấn công một tàu hàng của Anh ở phía bắc Đại Tây Dương. Một người bạn và là nhân viên của Alan Turing tại trung tâm tính toán không thể tin vào mắt mình khi đọc được dòng chữ này.
- Alan, chúng ta phải gọi cho tàu hàng của Anh ngay - người bạn nói.
- Không, chúng ta không thể làm thế được - Turing trả lời. Chúng ta không thể để quân Đức biết là chúng ta đã có thể giải mã tín hiệu của họ.
- Alan, anh trai của tôi đang ở trên con tàu đó!
- Không, không thể làm vậy!
Turing vội chạy tới cắt đứt đường dây điện thoại. Cậu bạn định bỏ ra ngoài tìm chiếc điện thoại khác. Turing gọi cảnh vệ vào bắt giữ cậu ta lại.
- Alan, cậu định giết anh trai của tôi ư?
Turing không dám nhìn vào mắt đối phương. Ông biết rằng từ nay ông đã mất đi vĩnh viễn một người bạn, nhưng ông cũng biết nước Anh cần người hy sinh để thắng một cuộc chiến tranh. Nếu quân Đức biết được tín hiệu đã bị giải mã, họ sẽ thay một chiếc máy mã hóa Enigma khác và sẽ rất khó để có được một chiếc như vậy. Vì vậy, Turing và đội của ông phải cẩn thận tính toán để đảm bảo rằng nên tấn công quân Đức ở đâu để họ chỉ cảm thấy họ bị “xui xẻo” hơn một chút khi ra trận. Nước Anh không cần phải chiến thắng chiếc tàu ngầm này, nhưng rồi sẽ thắng trận với tỉ lệ cao hơn và dần chiến thắng chung cuộc. Năm 1945, Đức đầu hàng nước Anh và các đồng minh.
Dựa trên chiếc máy tính phổ quát và kỹ thuật mã hóa nhị phân của Shannon, năm 1950, Alan Turing trình bày một bài viết về “máy tính và trí thông minh”. Trong đó ông tin tưởng rằng máy tính rốt cuộc cũng sẽ có khả năng suy nghĩ giống con người, và giới thiệu “bài kiểm tra Turing”, đặt viên gạch đầu tiên cho ngành trí tuệ nhân tạo. Ông cũng tự tin rằng chỉ cần cho ông một đội gồm 68 kỹ sư, trong vòng hai năm ông sẽ tạo ra trí tuệ nhân tạo đầu tiên. Tuy nhiên, ước mơ của ông đã không thực hiện được. Lúc này Alan Turing đã rời khỏi trung tâm tính toán từ lâu vì nước Anh hậu chiến còn nhiều việc phải lo hơn là “một chiếc máy tính vô dụng”.
Chưa đầy một năm sau, năm 1951, hai điều tra viên của sở cảnh sát ập vào nhà và mang ông đi. Ông bị buộc tội hư hỏng về tinh thần. Alan Turing là một người đồng tính nam bẩm sinh, và vào thời đó thì đồng tính là một tội hình sự ở Anh. Họ cũng nghi ngờ ông là một điệp viên, vì ông khai báo là làm việc tại một công viên vào thời chiến và sở cảnh sát không thể tìm được bất kỳ hồ sơ nào. Cục tình báo Anh Quốc từ chối trả lời các câu hỏi của cảnh sát. Để tránh bị phạt tù, ông phải chấp nhận uống thuốc hooc-môn nam thường xuyên, vốn cũng sẽ gây ra chứng trầm cảm nặng. Ông tự tử vào năm 1954.
Cái chết của Alan Turing là một trong những vết nhơ đáng xấu hổ nhất trong lịch sử Anh Quốc. Nữ hoàng Anh và các thủ tướng công khai tỏ rõ sự hối hận về việc này. Ngày nay, đa số các nhà khoa học đều cho rằng tuyên bố của Alan Turing về việc có thể tạo ra trí tuệ nhân tạo trong vòng 2 năm là khá khoa trương, xét theo điều kiện thực tế thời đó là con người chưa hiểu rõ về bộ não, minh chứng duy nhất của “trí khôn”. Nhưng cộng đồng khoa học nhất trí rằng ông đã có thể đóng góp nhiều hơn nữa cho ngành máy tính và trí tuệ nhân tạo nếu chính phủ Anh lúc đó cho phép ông tiếp tục theo đuổi dự án. Trước khi ông qua đời, chính phủ Mỹ đã mời ông sang với chương trình phát triển những chiếc máy tính mạnh mẽ hơn. Nhưng ông đã không rời đi. Ông yêu nước Anh hơn cả tính mạng của mình.