圖靈獎得主約翰·麥卡錫（John McCarthy）——人工智能之父和LISP之父

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1927年9月4日麥卡錫生于美國波士頓，父母的工作性質(zhì)決定全家需不斷搬遷，從波士頓遷到紐約，然后又到了洛杉磯。他因在人工智能領域的貢獻而在1971年獲得圖靈獎。實際上，正是他在1956年的達特矛斯會議上提出了“人工智能”這個概念，被稱為“人工智能之父”。2011年10月24日晚上，約翰·麥卡錫與世長辭，享年84歲。

約翰·麥卡錫于1927年9月4日出生于馬薩諸塞州的波士頓。約翰的父親約翰·帕特里克·麥卡錫是一位愛爾蘭天主教移民。據(jù)一位傳記作家說，他做過木匠、漁民和工會組織者，把家庭從波士頓搬到紐約，然后搬到洛杉磯，約翰的父親在那里為聯(lián)合服裝工人找到了組織者的工作。約翰的母親艾達·格拉特是立陶宛猶太移民，'曾在聯(lián)邦媒體通訊社擔任記者，然后為一家共產(chǎn)主義報紙工作，最后成為一名社會工作者。'父母都是20世紀30年代共產(chǎn)黨的活躍成員。約翰和他的弟弟帕特里克一起成長在一個充滿政治色彩的家庭，但同時也是一個鼓勵學習和批判性思維的家庭。在一次錄音采訪中，約翰告訴我，甚至在他上高中之前，他就通過閱讀一本俄羅斯兒童科普書對科學產(chǎn)生了興趣，叫做《10萬為什么》。

在洛杉磯，約翰于1943（16歲）年從貝爾蒙特高中（提前兩年）畢業(yè)。高中時，他通過書籍自學了加州理工學院一二年級的微積分。1944年，約翰被加州理工學院錄取為數(shù)學本科生，在那里他已經(jīng)跳過了前兩年的數(shù)學課程。維基百科上一篇關于約翰的第3篇文章說，據(jù)報道他因未能參加體育課程而被加州理工學院開除；之后他在美國陸軍服役，再次被加州理工學院錄取，1948年獲得了數(shù)學學士學位。1948年9月，在加州理工學院上一些研究生課程時，約翰參加了Hixon大腦行為機制研討會。一些在數(shù)學、計算和心理學交叉點的科學家和數(shù)學家在那里進行了演講，約翰對開發(fā)可以像人們一樣思考的機器的想法產(chǎn)生了興趣。

在加州理工學院讀了一年研究生后，麥卡錫進入普林斯頓大學學習，因為他說這是數(shù)學最好的地方，也是他想追求的學科。他告訴我，當他1949年9月抵達普林斯頓時，數(shù)學系系主任所羅門·萊夫斯切茨對我說：'你要做什么論文？'我說，'我不知道。我會考慮一下的。'所以我立刻給自己買了一個筆記本，并開始思考一篇論文的想法。在這一年結束之前，我已經(jīng)決定了一個話題，這讓我相對受歡迎，因為通常的事情是學生們纏著教授們提出話題。

約翰的主題涉及到偏微分方程中的一個問題。1951年，他在萊夫切茨的領導下完成了博士工作，論文題為'投影算子和偏微分方程'。

除了他在普林斯頓大學的論文工作外，麥卡錫繼續(xù)迷戀機器智能。他對這個話題的早期想法，實際上是在加州理工學院形成的，涉及到兩個相互作用的有限自動機，一個扮演大腦的角色，另一個扮演環(huán)境的角色。普林斯頓大學和附近的高級研究所的約翰·馮·諾伊曼鼓勵麥卡錫寫下他的想法，但麥卡錫認為，即使'大腦自動機'能夠智能地行動，它的內(nèi)部結構也不會是人類知識的明確表現(xiàn)。他希望機器能夠像大腦一樣做到推理知識。

麥卡錫告訴一位采訪者，他在1949年短暫地加入了當?shù)氐墓伯a(chǎn)黨小組。它還有另外兩個成員，一名清潔女工和一名園丁。不久之后，他就退出了該黨。完成博士學位后，麥卡錫在普林斯頓大學做了兩年的講師。1952年夏天，他在貝爾實驗室工作，在那里他遇到了克勞德·香農(nóng)。他們決定合作撰寫大量關于自動機的論文。有幾卷提交，以自動機研究的形式出版。麥卡錫對大部分報紙都感到失望，關于自動機理論（包括斯蒂芬·克萊恩的一個重要理論），只有一兩個與他的興趣（機器智能）有關。

正是在普林斯頓大學，麥卡錫第一次遇到了馬文·明斯基，他在1951（24歲）年開始了他的研究生工作。他們都對機械智能很感興趣。他們在接下來的十年里進行了合作，但他們制造機器智能的方法最終出現(xiàn)了很大的分歧。

1953年，麥卡錫回到西海岸，在斯坦福大學擔任數(shù)學代理助理教授。盡管他繼續(xù)思考機器智能，但他聲稱他在斯坦福大學的早期幾年里并沒有寫任何東西。他繼續(xù)他對微分方程和分析的研究，但斯坦福決定不晉升他。正如他說，斯坦福在三位代理助理教授中錄用兩位，我是第三位。

所以，它又回到了全國各地。1955年2月，麥卡錫在新罕布什爾州漢諾威的達特茅斯學院擔任數(shù)學助理教授。即使他對計算的興趣，麥卡錫直到1955年才嘗試為計算機編程。大約在那個時候，IBM決定將一臺IBM704計算機用于研究和教育目的。麻省理工學院、其他新英格蘭大學和IBM本身也將分享它的用途。作為達特茅斯的代表，麥卡錫在紐約波基普西會見了IBM信息研究部的負責人納撒尼爾·羅切斯特。羅切斯特邀請麥卡錫在1955年夏天和他的團隊在IBM度過。

那年夏天，在IBM，麥卡錫和羅切斯特說服克勞德·香農(nóng)和馬文·明斯基加入他們，他們當時在哈佛大學數(shù)學和神經(jīng)學學院讀大三。麥卡錫帶頭撰寫了這份提案，并組織了一個所謂的'人工智能夏季研究項目'。提案7于1955年8月提交給洛克菲勒基金會。除其他事項外，該提案指出：

研究是在這樣一種猜想的基礎上進行的：學習的每個方面或智能的任何其他特征原則上都可以被如此精確地描述，使機器可以模擬它......為了目前這個目標，人工智能問題被認為是使機器的行為方式和人的行為一樣。

1956年夏天，有幾個人參加了達特茅斯的一個滾動研討會。麥卡錫提出為研討會起'人工智能'這個名字，因為，正如他所說，'我不得不這樣稱呼它，所以我稱之為'人工智能'，我有一種模糊的感覺，我以前聽過這個短語，但這些年來我一直沒有找到來源。'麥卡錫后來說，車間沒有多少成就。但正如海耶斯和摩根斯特恩所寫的那樣：

它是為了讓四名在該領域工作的研究人員------麥卡錫、明斯基、艾倫·紐維爾和西蒙見面、交談，并為未來人工智能的研究項目做計劃。達特茅斯會議的主要成就不是針對人工智能的任何特定想法或方法，而是四名研究人員致力于定義人工智能學科以及為這些同事創(chuàng)建聯(lián)系。

雖然其他人更早曾寫過關于機器智能的文章（尤其是1950年的艾倫·圖靈），但達特茅斯研討會通常被認為是該領域嚴肅工作的開始------麥卡錫將他的科學生涯致力于這個領域。

在達特茅斯期間，麥卡錫成為了斯隆的物理科學研究員（由時任達特茅斯數(shù)學系系主任的約翰·凱梅尼安排）。他選擇在麻省理工學院獲得獎學金，在那里他可以使用IBM計算機，并可以與在附近哈佛大學的馬文·明斯基互動，他從未回到達特茅斯，而是在1958年成為麻省理工學院的傳播科學的助理教授。

1958年夏天，麥卡錫在IBM度過，正是在那里，他第一次開始意識到需要一種新的編程語言------一種可以支持遞歸和動態(tài)存儲的語言。（在遞歸語言中，程序可以調(diào)用一個通常更簡單的版本。）1958年秋天，當他回到麻省理工學院時，他開始研究一種新的語言，他稱之為'LISP'（意為'list processor'）。除了遞歸之外，用LISP編寫的程序還可以處理任意的符號結構，并可以將程序(用LISP編寫的)視為數(shù)據(jù)(用LISP中的列表表示)。（麥卡錫說，他在1956年的達特茅斯研討會上從紐維爾和西蒙那里得到了關于列表處理的想法，但他不喜歡這樣的語言，他們使用的。）

約翰1960年的論文'符號表達式的遞歸函數(shù)及其由機器計算'，第一部分，建立了LISP作為一種普遍的計算形式的理論基礎。（第二部分從未制作過。）將LISP圖靈機比作通用圖靈機，麥卡錫聲稱LISP在結構上更加透明。LISP很快成為人工智能研究的首選語言。用LISP編寫的程序已經(jīng)在NASA的航天器上飛行，是幾個實際的人工智能系統(tǒng)的關鍵組成部分。

1957年和1958年，在麻省理工學院，麥卡錫提供了實現(xiàn)分時共享的第一個建議------允許一臺計算機在多個用戶之間同時共享。這些想法最終在1962年體現(xiàn)在麻省理工學院的兼容分時系統(tǒng)(CTSS)中，以及后來麥卡錫在博爾特、貝拉內(nèi)克、紐曼以及斯坦福大學幫助建立的系統(tǒng)中。CTSS直接導致了MAC項目的創(chuàng)建，它徹底改變了麻省理工學院的計算技術。盡管計算機最終變得足夠便宜，以至于大多數(shù)人不需要共享計算機，但分時分析技術仍然被用于允許單個用戶的幾個程序同時活動。

1959年，約翰發(fā)明了一種他稱之為'垃圾收集'的技術，該技術通過刪除后續(xù)計算不需要的代碼來釋放隨機存取內(nèi)存。該技術被添加到LISP中，并且仍然在Java和其他編程語言中常規(guī)使用。麥卡錫也對代數(shù)語言ALGOL58和60做出了重大貢獻。

1959年至1962年，一群麻省理工學院的學生在麻卡錫的建議下，開發(fā)了一個國際象棋項目。它是基于麥卡錫編寫的IBM704的早期程序。小組成員之一，艾倫·科托克，在他的麻省理工學院學士論文中描述了這個項目。這個程序在業(yè)余階段就開始運行，它使用了麥卡錫設計的一種叫做阿爾法測試程序的方法來加快搜索速度。以下是約翰對這個過程是如何工作的描述:

最基本的想法是這個。假設我考慮行動，然后我認為如果我做這個動作，對手可以抓住我的女王。然后我通常不會考慮對手還能對我做些什么，因為抓住女王是一場災難，我不應該采取導致它的行動。'

甚至在達特茅斯研討會之前，麥卡錫就開始對制定一個系統(tǒng)感興趣，這個系統(tǒng)可以用一些合適的語言進行陳述（對應于英語句子），然后用這些陳述進行推理。1958年在英國特丁頓的一次會議上，他發(fā)表了一篇題為'常識項目'（通常被稱為建議演講者論文）的論文，提出了這樣的制度。

盡管他的建議在這位會議上被哲學家和語言學家稱為'半生不熟'，然而它成了隨后人工智能文學的重要組成部分，并占據(jù)了麥卡錫和許多其他追求所謂的人工智能'邏輯學'方法的人的研究生活。事實上，海耶斯和摩根斯特恩聲稱，該論文可以被視為知識表示領域的誕生。

麥卡錫在人工智能方面的工作是他對建立計算數(shù)學理論的努力。雖然圖靈和其他人在1966年做了一些可以計算和處理的工作，即與過程下棋，麥卡錫希望能夠?qū)⒂嬎銠C程序視為可以被證明是'正確的'的數(shù)學對象。也就是說，他想從數(shù)學上證明程序符合為它們規(guī)定的規(guī)范。他就這個主題寫了三篇重要的論文，最后是一篇論文（第一個）描述了一個編譯器的正確性的證明。

1962年（35歲）秋天，約翰被邀請加入斯坦福大學數(shù)學系的計算機科學系，擔任正教授。（他在自己的一個網(wǎng)頁上寫道，他'1962年從馬薩諸塞州搬回加州的原因主要是因為我更喜歡溫和的冬天'。）1965年，當斯坦福大學計算機科學系成立時，他加入了該系，并在那里啟動了一個新的人工智能項目。該項目由高級研究計劃局(ARPA)資助。在此期間，他開始開發(fā)了第一個基于顯示的時間記錄系統(tǒng)，稱為'雷神'，其中包括在現(xiàn)代個人電腦中發(fā)現(xiàn)的許多功能。

麥卡錫還繼續(xù)開發(fā)他在麻省理工學院工作過的國際象棋項目，1965年，他向莫斯科理論和實驗物理研究所的一個小組提出挑戰(zhàn)，要求他們與他們自己的程序進行對抗。象棋棋子的移動通過電報進行交換。這兩個程序都做得很好，但俄羅斯的程序贏得了比賽。

隨著麥卡錫的各種人工智能和相關項目的發(fā)展，他成立了斯坦福人工智能實驗室(SAIL)。他得到了萊斯特·歐內(nèi)斯特的實驗室管理，歐內(nèi)斯特在那里發(fā)起并參與了幾個項目。通過ARPA的一系列合同，實驗室獲得了一臺DECPDP-6計算機，隨后又獲得了一臺PDP-10和一臺KL-10。

為了他自己在實驗室的研究，麥卡錫主要跟進了他在早期的論文'常識性程序'中首次提出的想法。他繼續(xù)認為，人工智能程序所需的知識應該用陳述性句子（主要是用邏輯語言）來表示，而不是用使用這些知識的程序來編碼。正如他所說，'句子可以在更廣泛的背景下正確，而不是特定的程序可能有用。'他說：'對于人工智能來說，邏輯是不可避免的，就像對于物理系統(tǒng)來說，微積分是不可避免的一樣。

他和Patrick J. Hayes發(fā)明了一種推理形式，他們稱之為'情況演算'，在這種形式下，一種情況是世界狀態(tài)，一種行動被視為改變情況的函數(shù)。行動具有先決條件和效果。忠實地代表這些先決條件，涉及到麥卡錫所說的'資格問題'。忠實地表示效果（哪些事情會改變，哪些不會改變）涉及到麥卡錫所說的'框架問題'。在邏輯設置中處理這些問題需要擴展到邏輯，從而允許作出合理的猜測。麥卡錫對這種擴展的主要貢獻（在他的同事弗拉基米爾·利夫希茨的幫助下）是一種他稱之為'限制'的技術。循環(huán)允許一種叫做'非單調(diào)'的推理邏輯學家。

雖然他本人沒有參與，麥卡錫鼓勵SAIL的機器人研究。麥卡錫產(chǎn)生這種興趣的原因是，他認為之前的計算機視覺研究主要集中在人物和物體識別上，而不是在場景描述上。正如他所說：

我的想法是，你想要描述，而不僅僅是鑒別，我的觀點是，如果你想編程讓一個機器人撿起東西，那么它不僅僅需要在整個畫面上進行鑒別。它必須能夠定位物體，并表示出它的形狀，所以我決定嘗試使用機器人技術。

在SAIL最成功的機器人成就之一是使用一個視覺系統(tǒng)和一個機電手組裝了一個T型福特賽車水泵。斯坦福大學的另一個機器人項目使用了一輛配備了立體視覺的輪式車輛來繞過各種障礙物導航（非常慢！）在實驗室里。

在20世紀60年代末和70年代，SAIL是一個光輝的例子，說明了一個擁有足夠的資金、強大的計算機、外圍設備（如顯示設備和打印機）和相關軟件的社區(qū)可以取得的成就。SAIL項目所需的大部分設備和軟件都是在SAIL開發(fā)的。約翰的'管理'圣人的哲學是讓一千朵花開花。他經(jīng)常給人們關于如何解決問題的好建議，但如果他們以不同的方式解決并成功，他們就不會得到他的麻煩。圖形用戶界面和打印機、計算機排版和出版、語音識別、計算機視覺和機器人、計算機音樂和其他技術的基礎，現(xiàn)在是我們?nèi)粘Ｉ畹囊徊糠郑际加赟AIL在斯坦福的設施。SAIL也是ARPAnet上的首批節(jié)點之一，它是現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)的先驅(qū)。隨著時間的推移，SAIL培養(yǎng)了許多博士學位和其他畢業(yè)生。計算機協(xié)會頒發(fā)的16項圖靈獎被授予了與SAIL有關的人。

麥卡錫對他在人工智能方面的進展評價總是很謙虛，他認為在1974年推出人工智能項目之前，需要有許多發(fā)現(xiàn)和發(fā)明才能讓機器人達到了人類思維和推理能力的一般水平。1973年，麥卡錫在回顧詹姆斯·萊特希爾爵士的人工智能評估時承認了這一點：

到目前為止，人工智能研究只是適度的成功；它的進步速度可能大于大多數(shù)社會科學，而低于許多物理科學。考慮到問題的困難，這可能是意料之中的。

他認為，在能夠在機器上復制智能之前，我們必須了解更多關于人類智能是如何工作的，他寫道：'不幸的是，我們對人類心理過程的理解只比魚對游泳的理解稍微好一點。'

約翰是一個古希臘語意上的哲學家：一個熱愛智慧的人。就像古希臘人在市場上辯論哲學一樣，約翰的競技場是公告板、時事通訊和網(wǎng)絡的電子市場。他的一些Usenet交互可以在谷歌組維護的檔案中找到。他對言論自由特別充滿熱情。當斯坦福政府限制了一些斯坦福電腦訪問這個叫做rec. humor.funny的笑話通訊，約翰組織了一份請愿書來恢復它。奧巴馬政府最終還是讓步了。約翰的許多作品都包含在他的網(wǎng)頁上的備忘錄和其他材料中，這些材料都可以在http://www-formal./jmc查閱。

除了他在人工智能和計算機科學方面的工作，麥卡錫還對人工智能、哲學和認知科學之間的聯(lián)系非常感興趣。他在自己的一個網(wǎng)頁上寫道：'事實證明，當考慮到如何設計機器人時，許多哲學問題都采取了新的形式。'例如，為了實現(xiàn)人類一級的性能，一個程序必須：

在其中建立了知識和如何獲得的概念，此外，它的設計師將需要對自由意志的看法，它可以做什么的元信息，它需要有對于自由意志的態(tài)度，如果程序被保護，不執(zhí)行不道德的行為，它的設計師將必須建立一種態(tài)度。

考慮到這些因素，必然需要考慮到在認識論、意識和倫理學方面的立場。

麥卡錫、大多數(shù)人工智能研究人員和許多哲學家都認為，所有的動物，包括人類，都是確定性的機器。例如，有些人擔心機器無法擁有自由意志。據(jù)麥卡錫說，自由意志包括考慮不同的行動方針，并有能力在其中做出選擇。他引用他的女兒莎拉的話總結了自己對人類自由意志的立場。莎拉四歲時的話說：'我可以，但我不會。'即使有些國際象棋項目也有這種自由意志（即使它們是完全確定性的）。在兩份備忘錄中，麥卡錫聲稱，有用的機器人也需要自由意志。關于意識，麥卡錫認為'思考意識以設計意識，為哲學家研究的一些意識問題提供了一種新的方法。特別是，從人工智能的角度來看，意識必須被視為一個相互作用的過程的集合，而不是許多哲學推測的單一對象。但他也認為，機器人不應該被編程為有情感的。

盡管麥卡錫在他的早期生活中就有激進和自由主義的觀點，但他后來變得相當保守。他與環(huán)保人士就許多問題進行了辯論，包括核能和人口。他強烈堅持認為，人類的物質(zhì)進步是可取的和可持續(xù)的。在他的網(wǎng)頁上，他寫到了一般能源、核能、太陽能、食物供應、人口、淡水供應、森林和木材供應、全球工程、污染、生物多樣性、對人類生存的各種威脅、意識形態(tài)在討論這些問題中的作用和其他問題。如果你要在這些問題上和他辯論，你必須掌握你的事實，因為他知道了。

麥卡錫多次訪問了蘇聯(lián)，并且學會了俄語，他與那里的幾位計算機科學家建立了友誼。海耶斯和莫根斯特恩寫道：

1968年，他在新西伯利亞郊區(qū)的阿卡德姆哥羅多克和新西伯利亞教了兩個月的書。1975年，他幫助獲得了控制論研究人員，并拒絕蘇聯(lián)官員允許亞歷山大·勒納參加第四屆國際會議和演講，20世紀80年代，他將一臺傳真和復印機走私給了語言學家和蘇聯(lián)持不同政見者拉里莎·博戈拉茲。

約翰對自己的工作非常誠實，人工智能作為一個領域偶爾會被指責過度推銷自己，但這當然不是麥卡錫的所期望的。

麥卡錫不喜歡官僚主義。他認為，至少有98%的官僚機構可以被消除，從而減少98%的愚蠢行為。約翰自己的企業(yè)反映了他對精簡（或缺席）政府的看法。20世紀80年代中期，當他和拉爾夫·戈林為所有斯坦福學生建立了第一個可以使用的計時計算機系統(tǒng)時，它被稱為LOTS，用于低開銷分時系統(tǒng)。它由一兩名兼職學生管理。

約翰·麥卡錫的許多獎項包括計算機協(xié)會的圖靈獎（1971)、第一屆國際人工智能聯(lián)合會議卓越研究獎(1985)、京都獎(1988)、國家科學獎章(1990)、本杰明·富蘭克林計算機和認知科學獎章(2003)，以及美國藝術與科學院(1974)、國家工程學院(1987)和國家科學院(1989）的會員資格。他是人工智能促進會的創(chuàng)始研究員和前任主席。1987年，他被斯坦福大學任命為查爾斯·皮戈特工程學教授。

他的許多博士學生，以及他提過建議的學生，包括（按字母順序排列）埃亞爾·阿米爾、魯澤娜·蘭德納·戴維斯、蘭德爾·科德爾格林、拉馬納坦訴古哈、唐納德·卡普拉、庫爾特·科諾利奇、芭芭拉·休伯曼·利斯科夫莫斯、羅伯特、弗朗西斯·莫里斯、阿拉蒂·馬蒂諾、大衛(wèi)·e·威爾金斯和拉杰·雷迪。其中兩位（利斯科夫和雷迪）隨后被授予了ACM圖靈獎。

關于宗教，約翰寫道：

為了回應理查德·道金斯，我提到我確實是一個無神論者。把自己視為無神論者，并不需要聲稱有證據(jù)證明沒有神存在。一個人只需要認為關于上帝問題的證據(jù)與關于狼人問題的證據(jù)處于大致相同的境地。

約翰·麥卡錫于2011年10月24日因心臟病并發(fā)癥在斯坦福大學的家中去世。他身后留下了第三任妻子，斯坦福大學的卡羅琳·塔爾科特；兩個女兒，舊金山的蘇珊·麥卡錫和加州內(nèi)華達州的莎拉·麥卡錫；一個兒子，斯坦福的蒂莫西·塔爾科特·麥卡錫；洛杉磯的兄弟帕特里克；兩個孫子，舊金山的凱蒂·麥卡錫和紐約的約瑟夫·岡瑟；還有他的第一任妻子瑪莎·郊特。他的第二任妻子薇拉·沃森于1978年在尼泊爾試圖攀登安納普爾納時死于一場登山事故。

約翰·麥卡錫是一個天才，頑皮幽默而具風度，以及他對更深入思考的不懈努力，將被他的同事、家人和許多朋友深深懷念。幸運的是，從他的網(wǎng)頁上還有很多東西可以查閱（http://www-formal./jmc/）。