图灵(Alan Turing)的伟大贡献--纪念图灵诞辰100周年
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艾伦灵计算机科学的奠基人艾伦·图灵(Alan Turing)是20世纪计算机科学的奠基人之一。
他以其在数学、逻辑和计算机理论领域的贡献而闻名于世。
图灵在计算机科学的发展历程中扮演了重要角色,他的工作对计算机科学的理论和应用产生了深远的影响。
艾伦·图灵于1912年6月23日出生在英国伦敦。
早年显示了卓越的数学才华,他在剑桥大学学习数学,并在研究生阶段专注于数学逻辑。
尽管他在学业上表现出色,但他的真正突破发生在20世纪30年代末,当时他开始研究可计算性理论。
图灵在1936年发表了一篇名为《论可计算数及其在问题的决定上的应用》的论文,这篇论文被认为是计算机科学领域的里程碑之作。
在这篇论文中,图灵提出了图灵机的概念,这是一种用于描述绝对计算能力的抽象计算机模型。
通过图灵机的定义,图灵证明了某些问题是不可解的,即不存在一种通用的计算方法来解决这些问题。
这一理论成果为计算机科学的发展奠定了基础,其重要性至今仍被广泛承认。
除了可计算性理论,图灵还在密码学和人工智能领域做出了重要贡献。
在第二次世界大战期间,他成为英国密室(Bletchley Park)的一员,参与了破解纳粹德国的密码系统——著名的“恩尼格玛”。
他为破解这个复杂的密码系统设计了一种称为“差分解密”的方法,这一方法对于将战争的结果转向盟军起到了至关重要的作用。
在人工智能领域,图灵提出了著名的“图灵测试”,这是一种测试人工智能的能力是否达到了与人类相媲美的标准。
然而,尽管他的工作对计算机科学的发展做出了巨大贡献,艾伦·图灵在他的短暂一生中并未得到充分的认可。
他是同性恋者,当时的英国法律将同性恋定为犯罪。
1952年,图灵因违反同性恋法律被判刑,并接受了化学阉割治疗。
在两年后的1954年,艾伦·图灵在自己仅42岁时因服用氰化物而去世。
直到20世纪末,艾伦·图灵的工作才开始受到广泛的赞誉和认可。
在2009年,英国首相戴维·卡梅伦正式为图灵主持了一次特赦,以表彰他的贡献和消除对他的不公正待遇。
艾伦灵计算机科学的奠基人艾伦·图灵:计算机科学的奠基人艾伦·图灵(Alan Turing)是20世纪最伟大的数学家和计算机科学家之一,他对计算机科学的贡献被誉为奠定了这一领域的基础。
本文将回顾艾伦·图灵的生平及其在计算机科学领域的重要贡献。
一、艾伦·图灵的生平艾伦·图灵于1912年出生在英国伦敦。
他在剑桥大学读书期间展现出非凡的数学天赋,并在短时间内取得了卓越的成绩。
他对数学的热爱和才华使他在剑桥期间迅速崭露头角,并开始致力于解决复杂的数学难题。
二、早期贡献:图灵机的提出艾伦·图灵在1936年提出了著名的“图灵机”概念,这被认为是现代计算机的理论基础。
图灵机是一种抽象的、理论性的计算模型,它具有存储、处理和控制机制。
图灵通过图灵机的提出,实现了对通用计算机的理论构想,这对后来的计算机科学发展起到了重要的推动作用。
三、第二次世界大战期间的贡献在第二次世界大战期间,艾伦·图灵作为英国情报机构的一员,在破解纳粹德国的通信密码方面起到了至关重要的作用。
他领导了团队开发了著名的“图灵机器”,用于解密纳粹的恩尼格玛密码机,对盟军最终获得胜利做出了重要贡献。
图灵机器的破译工作为现代密码分析和密码学的发展奠定了基础。
四、图灵试验与人工智能艾伦·图灵在1950年提出了著名的“图灵试验”,这用于判定一台计算机是否具有智能。
图灵试验的基本想法是通过与计算机进行对话来判断其是否能够模拟人的智能。
这一概念对人工智能的发展有着深远的影响,推动了计算机科学领域对人工智能的研究和开发。
五、对计算机科学的影响艾伦·图灵为计算机科学的发展做出了深远的贡献。
他的图灵机理论奠定了计算机科学的基础,为计算机的设计与开发提供了理论指导。
同时,他对密码学、人工智能等领域的研究也推动了这些领域的发展。
六、遗憾与牺牲尽管艾伦·图灵为计算机科学作出了重大贡献,但他的晚年却饱受痛苦和不公。
伟大的计算机之父,我们永远的英雄——阿兰·麦席森·图灵阿兰·麦席森·图灵(Alan Mathison Turing),生于1912年6月23日,逝于1954年6月7日,被誉为“计算机科学之父”和“人工智能之父”。
虽然早在1954年,他的人生已划上终点,但他提出的关于“人工智能”“计算机”和“算法”的核心概念依然闪耀着划时代的光芒[流星] 曾获得“图灵奖”,创立了TCP/TP协议并被称为“互联网之父”的文特·瑟夫曾说:他是我们的传奇,我们的英雄。
人物年表:1931年-1934年,在英国剑桥大学国王学院(King's College)学习。
图灵考进了剑桥大学的“国王学院”专攻数学。
1932年-1935年,主要研究量子力学、概率论和逻辑学。
1935年,年仅23岁的图灵,被选为剑桥大学国王学院院士。
1936年他来到美国的普林斯顿大学攻读数学博士学位。
1936年,图灵向伦敦权威的数学杂志投了一篇论文,题为“论数字计算在决断难题中的应用”。
1936年-1938年,主要在美国普林斯顿大学做博士研究,涉及逻辑学、代数和数论等领域。
1938年,图灵学成后又回到他的母校剑桥大学国王学院,作为那里的研究员,他继续他在逻辑与数论方面的理论研究。
1938-1939年,返回剑桥从事研究工作,并应邀加入英国政府破译二战德军密码的工作。
1939年,第二次世界大战爆发后,英国对德宣战,图灵随即应征入伍,正式到“政府编码与密码学院”服役。
1940年-1942年,作为主要参与者和贡献者之一,在破译纳粹德国通讯密码的工作上成就杰出,并成功破译了德军U-潜艇密码,为扭转二战盟军的大西洋战场战局立下汗马功劳。
1942年,他曾赴美数月,目的是使两国的语音加密系统能够协调兼容,以便在联合对付德军的U-潜艇危机方面建立两国最高层的情报共享,以及为英国丘吉尔首相和美国罗斯福总统建立秘密安全通话热线。
计算机世界第一人- 艾兰・图灵他的英年早逝,像他横溢的才华一样,令世界吃惊与难以置信.生命虽然短暂,但那传奇的人生,丰富多彩的创造力和智慧而深邃的思想,使他犹如一颗耀眼的明星,持续地照耀着人间后世在科学的浩瀚太空里探索未来的人们.自上个世纪60年代以来,计算机技术飞速发展,信息产业逐渐成为影响人类社会的最重要的工业之一.支持技术与工业发展的理论基础是计算机科学.众所周知,“诺贝尔奖”是世界上最负盛名的奖项,但仅用于奖励那些在物理、化学、文学、医学、经济学与促进世界和平等方面做出开拓性重大贡献的人士.“图灵奖”则是计算机科学领域的最高奖项,有“计算机界诺贝尔奖”之称.设立这个大奖,既是为了促进计算机科学的进一步发展,也是为了纪念一位天才数学家、计算机科学的奠基人艾兰·图灵,本文的主人公.图灵是举世罕见的天才数学家和计算机科学家,仅仅在世42年.他的英年早逝,像他横溢的才华一样,令世界吃惊与难以置信.生命虽然短暂,但那传奇的人生,丰富多彩的创造力和智慧而深邃的思想,使他犹如一颗耀眼的明星,持续地照耀着人间后世在科学的浩瀚太空里探索未来的人们.伦敦的神童思维可以像袋鼠般地跳跃艾兰·图灵,1912年6月23日出生于英国伦敦一个“书香门第”,家族成员里有三位当选过英国皇家学会会员,他的祖父还曾获得剑桥大学数学荣誉学位.可他父亲居里欧的才能十分平常,数学尤其糟糕,正负数的乘法运算就把他弄得焦头烂额.但他倒能踏实办事,于是被政府派到英属殖民地印度去当一名小公务员.图灵很小的时候就表现出与众不同的天分,在他三四岁的时候自己学会了阅读,读的第一本书叫做《每个儿童都该知道的自然奇观》.他特别喜欢数字和智力游戏,并为之着迷.图灵自幼充满好奇与想象,母亲回忆说:“他把一个玩具木偶的胳膊、腿掰下来栽到花园里,期待能'生长'出更多的玩具木偶,那年他3岁.”图灵(左一)和布雷契莱园的同事6岁正式读书后,图灵越发显得智力超群,校长和老师都注意到这个特殊的小孩.8岁时,他写了他的第一篇“科学”短文,题目叫《说说显微镜》.图灵从小喜欢体育运动,尤其酷爱足球.可是在和小朋友们踢足球的时候,他并不热衷于上场,而是更喜欢在场外担任巡边,为的是能有机会观察、估算每次足球飞出边界的角度,他从中获得了极大的乐趣,乐趣就在于能够一眼看出问题的答案.图灵天生悟性过人,16岁就能弄懂爱因斯坦的相对论,并且运用那深奥的理论,独立推导力学定律.有一年,图灵参加了地区的中学数学会考.阅卷结束,没有任何学生能够答对所有的问题,主考官员却发现图灵的答卷上,所有的答案完全正确,可没有任何中间步骤.主考官员心中疑惑,但办事认真负责,亲自到学校找校长和老师核查有无作弊行为.老师们却见怪不怪,心中有数.一位教过图灵的老师告诉主考官员:“这孩子的思维超常.我给学生们出了个光学的难题,图灵竟不假思索,立即算出了正确答案.可是当我要他给出计算过程时,他却回答不出,那必须要运用几个图灵没有学过的光学公式.几天之后,图灵竟然把光学公式自己推导出来了.”老师们说:“艾兰的思维可以像袋鼠般地跳跃.”1124--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------剑桥大学的高材生,国王学院最年轻的研究员1931年,图灵考进了剑桥大学,在该大学的“国王学院”专攻数学.剑桥是他这一生学术生涯的起点.那儿有自由的学术环境,他如饥似渴地阅读一切感兴趣的书籍,甚至是刚刚出版上市的天才大数学家冯·诺依曼的新作《量子力学的逻辑基础》.除了数学与物理之外,他的兴趣比中学时代广泛了许多,例如对哲学也产生了兴趣,他选修了哲学大师维特根斯坦教授的“数学的哲学”课,还成为那班上最出色的学生.哲学与数学在逻辑学上有交汇.剑桥大学的大数学家罗素和怀特海创立了“数理逻辑学”.这是一门非常抽象、讲究逻辑思维、令人煞费脑筋且望而生畏的学科.但是图灵一听就懂了,而且立刻发生兴趣.这里,为便于读者认识图灵,我想对“数理逻辑学”多说两句.这个学科的创建,起源于一个逻辑上的“悖论”.为了非专业人士都能明白逻辑悖论的含义,哲学家或者数学家喜欢用讲故事的办法来解释它.一个经典的故事是:村子里有位理发师,他为而且只为村子里所有那些不给自己理发的人理发.现在的问题是,谁为理发师理发?假定理发师为自己理发,那么依照理发师“只为不给自己理发的人理发”的规定,由此推理得出结论:理发师是不为自己理发的人,这与假定矛盾;或者假定理发师不为自己理发,那么依照理发师“为所有不给自己理发的人理发”的规定,由此又推理得出结论:理发师应该为自己理发,这又与假定矛盾.所以,不论怎么假定,也就是说不论谁为理发师理发,都要出现不能自圆其说的结论.图灵在家中花园闲坐在数学的逻辑推理上会出现类似的悖论,1899年德国大数学家康托发现了一个悖论,英国大数学家罗素在1902年又发现了一个不同的悖论.人人皆知,整个“数学大厦”就建筑在严格的逻辑推理的基础之上.逻辑推理出现悖论,对数学的逻辑推理与证明的打击是致命的.数学家们十分担忧,数学的基础出现了非同小可的麻烦,“数学大厦”会因悖论的存在而坍塌.于是,他们都想方设法去修补数学基础,以避免在逻辑推理过程中产生悖论.例如,康托发表专著《集合论》,罗素与怀特海联合撰写三卷《数学原理》,都为完善数学基础做出了不可磨灭的贡献,创立了一门有关数学基础的学科“数理逻辑学”.剑桥大学是“数理逻辑学”的发源地与大本营,一群聪明而勤奋的青年数学家聚集在数学泰斗罗素教授的周围,图灵是其中的佼佼者.他在剑桥如鱼得水,4年的大学教育,给他结结实实地打好了学术基础,毕业后留校执教,不到一年工夫,他就有所创造,发表了几篇很有分量的数学论文,崭露头角.1935年,刚刚毕业,年仅23岁的图灵就被剑桥大学国王学院甄选为研究员,成为剑桥大学有史以来最年轻的研究员.为此,剑桥大学特地宣布放假半天以示庆贺.罗素教授也异常器重图灵,安排图灵讲学授课.同年,图灵又因他在“概率论”上的成就,荣获“斯密思奖”.图灵在数学,尤其是在“数理逻辑学”方面的深厚功底,令他几年后终于厚积薄发,一举成为计算机科学的创始人.普林斯顿的数学博士计算机科学的开路先锋图灵继续在他的学术道路上飞跃,他要扩大他的学术视野.1936年他来到美国的普林斯顿大学攻读数学博士学位,他的研究涉及逻辑学、代数和数论等等领域,成绩卓著,鹤立鸡群.在同一个城市,有个普林斯顿高等研究院,那里聚集着当时最优秀的数学家和物理学家.世纪天才冯·诺依曼教授当时正在该研究院主持数学研究.他看过图灵的论文后极为赞赏,惺惺相惜,极力邀请图灵毕业后到普林斯顿高等研究院工作,做他的研究助手.冯·诺依曼虽然也很年轻,但已经出类拔萃,大红大紫.给冯·诺依曼当研究助手是令多少年轻学者梦寐以求的事情,然而图灵心系剑桥,执意要回到母校任教,令冯·诺依曼教授惋惜不止.惋惜的远不止冯·诺依曼,不知有多少学者发出叹息,当年两位科学奇才没能走在一起.尽可以想象,由于两大世纪天才的合作,数学、计算机科学等等会获得怎样的发展?“1加1定会大于2”,两颗灿烂的巨星一处发光,将会把科学的天空照耀得更加明亮.图灵先知先觉,是走在时代前面的天才.在电子计算机远未问世之前,他居然就会想到所谓“可计算性”的问题.物理学家阿基米得曾宣称:“给我足够长的杠杆和一个支点,我就能撬动地球.”类似的问题是,数学上的某些计算问题,是不是只要给数学家足够长的时间,就能够通过“有限次”的简单而机械的演算步骤而得到最终答案呢?这就是所谓“可计算性” 问题,一个必须在理论上做出解释的数学难题.经过智慧与深邃的思索,图灵以人们想不到的方式,回答了这个既是数学又是哲学的艰深问题.1936年,图灵在伦敦权威的数学杂志上发表了一篇划时代的重要论文《可计算数字及其在判断性问题中的应用》.文章里,图灵超出了一般数学家的思维范畴,完全抛开数学上定义新概念的传统方式,独辟蹊径,构造出一台完全属于想象中的“计算机”,数学家们把它称为“图灵机”.这样的奇思妙想只能属于思维像“袋鼠般地跳跃”的图灵.著名的“图灵机”的概念在数学与计算机科学中的巨大影响力至今毫无衰减.“图灵机”想象使用一条无限长度的纸带子,带子上划分成许多格子.如果格里画条线,就代表“1”;空白的格子,则代表“0”.想象这个“计算机”还具有读写功能:既可以从带子上读出信息,也可以往带子上写信息.计算机仅有的运算功能是:每把纸带子向前移动一格,就把“1”变成“0”,或者把“0”变成“1”.“0”和“1”代表着在解决某个特定数学问题中的运算步骤.“图灵机”能够识别运算过程中每一步,并且能够按部就班地执行一系列的运算,直到获得最终答案.“图灵机”是一个虚拟的“计算机”,完全忽略硬件状态,考虑的焦点是逻辑结构.图灵在他那篇著名的文章里,还进一步设计出被人们称为“万能图灵机”的模型,它可以模拟其他任何一台解决某个特定数学问题的“图灵机”的工作状态.他甚至还想象在带子上存储数据和程序.“万能图灵机”实际上就是现代通用计算机的最原始的模型.图灵的文章从理论上证明了制造出通用计算机的可能性.几年之后,美国的阿坦纳索夫在1939年果然研究制造了世界上的第一台电子计算机ABC,其中采用了二进位制,电路的开与合分别代表数字0与1,运用电子管和电路执行逻辑运算等. ABC是“图灵机”的第一个硬件实现,看得见,摸得着.而冯·诺依曼不仅在上个世纪40年代研制成功了功能更好、用途更为广泛的电子计算机,并且为计算机设计了编码程序,还实现了运用纸带存储与输入.到此,天才图灵在1936年发表的科学预见和构思得以完全实现.图灵当年那篇划时代的抽象数学论文,原本是为了解决数学上的一个基础性理论问题,并非是研制一台具体的计算机.科学发展史不断地告诉人们:许多重大的科学发明,往往是理论研究开路在先,工程技术实现在后.“万能图灵机”再一次令人们信服基础理论在科学发展道路上的决定性作用.图灵当年的纸上谈兵,那好似空中楼阁般的“万能图灵机”,实际上是现代计算机原理与计算机科学的开路先锋.明白了图灵那无与伦比的贡献,人们就不难理解,何以冯·诺依曼对于“计算机之父”的桂冠坚辞不受.曾经担任过冯·诺依曼研究助手的美国物理学家弗兰克尔教授这样写道:“许多人都推举冯·诺依曼为'计算机之父',然而我确信他本人从来不会促成这个错误.或许,他可以被恰当地称为'计算机的助产士'.依我之见,正是冯·诺依曼使世界认识了由图灵引入的计算机的基本概念.”弗兰克尔教授此言不虚,在1949年,冯·诺依曼发表了一篇题为《自动计算机的一般逻辑理论》的论文,客观而公正地阐述了图灵在计算机理论上的重大贡献.他写道:“大约12年前,英国逻辑学家图灵就开始研究'可计算问题',他准确地给出了'自动计算机'的一般性定义.”冯·诺依曼宁愿把“计算机之父”的桂冠转戴在图灵头上.当然,这已经是在图灵离开普林斯顿十来年以后的事了,他当年在普林斯顿并没有像后来那样受人景仰.图灵曲高和寡,当年就能看明白他那篇文章划时代意义的,仅仅是少数杰出的数学家,如冯·诺依曼者.客观地说,图灵、阿坦纳索夫、冯·诺依曼三人,都是计算机的先驱,计算机科学的奠基人,他们的伟大贡献被永远载入计算机的发展史中,若被称为“计算机之父”,他们都当之无愧.尤其是艾兰·图灵与冯·诺依曼,他们好似是计算机科学浩瀚星空中相互映照的两颗超级明亮的巨星.“政府编码与密码学院”的灵魂欧洲的战事因之至少提前两年结束1938年,图灵学成后又回到他的母校剑桥大学国王学院,作为那里的研究员,他继续他在逻辑与数论方面的理论研究.在以后不到两年的时间里,图灵又连续发表了几篇很有分量的数学论文,为他赢得了更大的声誉.与此同时,图灵开始秘密地为英国“政府编码与密码学院”工作,研究“密码学”理论和实用的编码技术.第二次世界大战爆发后,英国在1939年对德宣战,图灵随即应征入伍,正式到“政府编码与密码学院”服役.“政府编码与密码学院”实际上是英国的战时情报中心,该学院的重要情报可直接送给首相丘吉尔.虽然参军服役,图灵却没有离开剑桥,每天上班的地方是一个对外称为“布雷契莱园”的庄园,他和同事们的主要任务是破解德军的军事密码,那得靠数学工具和数学家的智慧.任务极具挑战性,对手非常不简单:德国人在二战之前研制成功了一种密码电报机,它能把平常的语言文字(俗称“明文”),自动转变为代码(俗称“密文”),再通过无线电或电话线路秘密传送出去.“密文”即使被他人截获,也令人不知所云,如“谜”一般.这个设计精密、似乎无懈可击的密码电报机,因之被称为“谜”,德国人洋洋得意.常言说得好:“一物降一物”,“谜”的克星就是大天才图灵.图灵在布雷契莱园领导着一个200来位密码专家的队伍,成功破解了“谜”的秘密.而德军却还毫无觉察,继续用“谜”传输军事情报,因此泄露了大量的军事机密,导致在战事上屡屡挫败.英军则节节胜利,屡建战功.功劳首推图灵,虽然未去前线杀敌,也从未荷枪实弹,但图灵一介书生,堪敌百万雄兵.1942年,他曾赴美数月,目的是使两国的语音加密系统能够协调兼容,以便在联合对付德军的U-潜艇危机方面建立两国最高层的情报共享,以及为英国丘吉尔首相和美国罗斯福总统建立秘密安全通话热线.当时美国的语音加密系统庞大,要占据一个大房间;而图灵为英国研制的系统,则轻巧如一台打字机.就在图灵出差期间,德国海军突然更新加密系统,提高了密码的复杂度,图灵手下那200多位专家为此绞尽脑汁,仍束手无策.一直等到图灵回国,亲自出马,难题才迎刃而解,令同侪极为惊佩.在布雷契莱园,无论年长年幼,大家一律称呼图灵为“教授”,足见其威望之高.至于图灵是如何破译德军密码的,由于英国政府严格的保密法令,一直没有公之于世,图灵如何破译“谜”也成了一个永远的“谜”.我们仅仅知道,为提高实际破译的速度,他和布雷契莱园的同事们首先研制了一台密码破译机,取名“邦比”,后来又研制出一台专门破译密码的电子计算机,取名“巨人”.它们使“政府编码与密码学院”如虎添翼——过去每月大约能够破译39,000条截获的密码情报,后来提升到84,000条,差不多每两分钟就能破译一条.而立之年的图灵已经成为“政府编码与密码学院”总顾问,全面影响着布雷契莱园的运作.德国人在二战后期,又研究开发了一个代号为“鱼”的密码系统,十分复杂,比“谜” 更为“安全”,是德军最高统帅部和希特勒本人专用的密码.“鱼”也难逃“法网”,被图灵成功破解粉碎,时间恰恰赶在盟军诺曼底登陆的前夕.图灵和他的同事在搜寻与打击德军的U-潜艇、协助盟军诺曼底登陆等重大军事行动中发挥了关键作用.人们估计:“政府编码与密码学院”的工作使欧洲的战事至少提前两年结束.图灵也因此在1946年获得“OBE”,即“不列颠帝国勋章”,那是英国皇室给予为国家和人民做出巨大贡献、立下大功的人士的荣誉.布雷契莱园的教授大智若愚图灵在剑桥是个家喻户晓的人物,可能有人不知他的姓名,但妇孺皆知布雷契莱园有位“教授”,是个科学奇才.图灵或者“布雷契莱园的教授”的那些逸闻趣事,至今仍被人们津津乐道.大智若愚,行为“怪异”似乎是天才人物的“通病”.让我们来想象一下这位天才科学家的模样.曼彻斯特大学的教授、图灵的朋友这样描写:“图灵生得前庭饱满,下颌方圆,头型曲线真漂亮,令人难忘.一头褐发,迷人的碧眼闪闪发光,坚毅的下巴,是个帅气十足的男子汉.可他的穿着过于随意,毫无章法,有时身上披上一件过时的大衣,直接套在雪白而考究的衬衣外面.图灵不苟言笑,尤其不喜欢与陌生人谈话,那时他会拘谨、口吃,就越发羞怯腼腆,总在啃自己的指甲,躲避着生人的目光.然而,若是在信任的好友中间,他那闪电般的思维,跳跃而深邃;坦诚的言词,滔滔不绝;独到的见解,永远出人意料.图灵超群的智慧与平易的谈吐总带给朋友们极大的享受.”据说,图灵有一辆破旧的自行车,那是他上下班的交通工具.这辆车子经常掉链子,他却懒得把车送去修理,而是想办法对付它.他发现总是骑到一定的圈数时,链子就掉下来.于是他在骑车时就特别心中计数,边骑边数脚蹬子轮盘转过的圈数,就在链子快要掉下前一刹那戛然停车,倒一下脚蹬子轮盘,上车再骑.图灵就这样一路走走停停,链子再也掉不下来了.后来他还在脚蹬子旁边安装了一个小巧的计数器,代替心中计数.图灵愚耶?智耶?图灵故居揭牌图灵有花粉过敏的毛病,一到春暖花开时节,五官奇痒难耐,眼泪鼻涕不止,痛苦不堪.而图灵又拒绝使用脱敏药物,因为那些药物会令他昏昏欲睡,头脑不清.于是,每当花粉严重的季节,他骑车上下班时就戴上防毒面具,十分抢眼:他为剑桥制造了一道街景奇观.由于战争时期瓷器奇缺,为了防止茶杯丢失,他居然弄来一条铁链,把茶杯锁定在暖气管子上,此事成为布雷契莱园的笑谈.图灵大事清楚,小事糊涂,闹过不少笑话.二战爆发后,人人皆知英国无法抵御德寇入侵,伦敦等地很可能沦陷.覆巢之下,焉有完卵,银行也必被法西斯鲸吞.英国人只好纷纷提出存款,自己保管.图灵则把存款兑换成两个大银锭,分别埋藏在两处树丛中,作上标记,并且绘制一份秘密位置图,以为万无一失.然而在战争结束后,图灵按图索骥,却无论如何也找不到原来埋藏银锭的地方.战争期间,伦敦虽然没有沦陷,却未能躲过德军的狂轰滥炸.轰炸后,伦敦陷于火海.许多原来用于定位的参照物发生了改变,甚至完全消失了.图灵智者千虑,却没想到他的秘密位置图变得毫无用处.图灵不甘心,自制一台金属探测器,在树丛中广泛搜索.无奈可能的目标范围太大,他徒劳无功,铩羽而归,着实沮丧了几天.图灵自幼喜爱运动,战后更加热爱越野长跑.他经常参加业余高手们的越野长跑训练和竞赛.即使去参加学术会议,同事们都是搭乘公共交通工具,而图灵则舍代步而跑步,而且还是第一个到达会场.要不是因为受伤,他会代表英国去参加1948年的奥林匹克运动会的.曼彻斯特大学的人工智能之父机器能思考1945年二战结束,图灵复员,随后被英国国家物理实验室聘为高级研究员,他于是又回到出生地伦敦,专心研究计算机理论.计算机的研究在当时属于绝密,他撰写的论文都没有公开发表.我们所知道的是,当年图灵写了若干份“内部报告”,明确提出了“自动程序”的概念,在1970年得以解密,后来收入爱丁堡大学的《机器智能》论文集中.理论上的准备已经充分,而且在战争时期已经具有运用计算机的经验,此时的图灵对计算机的发展前景胸有成竹,他兴致勃勃地拟订了一份“自动计算机(ACE)” 的设计方案,完整地描绘出通用数字电子计算机的结构.要知道,早在10年前他就提出了抽象的“万能图灵机”概念,然而观念超前,和者盖寡.如今他要亲手把那虚无缥缈变成现实.此时的图灵更注意到存储量与运算速度是计算机的核心,他设计的ACE在性能上,大体相当于上个世纪80年代美国苹果公司研制的个人电子计算机“麦金塔”.图灵实在太超前了,国家物理实验室认为制造原原本本的ACE在工程与技术方面过于困难,知难而退,仅仅制造了一台简化了的ACE,其运算速度和存储量均大为逊色.图灵在曼彻斯底的故居尽管不如图灵所愿,但这台ACE毕竟是图灵研制成功的第一台公开对外的电子计算机.况且ACE一鸣惊人,被公认为是当时世界上最快的电子计算机之一.图灵特别满意它的存储功能,骄傲地向参观者介绍:“它能十分轻松地记忆任何一本小说中的10 页内容,一字不差!”这在半个世纪以前是多么了不起的奇迹!图灵和他的ACE惊呆了参观者.国家物理实验室的保守态度与故步自封,使它在后来国际计算机发展的竞赛中被淘汰出局.图灵爱莫能助,英雄无用武之地,他选择了“跳槽”.1946年,英国皇家学会成立计算机实验室,设在曼彻斯特大学,一时群英荟萃,成为英国计算机事业的中心,总负责人是图灵在“政府编码与密码学院”的老同事和好朋友纽曼教授.图灵是皇家学会计算机实验室的常务副主任,实际上的负责人.图灵成为实验室的灵魂,他的计算机理论指导着实验室的发展,世界上第一台商业计算机“马克一号”即在这里问世.大凡每一个新学科出现,总有天才人物披荆斩棘做开路先锋,那需要常人所不具备的敏锐、远见和想象力.图灵的兴趣与志气绝不仅仅在于制造出性能超群的机器,那是一般的科学家和工程师们的事情.图灵所关注的问题,远非计算机本身,而是极富远见地设想计算机可以做什么,例如,从数字计算到代数运算,破译密码,处理文档资料,甚至下棋等等.他运用那时仅有的计算机“马克一号”去模拟生物生长的某些片段,尤其是接合子的基因如何决定动植物解剖结构的机制.这成为后来“仿真系统”和“人工生命”学科的起源.他在思考与探讨人脑与计算机之间的关联与互动.图灵在他的另一篇划时代的论文《机器能思考吗?》中,这样描述他的设想:“人的大脑好似一台巨型的电子计算机,初生婴儿的大脑皮层像'尚未组织好的'机器,可以经过训练,使之成为'组织好了的'类似于万能机(即万能图灵机)式的机器.” 早年在剑桥大学获得的数学与哲学方面的深厚功底又一次发挥了力量,图灵是当之无愧的现代“人工智能”之父.也正因为图灵和他的“人工智能”,电子计算机方有了另外一个名字:“电脑”.为了演示人机对话,图灵编写了一套象棋程序,当时却没有一台足够好的计算机去执行这个程序.于是图灵就亲自模拟计算机,严格执行他预先编写的程序走棋,模拟的“计算机”每走一步要用半小时.他就这样与同事下了一盘,结果“计算机”输了.图灵明确提出:“机器能思考”.或者说,具有人脑智力的机器才是图灵心目中真正的万能机.图灵没有说空话,他进一步给出机器是否具有人脑智力的判别法,后来被称之为“图灵测试”.在图灵的时代,全世界仅有的计算机中,当然没有一台能够通过“图灵测试”,那时计算机的水平与今天的不可同日而语.可那限制不了图灵的想象和预见,他相信在20世纪末,。
创新思维卓越贡献特立独行传奇人生纪念艾伦·图灵百年诞辰刘瑞挺/文艾伦·麦席森·图灵(Alan Mathison Turing)1912年6月23日生于英国伦敦梅达维洛(Maida Vale, London),今年正好是他100周年诞辰。
这位英国皇家学会会员、数学家、逻辑学家,被国际公认为计算机科学与人工智能之父。
正当他具有奔流不息的思维源泉和将其付诸实践的巨大热情时,1954年6月7日图灵在英国柴郡的韦姆斯洛(Wilmslow, Cheshire)住所不幸意外辞世,差半个月才满42岁,一代科学巨星陨落。
长期以来,人们把图灵看得很神秘、很古怪、很遥远,令人敬畏而难以理解。
褒者认为他是奇才,贬者认为他是畸才。
事实上,他的确是涉猎广泛的科学天才,不仅对数学及计算科学,而且对物理学(量子力学与相对论)、化学(类似炼金术士般着迷)、生物学(生物形态及数学生物学)都有浓厚的兴趣与创新。
他看似对人漫不经心,但极其友善诚恳。
他是世界级的马拉松运动员,却陷于同性恋的惩罚与折磨。
真是人无完人、金无足赤,我们知道达·芬奇也是同性恋者,艾萨克·牛顿曾是隐秘而执著的炼金术士。
伟大的科学家并不是神,我们应该把图灵还原成真实的人。
家族溯源(1316-)图灵的父系家族来自法国诺曼底,家谱可追溯至1316年。
14世纪初该家族来到苏格兰的阿伯丁郡(Aberdeenshire)。
家族的格言是:“幸运帮助有胆量的人”(拉丁文Fortuna audentes juvat)。
这个姓氏有几个拼法:Turyn、Turine、Turin、Turing,其中Turin是法国姓氏。
17世纪初,当时威廉·图灵(Sir William Turyn)从英王詹姆斯一世(1566-1625,其间1567-1625为苏格兰国王,1603年起为英格兰国王)接受了骑士爵位后,才在词尾加了“g”,成为后来的英国姓氏Turing。
人工智能先驱人工智能(Artificial Intelligence,简称AI)是一门研究如何使计算机可以像人类一样具有智能的学科。
它的发展自上世纪50年代以来,经历了数十年的探索和进步,如今已经在诸多领域展现出惊人的潜力。
本文将介绍几位人工智能领域的先驱人物,他们的贡献为AI的发展开辟了道路。
一、艾伦·图灵艾伦·图灵(Alan Turing)被誉为计算机科学之父,也是人工智能领域的先驱之一。
他在20世纪40年代提出了“图灵机”的概念,这是一种理论上的计算装置,为计算机科学奠定了基础。
此外,图灵还提出了“图灵测试”,用于评估计算机是否具有智能,成为判断人工智能发展的重要标志。
二、约翰·麦卡锡约翰·麦卡锡(John McCarthy)是AI领域的奠基者之一。
他于20世纪50年代提出了“人工智能”一词,并创办了世界上第一个人工智能实验室。
麦卡锡还开发了LISP语言,成为编写AI程序的重要工具。
他的贡献使得人工智能逐渐从理论走向实践,并推动了AI在学术界和产业界的发展。
三、马文·明斯基马文·明斯基(Marvin Minsky)被誉为“人工智能之父”。
他于20世纪60年代提出了“框架理论”,将知识表示为一系列相互关联的框架,为机器理解和推理提供了基础。
此外,明斯基还在视觉和语言领域做出了重要贡献,他的研究为后来的计算机视觉和自然语言处理打下了基础。
四、杰弗瑞·辛格杰弗瑞·辛格(Geoffrey Hinton)是深度学习领域的先驱之一。
他在20世纪80年代提出了“反向传播”算法,并将其应用于神经网络,从而极大地改善了神经网络的训练效果。
辛格的贡献使得深度学习成为人工智能的一个重要分支,广泛应用于图像和语音识别等领域。
五、安德鲁·吴安德鲁·吴(Andrew Ng)是人工智能教育的先驱者之一。
他创办了Coursera在线教育平台上的机器学习课程,并帮助许多人进入人工智能领域。
纪念计算机科学之父艾伦•图灵100周年诞辰今天是中国传统节日端午节,国内很多搜索引擎纷纷换上了端午节logo,而谷歌更换的logo则是为了纪念计算机科学之父艾伦·图灵,该logo是一个图灵机模型,一条纸带被分成多个小格,可以用鼠标操作模拟修改格子里值。
今天是图灵诞辰100周年纪念,对于谷歌这样的计算机科技企业来说,这一doodle确实意义非凡。
艾伦·图灵为计算机科学的发展做出了突出贡献,而其因同性恋身份遭受的迫害也颇为人唏嘘,一起来看看他的身平介绍吧!Alan Turing was a remarkable British hero who helped create the modern world. Now known as the father of computer science, his inventions contributed greatly to the groundwork for the modern computer.艾伦·图灵是帮助开拓现代世界的英国英雄。
被称为计算机科学之父的他为现代计算机的基础工作做出了卓越贡献。
Born on June 23rd, 1912, in Maida Vale, Alan Turing grew up in Hastings. He displayed great individuality from a young age. At 14 he went to Sherborne School in Dorset. On discovering that there would be a general strike on his first day he took it upon himself to cycle the 60 or so miles to school on his own.图灵于1912年6月23日出生于麦达维尔,后在黑斯廷斯长大。
灵计算机科学的先驱在当今数字时代,计算机科学已经成为了现代社会的重要组成部分。
而在计算机科学的发展历程中,有一些先驱人物对于这个领域的发展做出了突出的贡献。
他们的理论和实践成果不仅推动了计算机科学的发展,也对不同领域的应用产生了深远的影响。
一、阿兰·图灵阿兰·图灵(Alan Turing)被公认为计算机科学的奠基人之一。
他在理论计算机科学和人工智能领域做出了重要贡献。
图灵的最重要的贡献之一是提出了图灵机的概念,这是一种能模拟任何可行计算机算法的理论机器。
图灵还提出了“图灵完备性”的概念,即一个系统只有具备与图灵机等价的计算能力时,才能实现算法的通用计算。
此概念对于后来计算机体系结构的设计和编程语言的发展产生了深刻的影响。
二、冯·诺依曼冯·诺依曼(John von Neumann)是计算机科学和应用数学领域的杰出学者和先驱之一。
他是现代计算机体系结构设计的奠基人之一。
冯·诺依曼结构的计算机采用了存储程序的概念,即将指令和数据存储在同一个存储器中,这种结构成为了当今计算机的基本架构。
冯·诺依曼还对编程语言的发展做出了重要贡献,他提出了高级程序设计语言的概念,并设计开发了世界上第一种编译程序,使得人们能够用更自然、更高级的语言来编写程序,大大提高了编程效率。
三、艾伦·肯伯格艾伦·肯伯格(Alan Kay)是图形用户界面(GUI)的先驱之一,他的工作为计算机人机交互提供了重要的基础。
肯伯格提出了“个人电脑”的概念,并设计了Smalltalk编程语言和Dynabook的概念原型。
肯伯格的工作对当今计算机图形界面和人机交互技术的发展产生了深远的影响,使得计算机技术更加普及和易用,改变了人们与计算机交互的方式,极大地促进了计算机科学在各个领域的应用。
四、杰克·科恩杰克·科恩(Jack St. Clair Kilby)是集成电路的先驱之一,他发明了第一块可用的集成电路芯片。
西北大学信息科学与技术学院“大学生IT创新教学实践”活动培养好的心智与理想拥有丰富的专业理论知识与实践能力锻炼强健的身体学术报告会图灵(Alan Turing)的伟大贡献--纪念图灵诞辰100周年郝克刚2011.10.图灵和图灵机•就如同文学院的学生都熟悉曹雪芹和红楼梦,物理系的学生都熟悉爱因斯坦和相对论一样,•计算机有关专业和学科的学生,不能不知晓计算机和计算机科学理论的奠基人图灵以及图灵机等的基本知识和概念。
1912-1954图灵(Alan Turing)•英国数学家图灵(Alan Turing)是计算机和计算机科学理论的奠基人。
•他出生于1912年6月23日,明年是他诞辰100周年。
•为了纪念他对计算机科学的伟大贡献,从今年年底开始世界计算机界要举行一系列的纪念活动,。
2012年是图灵年Alan Turing Year提纲:一串待思考的问题1.图灵的生平2.什么是图灵机和通用图灵机3.为什么说它是电子计算机的理论基础4.有超越图灵机计算能力的模型吗5.是否存在计算机不可解的问题6.怎么度量计算的能力和复杂度7.图灵测试,计算机能思维吗8.图灵奖,对年轻人的期盼和希望1.图灵的生平•图灵Alan Mathison Turing 1912年6月23日出生于英国伦敦近郊。
•父亲是英国驻印度的官员。
寄养在别人家中。
•1926年后中学寄宿,喜欢赛跑。
剑桥大学King…s College•1930年图灵进入剑桥大学King‘s College攻读数学。
1934年他22岁时,完成了学位论文,图灵机器概念的提出•1935年图灵对数理逻辑发生兴趣。
1936年发表“论可计算数及其在判定问题中的应用”一文。
•图灵机器就是为此提出的一个概念。
论文发表后引起美国科学家的重视,应邀到美国普林斯顿大学,1938取得博士学位破译了德军密码光荣受勋•1938年回英国剑桥大学。
1939年进入英国政府的一研究机构,破译了德军密码,战后光荣受勋。
•战后进入英国国家物理实验室,开始了设计和建造英国的电子计算机工程(ACE)。
1951被选为英国皇家学会院士。
•1954年6 月7日因吃了含氰化物的苹果,在家中死亡,享年不足42岁。
死因成不解之谜。
自杀或意外。
2008.9布朗的政府道歉。
2. 图灵机和通用图灵机•图灵机器是图灵在他的论文中提出的一个抽象的计算机模型。
模型非常简单,由下面几部分构成:•n个符号S={s1,…,s n},其中有空格符号b∈S ;•m个状态Q={q1,…,q m},其中有初始状态q∈Q1无穷长的由格子组成的带子。
•一条两个方向或一个方向是潜在无穷长的由格子组成的带子。
•每个格子可存放一个符号。
•带子边附有一个读写头,q j Si•读写头处于某个状态并指向某个格子,•可以读写所指格子上的符号,•并在带子上左右移动。
一组有穷条形如下式的规则:•si,qj sk,ql,d.其中d=H,L或R.•执行开始时,在图灵机带子的一串格子上放上由符号(除b外)组成的初始字。
读写头处于初始状态q1 ,并指向初始字的第一个格子。
•然后如下执行。
如果所指的符号是si, 读头的状态是qj,✓在所指格子上写符号sk,读头变换状态为ql,✓根据d的值(d=H,L或R)读头位置保持不动(H),左移(L)或右移(R)一格。
图灵机器演示s i j S :{ s 1,…,s n }Q :{ q 1,…,q m }…s i ,q j s k ,q l , d其中d = H,L 或Rs k q lq l q l …通用图灵机的概念演示•存在这样的一个图灵机T,称为通用图灵机(Universal Turing Machine ) :•对任给的图灵机A,只要把它(A)的规则和初始字,并列起来作为通用图灵机T的初始字,让通用图灵机T运行,运行结果就是图灵机A的运行结果。
•正是这个思想奠定了10年后通用电子计算机出现的理论基础。
3.电子计算机出现的理论基础•第一台电子数字计算机ENIAC (ElectronicNumerical Integrator andComputer) 1946.2 诞生于美国宾州大学莫尔学院。
•ENIAC是一台为各种炮火计算弹道的专用计算机,程序是用外接电路板输入。
•后查证,世界上第一台专用电子计算机,1939 年爱荷华(Iowa)州立大学用电子管开发了Atanasoff –BerryComputer(简称ABC),另外,二战中德国也研制了计算机。
冯·诺伊曼的设计思想•1945年冯·诺伊曼(Von Neumann)发表“关于离散变量自动电子计算机的草案”。
最早提出“存储程序式”的通用计算机的设计思想。
•计算机EDVAC (Electronic DiscreteVariable Automatic Computer) 由他设计的,建造合同1946 年4 月签订。
预算是十万美元,但最后耗资五十万。
•1949 年8 月交付美国军队的弹道研究实验室,1951 年开始运行。
1903-1957冯·诺伊曼的设计思想来自图灵•第一台“存储程序式”计算机。
EDSAC (Electronic DelayStorage Automatic Calculator)英国剑桥大学威尔克斯(MauriceVincent Wilkes)领导设计和制造的, 1949年5月6日试运行成功。
1951年批量生产投入市场•但是他的设计思想完全来自冯·诺伊曼的EDVAC的设计。
•而冯·诺伊曼的设计思想却又来自图灵1936年的文章中引入的概念—图灵机器和通用图灵机。
图灵机奠定了通用电子计算机设计的理论基础•之所以这么快就由硬件连线构成的专用计算机过渡到“存储程序式”的通用计算机,完全归功于通用图灵机概念的引入。
•因而我们说,是图灵的图灵机理论奠定了通用电子计算机设计的理论基础。
这种理论准备同电子技术的结合才最终产生了20世纪最伟大的奇迹。
最早设计可编程计算机•巴贝奇Babbage是最早设计可编程计算机的人。
•他设计了分析机,以蒸汽为动力的计算器械,目的是编制各类数学表,可用穿孔卡写出程序控制计算过程;说明计算过程可自动化。
•描述了一系列设计,到1871年Babbage死去还未造出机器。
Charles Babbage1791-1871历史上第一个编程序的人•Augusta Ada King充分了解Babbage机器,1842年-1843年的9个月里,她在一篇文章的注记中用分析机器的指令写下如何计算伯努利(Bernoulli)数的详细步骤,这证明了分析机器的能力.•史学家们认为这注记是历史上第一个程序。
•1979年,美国国防部以她的名字命名了他们的语言Ada语言•1998 年起英国计算机学会建立Ada 奖。
由2008 年起搞一年一度的女学生计算机科学竞赛。
Augusta Ada King1815-18524.有超越图灵机计算能力的模型吗•图灵机是为直观的“计算”给出一个严格的形式化的定义。
它的神妙之处还在于它的组成和执行规则相当简单,但是功能却非常强大。
•试图对其扩展来扩大它的计算能力都不成功。
•例如多增加几个无穷长的带子和读头,最后证明它的计算能力还是等价于原来的图灵机。
•即使是非确定的图灵机的能力也等价于确定的图灵机。
丘奇-图灵论题•图灵1937年被邀请到美国普林斯顿和丘奇(Alonzo Church)一起合作,他们提出了一个后来被叫做丘奇-图灵论题。
•这个论题断言图灵机同直观的有效的函数计算具有等价的问题求解机制。
即所有“能解”的问题都存在一个图灵机,只要把问题放在图灵机带子上,若有解则停机后带子内容即是解答。
1903-1995•这个断言叫做“论题”是由于他无法严格证明。
全都被证明同图灵机等价•那个时代和后来曾经提出过不少的形式化计算模型,如λ演算、递归函数、正规算法、POST系统、递归算法(胡世华)等,•全都被证明同图灵机等价。
•这些事实在一定程度上加1912-1998强了这个论题。
有一些对此论题的质疑•当然在学界也有一些对此论题的质疑,•例如有人认为交互式机器超越了图灵机(Peter Wegner),•有人认为量子计算机,生物计算机可能会超越图灵机,但是这些意见都还没有能给出具有说服力的论证,从而也没有为普遍学者所认可。
•在纪念图灵诞辰100周年之际,关于是否有超越图灵机计算能力的模型也是一个争论的热门话题。
5.是否存在计算机不可解的问题•由于图灵机是为“计算”给出的一个严格的形式化的定义。
从而使严格证明某些问题是“不可计算”(“不可解”或“不可判定”)成为可能。
•要知道这种否定的证明通常是相当困难的,所以说这也是图灵的一个重要贡献。
许多实际数学问题是不可判定的。
•首先可以证明图灵机的停机问题是不可判定的。
•接着证明了推导系统的字的问题是不可判定的。
•后来又证明了逻辑系统以外的许多实际数学问题是不可判定的。
如有名的希尔伯特第十问题是不可解的,即不存在这样的算法,它能判定一个任意的丢番图方程(Diophantine Equation)是否有整数解。
David Hilbert 1862-1943丢番图方程(Diophantine Equation)•整系数代数多项式方程,有无整数解?•x2+y2=z2,勾3股4弦五5 中国古代已知有整数解。
•x n+y n=z n 在n>2时没有非零整数解,费尔马(Pierre de Fermat,1601-1665)猜想,隔了三百多年(1995)才得到证明。
•聪明的俄国年轻人马蒂亚塞维奇(YuriMatiyasevich,) 1970年(23岁)成功地证明了罗宾逊猜想,最终解决了希尔伯特第十问题,证明它是不可解的。
Matiyasevich1947-不可解的问题程度层次的不同,•即使是不可解的问题,也有程度层次的不同,克林(Stephen Kleene)曾对其进行了分层。
•笔者早期也曾涉及此类研究,提出过“可构造实数论中若干谓词在Kleen分层下所属的类型”(《数学学报》1964年第四期。
)6.怎么度量计算的能力和复杂度•图灵机的提出,影响深远,可以说它为以后整个计算机科学的研究奠定了重要的理论基础。
•例如关于形式语言和自动机的理论和算法复杂度的理论研究就以图灵机作为基础,它对计算机编译系统和操作系统技术以及应用软件的发展起着重要作用。
机器的计算能力•判断一类机器的计算能力,可以以其能计算的函数类型和所能接受的字的类型来划分。
•说某机器M 接受某个字w ,是指如果以字w 作为机器M 的输入(对图灵机来说就是作为他的初始字),运行后以某指定的接受状态结束计算。
也就是说,如果M 在其他状态结束计算,或计算不终止,则M不接受该字w 。