艾伦·麦席森·图灵(英文:Alan Mathison Turing,1912年6月23日-1954年6月7日),英国数学家、逻辑学家,被称为计算机科学父,人工智能之父。1931年图灵进入剑桥大学国王学院,毕业后到美国普林斯顿大学攻读博士学位,第二次世界大战暴发后回到剑桥,后曾协助军方破解德国的著名密码系统Enigma,帮助盟军取得二战的胜利。 1952年,英国振幅对图灵的同性恋取向定罪,随后图灵进行化学阉割(雌激素注射)。1954年6月7日,图灵吃下有氰化物的苹果中毒身亡,享年41岁。2013年12月24日,在英国司法大臣克里斯·格雷灵的要求下,英国女王伊丽莎白二世向图灵颁发了皇家赦免。 图灵对于人工智能的发展有诸多贡献,提出了一种用于判定机器是否具有智能化的试验方法,即图灵试验,至今,每年都有试验的比赛。此外,图灵提出的著名的图灵机模型为现代计算机的逻辑工作方式奠定了基础。 艾伦·麦席森·图灵,1912年6月23日生于英国伦敦。艾伦·麦席森·图灵少年时就表现出独特的直觉创造能力和对数学的爱好。 1926年,14岁的图灵考入伦敦有名的谢伯恩公学去学习,受到良好的中等教育,他在中学期间表现出对自然的极大兴趣和敏锐的数学头脑。 1927年末,年仅15岁的图灵为帮助母亲理解爱因斯坦的相对论,写了爱因斯坦的一部著作的内容提要,表现出他已具备非同凡响的数学水平和科学理解力。 图灵对自然可写的兴趣使他在1930年和1931年两次获得他的一位同学莫克姆的父母设立的自然科学奖,获奖工作中有一篇论文题为“亚硫盐酸和卤化物在酸性溶液中的反应”,受到了政府派来的督学的赞赏,对自然科学的虚拟光驱为他后来的一些研究奠定了基础,他的数学能力使他在念中学时获得过国王爱德华六世数学金盾奖章。 1931年,图灵考进剑桥国王学院,由于成绩优异而获得数学奖学金,在剑桥,他的数学能力得到充分的发展。1935年,他的第一篇数学论文“左右殆周期性的等价”发表于《伦敦数学会杂志》上。同一年,他还写出“论高斯误差函数”一文。这一论文使他又一名大学生直接当选为国王学院的研究员,并与次年荣获英国著名的史密斯(Smith)数学奖,成为国王学院声名显赫的毕业生之一。 1936年5月,图灵向英国权威的数学杂志投了一篇论文,题位《论数学计算在决断难题中的应用》。该文于1937年在《伦敦数学会文集》第42期上发表后立即引起了广泛的注意。在论文的附录里他描述了一可以辅助数学研究的机器,后来我们所熟知的电脑,以及还没有实现的”人工智能“都基于这个设想。这是他人生第一篇重要文章,也是他的成名之作。 1937年,图灵发表的另一篇文章“可计算性与λ可定义性”则拓广了丘奇(Church)提出的“丘奇论点”,形成“丘奇-图灵论点”,对计算机理论的严格化,对计算机科学的形成和发展都具有奠基性的意义。 1936年9月,图灵应邀到美国普林斯顿高级研究院学习,并于丘奇一同工作。 在美国期间,他对群论做了一些研究,并撰写了博士论文。1938年在普林斯顿获得博士学位,其论文题目为“以序数为基础的逻辑系统”,1939年正式发表,在数理逻辑研究中产生了深远的影响。 1938年夏,图灵回到英国,仍在剑桥大学国王学院任研究员,继续研究数理逻辑和计算理论,同时开始了计算机的研制工作。 第二次世界大战打断了图灵的正常研究工作,1939年秋,他应召到英国外交部通信处从事军事工作,主要是破译敌方密码的工作。由于破译工作的需要,他参与了世界上最早的电子计算机的研制工作。他的工作取得了极好的成就,因而于1945年获政府的最高奖——大英帝国荣誉勋章(O.B.E.勋章)。 1945年,图灵结束了在外交部的工作,他试图恢复战前在理论计算机科学方面的研究,并结合战时的工作,具体研制出新的计算机来。这一想法得到当局的支持。同年,图灵被录用为泰丁顿Teddington)国家物理研究所的研究人员,开始从事“自动计算机” (ACE) 的逻辑设计和具体研制工作。这一年,图灵写出一份长达50页的关于ACE的设计说明书。这一说明书在保密了27年之后,于1972年正式发表。在图灵的设计思想指导下,1950年制出了ACE样机,1958年制成大型ACE机。人们认为,通用计算机的概念就是图灵提出来的。 1945年到1948年,他在英国国家物理实验室工作,负责自动计算引擎的研究。 1946年的8月,图灵参加了他正式跑步训练后的第一个比赛。那是在他加入沃尔顿田径俱乐部后参加的3英里 (4.8公里) 比赛,图灵以15分37秒的成绩夺得第一,这一成绩当年在英国排名第20位。 1947年,在莱斯特郡拉夫堡 (Loughborough) 大学体育场举行的英国业余田径协会马拉松锦标赛上,图灵跑出了他在马拉松赛中的个人最好成绩2小时46分03秒,在那场比赛中列第五名。 1948年,图灵接受了[曼彻斯特大学]的高级讲师职务,并被指定为曼彻斯特自动数字计算机(Madam)项目的负责人助理,具体领导该项目数学方面的工作,作为这一工作的总结。 1949年成为曼彻斯特大学计算机实验室的副主任,负责最早的真正意义上的计算机——“曼彻斯特一号”的软件理论开发,因此成为世界上第一位把计算机实际用于数学研究的科学家。 1950年,图灵编写并出版了《曼彻斯特电子计算机程序员手册》(The programmers’handbook for the Manchester electronic computer)。这期间,他继续进行数理逻辑方面的理论研究。并提出了著名的“图灵测试”。同年,他提出关于机器思维的问题,他的论文“计算机和智能(Computingmachiery and intelligence),引起了广泛的注意和深远的影响。1950年10月,图灵发表论文《机器能思考吗》。这一划时代的作品,使图灵赢得了“人工智能之父”的桂冠。 1951年,由于在可计算数方面所取得的成就,成为英国皇家学会会员,时年39岁。 1952年,他辞去剑桥大学国王学院研究员的职务,专心在曼彻斯特大学工作.除了日常工作和研究工作之外,他还指导一些博士研究生,还担任了制造曼彻斯特自动数字计算机的一家公司——弗兰蒂公司的顾问。 1952年,图灵写了一个国际象棋程序。可是,当时没有一台计算机有足够的运算能力去执行这个程序,他就模仿计算机,每走一步要用半小时。他与一位同事下了一盘,结果程序输了。后来美国新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室的研究群根据图灵的理论,在MANIAC上设计出世界上第一个电脑程序的象棋。 1952年,图灵的同性伴侣协同一名同谋一起闯进了图灵的房子实施盗窃。图灵为此而报警。但是警方的调查结果使得他被控以“明显的猥亵和性颠倒行为”(同性恋)。他没有申辩,并被定罪。在著名的公审后,他被给予了两个选择:坐牢或 荷尔蒙疗法 。他选择了荷尔蒙注射,并持续了一年。在这段时间里,药物产生了包括乳房不断发育的副作用。 1954年6月7日,图灵被发现死于家中的床上,床头还放着一个被咬了一口的泡过氰化物的苹果。警方调查后认为是剧毒的氰化物中毒,调查结论为自杀。当时图灵41岁。 2009年,英国计算机科学家康明(John Graham-Cumming)发起了为图灵平反的在线请愿,截止到2009年9月10日请愿签名人数已经超过了3万,为此,当时的英国政府及首相戈登布朗不得不发表正式的道歉声明。 2012年12月,霍金、纳斯(Paul Nurse,诺贝尔医学奖得主)、里斯(Martin Rees,[英国皇家学会会长)等11位重要人士致函英国首相卡梅伦,要求为其平反。 2013年12月24日,在英国司法大臣克里斯・格雷灵(ChrisGrayling)的要求下,英国女王终于向图灵颁发了皇家赦免。英国司法部长宣布,“图灵的晚年生活因为其同性取向而被迫蒙上了一层阴影,我们认为当时的判决是不公的,这种歧视现象如今也已经遭到了废除。为此,女王决定为这位伟人送上赦免,以此向其致敬。” 图灵在他的“论可计算数及其在判定问题中的应用”一文中从一个全新的角度定义了可计算函数。他全面分析了人的计算过程,把计算归结为最简单、最基本、最确定的操作动作,从而用一种简单的方法来描述那种直观上具有机械性的基本计算程序,使任何机械(能行)的程序都可以归约为这些动作。这种简单的方法是以一个抽象自动机概念为基础的,其结果是:算法可计算函数就是这种自动机能计算的函数。这不仅给计算下了一个完全确定的定义,而且第一次把计算和自动机联系起来,对后世产生了巨大的影响,这种“自动机”后来被人们称为“图灵机”。 图灵在第二次世界大战中从事的密码破译工作涉及到电子计算机的设计和研制,但此项工作严格保密。直到70年代,内情才有所披露。从一些文件来看,很可能世界上第一台电子计算机不是ENIAC,而是与图灵有关的另一台机器,即图灵在战时服务的机构于1943年研制成功的CO-LOSSUS(巨人)机,这台机器的设计采用了图灵提出的某些概念。它用了1500个电子管,采用了光电管阅读器;利用穿孔纸带输入;并采用了电子管双稳态线路,执行计数、二进制算术及布尔代数逻辑运算,巨人机共生产了10台,用它们出色地完成了密码破译工作。战后,图灵任职于泰丁顿国家物理研究所(Teddington National Physical Laboratory),开始从事“自动计算机”(Automatic Computing Engine)的逻辑设计和具体研制工作。1946年,图灵发表论文阐述存储程序计算机的设计。他的成就与研究离散变量自动电子计算机(Electronic Discrete Variable Automatic Computer)的约翰·冯·诺伊曼(John von Neumann)同期。图灵的自动计算机与诺伊曼的离散变量自动电子计算机都采用了二进制,都以“内存储存程序以运行计算机”打破了那个时代的旧有概念。 从1952年直到去世,图灵一直在数理生物学方面做研究。他在1952年发表了一篇论文《形态发生的化学基础》(The Chemical Basis of Morphogenesis)。他主要的兴趣是斐波那契叶序列,存在于植物结构的斐波那契数。他应用了反应-扩散公式,如今已经成为图案形成范畴的核心。他后期的论文都没有发表,一直等到1992年《艾伦·图灵选集》出版,这些文章才见天日。 1945年到1948年,图灵在国家物理实验室,负责自动计算引擎(ACE)的工作 。1949年,他成为曼彻斯特大学计算机实验室的副主任,负责最早的真正的计算机---曼彻斯特一号的软件工作。在这段时间,他继续作一些比较抽象的研究,如“计算机械和智能”。图灵在对人工智能的研究中,提出了一个叫做图灵试验的实验,尝试定出一个决定机器是否有感觉的标准。
这几年由于区块链的大热,以太坊独特的solidity语言实现智能合约功能, 图灵完备 这个词走进大家的视线。
没有计算机专业知识的同学其实很难理解这个词的意思,其实计算机专业的同学都没有深入理解图灵机,图灵完备,图灵测试等概念包含的内涵。为了方便理解区块链技术,理解智能合约,笔者准备分几篇文章来带大家从浅入深,一步一步带你深入理解图灵机,相信通过这几篇文章能就能够理解什么是图灵完备。
艾伦·麦席森·图灵(Alan Mathison Turing,1912年6月23日-1954年6月7日),英国数学家、逻辑学家, 被称为计算机科学理论之父,人工智能之父。
1931年,图灵考入剑桥大学国王学院,由于成绩优异而获得数学奖学金。
1936年5月,年仅24岁的图灵发表一篇题为《论数字计算在决断难题中的应用》的论文,论文中提出一种计算装置,后被称为 “图灵机” ,图灵机不是具体的计算机,而是一种计算概念、计算理论。
1938年在普林斯顿获博士学位,其论文题目为“以序数为基础的逻辑系统”,在数理逻辑研究中产生了深远的影响;同年图灵回到英国,在剑桥大学国王学院任研究员。
第二次世界大战期间,1939年图灵到英国外交部通信处从事军事工作,主要是破译敌方密码的工作。由于破译工作的需要,他参与了世界上最早的电子计算机的研制工作。他的工作取得了极好的成就,破译了德国人Enigma密码,于1945年获政府的最高奖——大英帝国荣誉勋章。
1945年,图灵结束了在外交部的工作,他试图恢复战前在理论计算机科学方面的研究,具体研制出新的计算机来。
1950年他发表论文《计算机器与智能》( Computing Machinery and Intelligence),为后来的人工智能科学提供了开创性的构思。提出著名的 图灵测试 。
1950年,1950年10月,图灵发表论文《机器能思考吗》。这一划时代的作品,使图灵赢得了“人工智能之父”的桂冠。此时,人工智能也进入了实践研制阶段。随着这几年AI技术的不断成熟,人们越来越认识到图灵思想的深刻性:它们至今仍然是人工智能的主要思想之一。
1954年6月7日,年仅41岁的图灵被发现死于家中的床上,床头还放着一个被咬了一口的苹果。这就是现在大名鼎鼎的苹果电脑公司logo的来源。
从图灵的生平中,我们知道,他出生在20世纪初,1912年。 在世界国家格局上,这个时候刚刚爆发第一次世界大战(1913~1921),紧接着1939年至1945年第二次世界大战,大家知道,这两次世界大战倒逼了很多科技的发展,二战期间恰好是图灵青年时代。
在科技文明发展上,由于逻辑的数学化,促使了数理逻辑学科的诞生和发展。但同时这个时期数学上发生了第三次数学危机,具体介绍在下方。图灵在剑桥读大学期间,修读了“数学基础”课程,授课人是纽曼,纽曼整个课程包含对哥德尔不完备性定理的证明和尚未解决的判定性问题。
这些科技事件的背后,其实是人们在认知上,对 可计算性理论 的研究,图灵正是这个问题终结者。
随便提一下,爱因斯坦1905年提出狭义相对论,1927年年仅15岁的图灵为了帮助母亲理解相对论,还写过论文的摘要。
在20世纪以前,人们普遍认为,所有的问题类都是有算法的,人们的计算研究就是找出算法来。1900年,当时著名的大数学家希尔伯特在世纪之交的数学家大会上给国际数学界提出了著名的23个数学问题。 其中第十问题是这样的:
“丢番图方程”指:有一个或者几个变量的整系数方程,它们的求解仅仅在整数范围内进行。 上面这个问题简单点解释是:随便给一个不确定的方程,是否通过有限的步骤运算,判断这个方程是否存在整数解。
这个问题在1970年,苏联一个数学家证明了其实很多数学问题,是没有答案,甚至没有答案的问题比有答案的问题还要多。
这里就提出来了有限的、机械的证明步骤的问题,其实就是算法。但在当时,人们还不知道“算法”是什么。实际上,当时数学领域中已经有很多问题都是跟“算法”密切相关的,因而,科学的 “算法” 定义呼之欲出。之后到了30年代的时候,终于有两个人分别提出了精确定义算法的方法,一个人是图灵,一个人是丘奇。而其中图灵提出来的图灵机模型直观形象。
图灵思考这个问题的方式和常人不一样,在写前面提到的论文《论可计算数及其在判定性问题上的应用》的时候,图灵在思考三个问题
图灵这样的天才考虑问题的认知是高屋建瓴的。 图灵首先考虑的是是否所有数学问题都用解,如果这个问题不解决,辛辛苦苦解题,最后发现无解,一切的努力都是浪费时间和精力。
对于存在答案的数学问题,只有部分是可以在有限步骤内完成,这样把计算机的边界确定下来了。
确定了边界之后,就要设计一种通用、有效、等价的机器,保证可以按照这个方法做事,最后得到答案。而图灵机就是图灵设计出来的这样的一个机器,严格来讲是一种数学模型、计算理论模型。
从图灵机提出到现在已经过去了80多年,今天所有的计算机,包括量子计算机都没有超出图灵机的理论范畴。
第三次数学危机产生于十九世纪末和二十世纪初,当时正是数学空前兴旺发达的时期。首先是逻辑的数学化,促使了数理逻辑这门学科诞生。
早在19世纪末的时候,康托尔为集合论做了奠基性的研究。人们发现,运用集合这个概念可以概括所有的数学,也就是说集合是一切数学的基础。然而就当这座大厦即将完工的时候,一件可怕的事情发生了,罗素提出来的罗素悖论粉碎了数学家的梦想。
关于罗素悖论的一个通俗化版本是:
为什么要第三次数学危机呢? 因为有个很重要的概念: 停机问题 ,停机问题是逻辑数学中可计算性理论中很重要的问题,也是第三次数学危机的解决方案。 停机问题 通俗地说,停机问题就是判断任意一个程序是否能在有限的时间之内结束运行的问题。该问题等价于如下的判定问题:是否存在一个程序P,对于任意输入的程序w,能够判断w会在有限时间内结束或者死循环。
有人猜测图灵机模型是图灵在思考 停机问题 而顺带设计出来的,是很有道理的。
图灵在剑桥大学国王学院期间,研究过一本叫做《量子力学的数学基础》的新书,这本书由年轻的匈牙利数学家约翰·冯·诺依曼所著。图灵意识到计算可以用确定性的机械运动来进行表示。其实我们现在的电子计算机虽然不是我们传统意义上的机械,但是CPU内部的电子运动等价于机械运动。
同时图灵也意识到人的思想、意识来自于量子力学中的测不准原理,这不光是微观世界,同时也是这个宇宙本身的规律。所以图灵意识到计算是确定性的,可判定的,而意识是不定的,不可计算的。
在AI人工智能有巨大发展的今天,很多人担心计算机是否会和人一样有意识,其实图灵在80多年前已经考虑过这个问题了。
前面提到,图灵在1950年写过一篇论文《计算机器与智能》,在这篇论文中,图灵测试一词被提出来:
这个测试有多难?目前我们所有的人工智能都没有完成这个测试。最近2018年3月份的谷歌I/O大会上演示的AI产品,据说“部分通过图灵测试”。这个部分到底有多少也未可知。
从人类科技发展的历史上来看,19世纪末到20世纪中期,是第二次工业革命和第三工业革命过渡的时期。第二次工业革命主要电和磁、内燃机的发明和使用,发展到这个时候科学家对世界的认知越来越多,越来越清晰,物理学和数学等自然科学发展迅速。这个时候的数学家发现很多现象可以用数学模型来表示,从物体的运动到星球的运动、从热能到动能的转换、从电到磁的转换等等。那问题来了是否所有的现象都可以用数学模型来表达呢?真是这个问题,让人们对数学很多根本性问题进行思考和研究。
中国有句古话说:乱世出英雄。在图灵的时代,在科学历史上出了很多的科学英雄,包括爱因斯坦、冯诺依曼、图灵、哥德尔等等,一方面是时代背景使然,一方面真是他们的天赋和努力让以信息化为代表的第三次工业革命的进程大大加快了。
从这些巨匠的思考问题,解决问题的方法和认知来看是超出常人的。从对 可计算性理论 的思考,给了我们很大的启示:
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1937年,图灵在发表的论文()中,首次提出图灵机的概念。 A.《左右周期性的等价》 B.《论可计算数及其在判定问题中的应用》 C.《可计算性与λ可定义性》 D.《论高斯误差函数》 正确答案:B
这几年由于区块链的大热,以太坊独特的solidity语言实现智能合约功能, 图灵完备 这个词走进大家的视线。
没有计算机专业知识的同学其实很难理解这个词的意思,其实计算机专业的同学都没有深入理解图灵机,图灵完备,图灵测试等概念包含的内涵。为了方便理解区块链技术,理解智能合约,笔者准备分几篇文章来带大家从浅入深,一步一步带你深入理解图灵机,相信通过这几篇文章能就能够理解什么是图灵完备。
艾伦·麦席森·图灵(Alan Mathison Turing,1912年6月23日-1954年6月7日),英国数学家、逻辑学家, 被称为计算机科学理论之父,人工智能之父。
1931年,图灵考入剑桥大学国王学院,由于成绩优异而获得数学奖学金。
1936年5月,年仅24岁的图灵发表一篇题为《论数字计算在决断难题中的应用》的论文,论文中提出一种计算装置,后被称为 “图灵机” ,图灵机不是具体的计算机,而是一种计算概念、计算理论。
1938年在普林斯顿获博士学位,其论文题目为“以序数为基础的逻辑系统”,在数理逻辑研究中产生了深远的影响;同年图灵回到英国,在剑桥大学国王学院任研究员。
第二次世界大战期间,1939年图灵到英国外交部通信处从事军事工作,主要是破译敌方密码的工作。由于破译工作的需要,他参与了世界上最早的电子计算机的研制工作。他的工作取得了极好的成就,破译了德国人Enigma密码,于1945年获政府的最高奖——大英帝国荣誉勋章。
1945年,图灵结束了在外交部的工作,他试图恢复战前在理论计算机科学方面的研究,具体研制出新的计算机来。
1950年他发表论文《计算机器与智能》( Computing Machinery and Intelligence),为后来的人工智能科学提供了开创性的构思。提出著名的 图灵测试 。
1950年,1950年10月,图灵发表论文《机器能思考吗》。这一划时代的作品,使图灵赢得了“人工智能之父”的桂冠。此时,人工智能也进入了实践研制阶段。随着这几年AI技术的不断成熟,人们越来越认识到图灵思想的深刻性:它们至今仍然是人工智能的主要思想之一。
1954年6月7日,年仅41岁的图灵被发现死于家中的床上,床头还放着一个被咬了一口的苹果。这就是现在大名鼎鼎的苹果电脑公司logo的来源。
从图灵的生平中,我们知道,他出生在20世纪初,1912年。 在世界国家格局上,这个时候刚刚爆发第一次世界大战(1913~1921),紧接着1939年至1945年第二次世界大战,大家知道,这两次世界大战倒逼了很多科技的发展,二战期间恰好是图灵青年时代。
在科技文明发展上,由于逻辑的数学化,促使了数理逻辑学科的诞生和发展。但同时这个时期数学上发生了第三次数学危机,具体介绍在下方。图灵在剑桥读大学期间,修读了“数学基础”课程,授课人是纽曼,纽曼整个课程包含对哥德尔不完备性定理的证明和尚未解决的判定性问题。
这些科技事件的背后,其实是人们在认知上,对 可计算性理论 的研究,图灵正是这个问题终结者。
随便提一下,爱因斯坦1905年提出狭义相对论,1927年年仅15岁的图灵为了帮助母亲理解相对论,还写过论文的摘要。
在20世纪以前,人们普遍认为,所有的问题类都是有算法的,人们的计算研究就是找出算法来。1900年,当时著名的大数学家希尔伯特在世纪之交的数学家大会上给国际数学界提出了著名的23个数学问题。 其中第十问题是这样的:
“丢番图方程”指:有一个或者几个变量的整系数方程,它们的求解仅仅在整数范围内进行。 上面这个问题简单点解释是:随便给一个不确定的方程,是否通过有限的步骤运算,判断这个方程是否存在整数解。
这个问题在1970年,苏联一个数学家证明了其实很多数学问题,是没有答案,甚至没有答案的问题比有答案的问题还要多。
这里就提出来了有限的、机械的证明步骤的问题,其实就是算法。但在当时,人们还不知道“算法”是什么。实际上,当时数学领域中已经有很多问题都是跟“算法”密切相关的,因而,科学的 “算法” 定义呼之欲出。之后到了30年代的时候,终于有两个人分别提出了精确定义算法的方法,一个人是图灵,一个人是丘奇。而其中图灵提出来的图灵机模型直观形象。
图灵思考这个问题的方式和常人不一样,在写前面提到的论文《论可计算数及其在判定性问题上的应用》的时候,图灵在思考三个问题
图灵这样的天才考虑问题的认知是高屋建瓴的。 图灵首先考虑的是是否所有数学问题都用解,如果这个问题不解决,辛辛苦苦解题,最后发现无解,一切的努力都是浪费时间和精力。
对于存在答案的数学问题,只有部分是可以在有限步骤内完成,这样把计算机的边界确定下来了。
确定了边界之后,就要设计一种通用、有效、等价的机器,保证可以按照这个方法做事,最后得到答案。而图灵机就是图灵设计出来的这样的一个机器,严格来讲是一种数学模型、计算理论模型。
从图灵机提出到现在已经过去了80多年,今天所有的计算机,包括量子计算机都没有超出图灵机的理论范畴。
第三次数学危机产生于十九世纪末和二十世纪初,当时正是数学空前兴旺发达的时期。首先是逻辑的数学化,促使了数理逻辑这门学科诞生。
早在19世纪末的时候,康托尔为集合论做了奠基性的研究。人们发现,运用集合这个概念可以概括所有的数学,也就是说集合是一切数学的基础。然而就当这座大厦即将完工的时候,一件可怕的事情发生了,罗素提出来的罗素悖论粉碎了数学家的梦想。
关于罗素悖论的一个通俗化版本是:
为什么要第三次数学危机呢? 因为有个很重要的概念: 停机问题 ,停机问题是逻辑数学中可计算性理论中很重要的问题,也是第三次数学危机的解决方案。 停机问题 通俗地说,停机问题就是判断任意一个程序是否能在有限的时间之内结束运行的问题。该问题等价于如下的判定问题:是否存在一个程序P,对于任意输入的程序w,能够判断w会在有限时间内结束或者死循环。
有人猜测图灵机模型是图灵在思考 停机问题 而顺带设计出来的,是很有道理的。
图灵在剑桥大学国王学院期间,研究过一本叫做《量子力学的数学基础》的新书,这本书由年轻的匈牙利数学家约翰·冯·诺依曼所著。图灵意识到计算可以用确定性的机械运动来进行表示。其实我们现在的电子计算机虽然不是我们传统意义上的机械,但是CPU内部的电子运动等价于机械运动。
同时图灵也意识到人的思想、意识来自于量子力学中的测不准原理,这不光是微观世界,同时也是这个宇宙本身的规律。所以图灵意识到计算是确定性的,可判定的,而意识是不定的,不可计算的。
在AI人工智能有巨大发展的今天,很多人担心计算机是否会和人一样有意识,其实图灵在80多年前已经考虑过这个问题了。
前面提到,图灵在1950年写过一篇论文《计算机器与智能》,在这篇论文中,图灵测试一词被提出来:
这个测试有多难?目前我们所有的人工智能都没有完成这个测试。最近2018年3月份的谷歌I/O大会上演示的AI产品,据说“部分通过图灵测试”。这个部分到底有多少也未可知。
从人类科技发展的历史上来看,19世纪末到20世纪中期,是第二次工业革命和第三工业革命过渡的时期。第二次工业革命主要电和磁、内燃机的发明和使用,发展到这个时候科学家对世界的认知越来越多,越来越清晰,物理学和数学等自然科学发展迅速。这个时候的数学家发现很多现象可以用数学模型来表示,从物体的运动到星球的运动、从热能到动能的转换、从电到磁的转换等等。那问题来了是否所有的现象都可以用数学模型来表达呢?真是这个问题,让人们对数学很多根本性问题进行思考和研究。
中国有句古话说:乱世出英雄。在图灵的时代,在科学历史上出了很多的科学英雄,包括爱因斯坦、冯诺依曼、图灵、哥德尔等等,一方面是时代背景使然,一方面真是他们的天赋和努力让以信息化为代表的第三次工业革命的进程大大加快了。
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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"。在这篇开创性的论文中,图灵给"可计算性"下了一个严?br /> 的数学定义,并提出著名的图灵机"(Turing Machine)的设想。"图灵机"不是一种具体的机器,而是一种思想模型,可制造一种十分简单但运算能力极强的计算装置,用来计算所有能想像得到的可计算函数。"图灵机"与"冯.诺伊曼机"齐名,被永远载入计算机的发展史中。1950年10月,图灵又发表了另一篇题为"机器能思考吗"的论文,成为划时代之作。也正是这篇文章,为图灵赢得了"人工智能之父"的桂冠。故事从谜开始英国现代计算机的起步是从德国的密码电报机——Enigma(谜)开始的,而解开这个谜的不是别人,正是阿兰·图灵,一个在计算机界响当当的人物,可与美国的冯·诺依曼相媲美的电脑天才。在他短暂的生涯中,图灵在量子力学、数理逻辑、生物学、化学方面都有深入的研究,在晚年还开创了一门新学科——非线性力学。图灵英年早逝。在他42年的人生历程中,他的创造力是丰富多彩的,他是天才的数学家和计算机理论专家。24岁提出图灵机理论,31岁参与COLOSSUS的研制,33岁设想仿真系统,35岁提出自动程序设计概念,38岁设计"图灵测验"。这一朵朵灵感浪花无不闪耀着他在计算机发展史上的预见性。特别是在60年代后当然,图灵最高的成就还是在电脑和人工智能方面,他是这一领域开天辟地的大师。为表彰他的贡献,专门设有一个一年一度的"图灵奖",颁发给最优秀的电脑科学家。这枚奖章就像"诺贝尔奖"一样,为计算机界的获奖者带来至高无上的荣誉。而阿兰·图灵本人,更被人们推崇为人工智能之父,在计算机业十倍速变化的历史画卷中永远占有一席之地。他的惊世才华和盛年夭折,也给他的个人生活涂上了谜一样的传奇色彩。神童图灵阿兰·图灵,1912年6月23日出生于英国伦敦。其祖父曾获得剑桥大学数学荣誉学位,但他父亲的数学才能平平。因此,图灵的家庭教育,对他以后在数学及计算机方面的成就并没有多少帮助。小时侯的图灵生性活泼好动,很早就表现出对科学的探索精神。据他母亲回忆,3岁时,小图灵就进行了他的首次实验,尝试把一个玩具木头人的小胳膊、小腿掰下来栽到花园里,等待长出更多的木头人。到了8岁,他更开始尝试写一部科学著作,题目为《关于一种显微镜》。在这部很短的书中,天才儿童图灵拼错了很多单词,句法也有些问题,但写得还能让人看懂,很像那么一回事儿。在书的开头和结尾,他都用同一句话"首先你必须知道光是直的"作前后呼应,但中间的内容却很短,短得破了科学著作的记录。图灵曾说 :"我似乎总想从最普通的东西中弄出些名堂。"就连和小朋友们玩足球,他也能放弃当前锋进球这样出风头的事,只喜欢在场外巡边,因为这样能有机会去计算球飞出边界的角度。他的老师认为 :"图灵的头脑思维可以像袋鼠一样进行跳跃。"图灵是个天才。他16岁就开始研究爱因斯坦的相对论。1931年,图灵考入剑桥大学国王学院,开始他的数学生涯,研究量子力学、概率论和逻辑学。在校期间,图灵还是现代语言哲学大师维特根斯坦班上最出色的学生。他对由剑桥大学的罗素和怀特海创立的数理逻辑很感兴趣。数理逻辑的创建,主要源于古希腊克里特岛上有个叫爱皮梅尼特的"智者",他说 :"所有的克里特岛人都说谎"。我们可以把它简化为:"我说的这句话是假话"。这就出现一种两面都无法自圆的怪圈:如果他没有说谎,那他这句话是错的,他是在说谎 ;如果他真的在说谎,那他说自己在说谎是对的,所以他又没有说谎。罗素和怀特海把它从逻辑、集合论以及数论中驱逐出去,最后又想尽办法归入《数学原理》之中。图灵一上大学,就迷上了《数学原理》。在1931年,著名的"哥德尔定理"出现后(该定理认为没有一种公理系统可以导出数论中所有的真实命题,除非这种系统本身就有悖论),天才的图灵在数理逻辑大本营的剑桥大学提出一个设想 :能否有这样一台机器,通过某种一般的机械步骤,能在原则上一个接一个地解决所有的数学问题。大学毕业后,图灵去美国普林斯顿大学攻读博士学位,还顺手发明过一个解码器。在那里,他遇见了冯·诺依曼,后者对他的论文击节赞赏,并随后由此提出了"存储程序"概念。图灵学成后又回到他的母校任教。在短短的时间里,图灵就发表了几篇很有份量的数学论文,为他赢得了很大的声誉。怪才图灵在剑桥,图灵可称得上是一个怪才,一举一动常常出人意料。他是个单身汉和长跑运动员。在他的同事和学生中间,这位衣着随便、不打领带的著名教授,不善言辞,有些木讷、害羞,常咬指甲,但他更多地以自己杰出的才智赢得了人们的敬意。图灵每天骑自行车上班,因为患过敏性鼻炎,一遇到花粉,就会鼻涕不止,大打喷嚏。于是,他就常常在上班途中戴防毒面具,招摇过市,这早已成为剑桥的一大奇观。图灵的自行车经常半路掉链子,但他就是不肯去车铺修理。每次骑车时,他总是嘴里念念有词,在心里细细计算,这链条也怪,总是转到一定的圈数就滑落了,而图灵竟然能够做到在链条下滑前一刹那停车,让旁观者佩服不已,以为图灵在玩杂技。后来图灵又居然在脚踏车旁装了一个小巧的机械记数器,到圈数时就停,歇口气换换脑子,再重新运动起来。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》。在这篇开创性的论文中,图灵给"可计算性"下了一个严格的数学定义,并提出著名的"图灵机"(Turing Machine)的设想。"图灵机"不是一种具体的机器,而是一种思想模型,可制造一种十分简单但运算能力极强的计算机装置,用来计算所有能想像得到的可计算函数。装置由一个控制器和一根假设两端无界的工作带(起存储器的作用)组成。工作带被划分为大小相同的方格,每一格上可书写一个给定字母表上的符号。控制器可以在带上左右移动,它带有一个读写出一个你期待的结果。外行人看了会坠入云里雾里,而内行人则称它是"阐明现代电脑原理的开山之作",并冠以"理想计算机"的名称。这篇论文在纸上谈了一把兵,创造出一个"图灵机"来。但现代通用电脑确实是用相应的程序来完成任何设定好的任务。这一理论奠定了整个现代计算机的理论基础。"图灵机"更在电脑史上与"冯·诺依曼机"齐名,被永远载入计算机的发展史中。图灵机理论不仅解决了纯数学基础理论问题,一个巨大的"意外"收获则是,理论上证明了研制通用数字计算机的可行性。虽然早在100年前的1834年,巴贝奇(Chark Babbage,1792~1871)就设计制造了"分析机"以说明具体的数字计算,但他的失败之处是没能证明"必然可行"。图灵机理论不仅证明了研制"通用机"的可行性,而且比世界上第一台由德国人朱斯(K·Zuze)于1941年制造的通用程序控制计算机Z-3整整早5年。这不得不使人惊叹这一理论的深刻意义。谜语图灵正当图灵的理论研究工作进一步深入时,战争爆发了。他被派往布雷契莱庄园承担"超级机密"研究。当时的布雷契莱庄园是一所"政府密码学校",即战时的英国情报破译中心。在这座幽静的维多利亚式建筑里,表面上鸟语花香、人迹罕见,其实每天都有12000多名志愿者在这里夜以继日地工作,截获、整理、破译德国的军事情报,有些结果甚至直达丘吉尔首相本人手中。在这里,图灵被人们称为"教授",没有人知道他的真名。当时德国有一个名为"Enigma"(谜)的通信密码机,破译高手们绞尽脑汁也难以破解。这个难题交到了图灵手中,他率领着大约200多名精干人员进行密码分析,其中甚至还包括象棋冠军亚历山大。分析和计算工作非常复杂,26个字母在"Enigma"机中能替代8万亿个谜文字母。如果改动接线,变化会超过2.5千万亿亿。最后多亏波兰同行们提供了一台真正的"Enigma",图灵才凭借着他的天才设想设计出一种破译机。这台机器主要由继电器构成,还用了80个电子管,由光电阅读器直接读入密码,每秒可读字符2000个,运行起来咔嚓咔嚓直响。它被图灵戏称为"罗宾逊",至今没人能搞懂图灵究竟如何指挥它工作。但"罗宾逊"的确神通广大,在它的密报下,德国飞机一再落入圈套,死无葬身之地。1945年,图灵带着大英帝国授予的荣誉勋章,来到英国国家物理研究所担任高级研究员。两年后,图灵写了一份内部报告,提出了"自动程序"的概念,但由于英国政府严密、死板的保密法令,这份报告一直不见天日。1969年,美国的瓦丁格(Woldingger)发表了同样成果,英国才连忙亮出压在箱底的宝贝,终于在1970年给图灵的报告"解密"。图灵的这份报告后来收入爱丁堡大学编的《机器智能》论文集中。由于有了布雷契莱的经验,图灵提交了一份"自动计算机"的设计方案,领导一批优秀的电子工程师,着手制造一种名叫ACE的新型电脑。它大约用了800个电子管,成本约为4万英镑。1950年,ACE电脑就横空出世,开始公开露面,为感兴趣的人们玩一些"小把戏",赢得阵阵喝彩。图灵在介绍ACE的内存装置时说:"它可以很容易把一本书的10页内容记住。"显然,ACE是当时世界上最快、最强劲的电子计算机之一。1946年,在纽曼博士的动议下,皇家学会成立电脑实验室。纽曼博士是皇家学会会员,又是当年破译小组的成员,正是他对"赫斯·鲁宾逊"的制造起了关键作用。皇家学会的这一新实验室不在伦敦,而是设在曼彻斯特大学,由纽曼博士牵头负责。1946年7月,研制基金到位,纽曼博士开始招募人选。阿兰·图灵也在次年9月加盟电脑实验室。一时间,曼彻斯特大学群英会萃。实验室设在一幢维多利亚时代的老房子里,条件十分简陋,但因图灵他们的到来,也算是蓬荜生辉了。在1948年6月,这里造出了一台小的模型机,大家都爱叫它"婴儿"(Baby)。这台模型机用阴极射线管来解决存储问题,能存储32个字,每一字有32位字长。这是第一台能完全执行存储程序的电子计算机的模型。大师图灵到了1949年10月,各项改进工作都已展开,夹在两层存储器之间的自动控制系统已正常运转,并能在程序的控制下,实现磁鼓和阴极射线管存储单元间信息交互。图灵设计出一些协同电路来做输入和输出的外设。有关电动打字设备也是图灵通过老关系从他战时供职的外交部通信部门弄过来的,其中甚至包括一个战后从德国人那里收缴来的穿孔纸带键盘。这样,整个模型机已大功告成。在整个试验阶段,大家忙上忙下。1949年底,模型机交付给曼彻斯特当地的一家叫弗兰尼蒂(Ferranti)的电子公司,开始正式建造。1951年2月完工,通称"迈可1型"。它有4000个电子管,72000个电阻器,2500个电容器,能在0.1秒内开平方根、求对数和三角函数的运算。比起先前的模型机,"迈可1型"功能更为齐全,静电存储器的内存容量已翻倍,能存256个40位字长字,分别存在8个阴极射线管中,而磁鼓的容量能扩容到16384个字,真是一项了不起的工程。与冯·诺依曼同时代的富兰克尔(Frankel,冯氏同事)在回忆中说:冯·诺依曼没有说过"存储程序"型计算机的概念是他的发明,却不止一次地说过,图灵是现代计算机设计思想的创始人。当有人将"电子计算机之父"的头衔戴在冯·诺依曼头上时,他谦逊地说,真正的计算机之父应该是图灵。当然,冯·诺依曼问之无愧,而图灵也有"人工智能之父"的桂冠。他俩是计算机历史浩瀚星空中相互映照的两颗巨星。早在1945年,图灵就提出"仿真系统"的思想,并有一份详细的报告,想建造一台没有固定指令系统的电脑。它能够模拟其他不同指令系统的电脑的功能,但这份报告直到1972年才公布。这说明图灵在二战结束后就开始了后来被称为"人工智能"领域的探索,他开始关注人的神经网络和电脑计算之间的关联。1950年,图灵又来到曼彻斯特大学任教,同时还担任该大学自动计算机项目的负责人。就在这一年的十月,他又发表了另一篇题为《机器能思考吗?》的论文,成为划时代之作。也正是这篇文章,为图灵赢得了一顶桂冠--"人工智能之父"。在这篇论文里,图灵第一次提出"机器思维"的概念。他逐条反驳了机器不能思维的论调,做出了肯定的回答。他还对智能问题从行为主义的角度给出了定义,由此提出一假想:即一个人在不接触对方的情况下,通过一种特殊的方式,和对方进行一系列的问答,如果在相当长时间内,他无法根据这些问题判断对方是人还是计算机,那么,就可以认为这个计算机具有同人相当的智力,即这台计算机是能思维的。这就是著名的"图灵测试"(Turing Testing)。当时全世界只有几台电脑,根本无法通过这一测试。但图灵预言,在本世纪末,一定会有电脑通过"图灵测试"。终于他的预言在IBM的"深蓝"身上得到彻底实现。当然,卡斯帕罗夫和"深蓝"之间不是猜谜式的泛泛而谈,而是你输我赢的彼此较量。故事以谜结束1951年,图灵以他杰出的贡献被当选为英国皇家学会会员。就在他事业步入辉煌之际,灾难降临了。1952年,图灵遭到警方拘捕,原因是他是一个同性恋者。与其他一些智慧超群的人物一样,图灵在个人生活方式上也"与众不同"。当时,人们对同性恋还没有像现在这样宽容,而是把这种行为当作一桩伤风败俗的罪孽。事情的败露是这样的,当时有一位叫琼·克拉克(Joan Clarke)的姑娘爱上了图灵,图灵也对对方很有好感,并向对方求婚,琼欣然接受。但不久,图灵自己退缩了,告诉琼,他是同性恋者。在1948年,图灵就由于同性恋倾向,离开了当时属于高度保密的英国国家物理实验室(NPL)。但也有人说,图灵是被英国军事情报部门"开除"出去的,对于这位天才的离去,许多人怅惜不已。1952年3月31日,图灵更因为和曼彻斯特当地一位青年有染,被警方逮捕。在法庭上,图灵既不否认,也不为自己辨解。在庄严的法庭上,他郑重其事地告诉人们:他的行为没有错,结果被判有罪。在入狱和治疗两者中间,图灵选择了注射激素,来治疗所谓的"性欲倒错"。此后图灵开始研究生物学、化学,还和一位心理医生有很深的交往。那时,他的脾气已变得躁怒不安,性格更为阴沉怪僻。1953年3月,他因为接待过一位被英国警方注意的挪威客人,成为警方的目标,甚至去希腊度假时也被跟踪。1954年6月8日,图灵42岁,正逢进入他生命中最辉煌的创造顶峰。一天早晨,女管家走进他的卧室,发现台灯还亮着,床头上还有个苹果,只咬了一小半,图灵沉睡在床上,一切都和往常一样。但这一次,图灵是永远地睡着了,不会再醒来……经过解剖,法医断定是剧毒氰化物致死,那个苹果是在氰化物溶液中浸泡过的。图灵的母亲则说他是在做化学实验时,不小心沾上的,她的"艾伦"从小就有咬指甲的习惯。但外界的说法是服毒自杀,一代天才就这样走完了人生。//******************************************************图灵奖,是国际计算机协会(ACM)于1966年设立的,又叫“A.M. 图灵奖”,专门奖励那些对计算机事业作出重要贡献的个人。其名称取自计算机科学的先驱、英国科学家阿兰·图灵,这个奖设立目的之一是纪念这位科学家。获奖者的贡献必须是在计算机领域具有持久而重大的技术先进性的。大多数获奖者是计算机科学家。图灵奖是计算机界最负盛名的奖项,有“计算机界诺贝尔奖”之称。图灵奖对获奖者的要求极高,评奖程序也极严,一般每年只奖励一名计算机科学家,只有极少数年度有两名以上在同一方向上做出贡献的科学家同时获奖。目前图灵奖由英特尔公司赞助,奖金为100,000美元。每年,美国计算机协会将要求提名人推荐本年度的图灵奖候选人,并附加一份200到500字的文章,说明被提名者为什么应获此奖。任何人都可成为提名人。美国计算机协会将组成评选委员会对被提名者进行严格的评审,并最终确定当年的获奖者。截止至2005年,获此殊荣的华人仅有一位,他是2000年图灵奖得主姚期智。
机器可以思考出自:图灵发表了里程碑论文《计算机器与智能》,第一次提出“机器思维”和“图灵测试”(TurningTest)的概念,该论文又名《机器能思考吗?》,正是这篇文章为图灵赢得了“人工智能之父”的桂冠。他这样设想道:“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。”由于机器和思考这两个词的含义模糊,很难给出定义,图灵在论文中提出用一个测试来代替解答“机器能思考吗”这个问题。他称之为模仿博弈,也就是后世大名鼎鼎的图灵测试。
艾伦·图灵,1912年6月23日出生于英国伦敦。他七岁还分不清左右,八岁时却写就了平生第一部学术著作,题目叫《关于一种显微镜》,开头写道:“你首先必须知道光是直的。”这一年,图灵24岁19岁时,图灵考入了著名的剑桥大学。在这里,他开始思考希尔伯特的可判定性问题,他思考什么样的问题才是可计算的。1936年,图灵把他的想法写成了《论数字计算在可判定性问题的应用》,在这篇论文中,他提出了著名的“图灵机”。图灵提出这个虚构的思想机器,本来是为了论证什么问题是可计算的,但他却得到一个天大的意外收获,他无意中证明了通用计算机的可行性,这篇论文成为了现代计算机的理论基础。这一年,图灵24岁。就在图灵的研究逐渐深入时,二战爆发了。图灵前往布莱切利,这个庄园还有一个秘密的名字—英国情报破译中心。在这里,图灵发挥了他天才的数学能力。当时德军搞了一个密码机“Enigma”,号称无人可破,图灵设计出一个破译机,打破了这个神话。德国海军的关键力量在于潜艇,而潜艇最关键的就是保密,而图灵的破译机却击中了这一要害,所以可以说他事实上改变了整个大西洋战局。战争结束了,图灵来到英国国家物理实验室,设计了ACE计算机,于1950年制造成功。但此时图灵已不在伦敦,他于1947年9月跳槽到曼彻斯特大学,又设计制造了世界上第一台能完全之行存储程序的电子计算机。战后的图灵还产生了一个更伟大的想法,他开始探索“人工智能”。实际上,早在二战之前,年轻的图灵就开始思考,到底什么是“思考”,机器是否能够思考。他不是一个坚定的有神论者,但也不是一个坚定的决定论者,他的思想当中存在许多类似的矛盾,这些矛盾也反而使他更为客观地看待智能问题。“大脑”本该是这个样子1950年10月,他发表了一篇题为《计算机器与智能》的论文,这篇文章集中地提出了人工智能这个概念,开创了人工智能这个带有科幻色彩的新学科。也正是在这篇文章中,图灵提出了后来被称为“图灵测试”的实验方法,以此回避与智能有关的哲学困境。在图灵看来,如果一台机器的行为,让人类无法辨别它是机器还是人类,那么就可以认为,这台机器具有了人类智能。这种只关心外在行为,不关心内在机制的观点,后来形成了一个学派,被称为“行为主义人工智能”,图灵本人自然成为了这个学派的代表人物。他认为,即使是人,也无法真正地判断其他人是否具有“思维”,他只能将其与自己进行比较,因此,人类没有任何理由不以同样的原则来对待机器。但是,尽管图灵胸有成竹,但是曼彻斯特计算机的性能,远远不够把他的想法变成现实,事实上,当时世界上任何一台计算机都不可能做到。图灵面临的问题,是深远的洞察力与当时技术水平的严重脱节,但幸运的是,这篇论文在被埋没之前,已经把最原始的强烈愿望,传达给了整个世界。尤其是图灵的行为主义原则,在现在的人工智能技术中,已经占据了绝对的主流。计算机这门科学,很大程度上是体现了几位关键人物的个性。图灵在战争期间,是作为一个隐秘的情报破译者,没有人知道他藏在哪里,也没有人知道他是如何工作的,人们只关心他破译出来的结果。他就是当时的英国的“大脑”,他也认为“大脑”本该是这个样子,人工的“大脑”也应该是这个样子—与外界的交互仅仅依靠字符就足够,而且外界不必理解其内部机制。咬了一口的苹果可以说,他的个人经历,对这个学科产生了极为深远的影响。但是在当时,可以想见的是,这样超越时代的想法,会遇到巨大的阻力。图灵的“人工智能”,遭到了来自科学、工程、哲学、社会、宗教等各个方面的猛烈攻击,但图灵踌躇满志地说:我相信,在50年之后,一定会实现这样的智能机器,可以用自然语言与人类聊天,而且让人类在短时间内无法发现它是机器。机器能思考吗,这个问题,会自然地失去意义,根本不值得再讨论。这个远大的理想,是图灵的新战场,然而就在他准备施展拳脚时,灾难却突然降临。图灵不但在学术上非常前卫,在生活中也有一个超越时代的大秘密:他是个“罪恶”(按当时说法)的同性恋。1952年,图灵的住处失窃,在报案过程中,他与男伴同居的事实被告发。图灵被逮捕了。在法庭上,图灵坚决声称同性恋无罪,结果可以想见,他被判有罪。他只有两条路,要么入狱,要么化学阉割,他选择了后者。1954年6月8日清晨,女管家发现图灵的心跳停止了,床头放着一只咬了一口的苹果,上面沾有图灵亲手提炼的高纯度氰化物,据传苹果公司的Logo由来于此。他究竟为何而死,是意外,是自杀,还是隐藏着更大的阴谋?这就不得而知了。这位如谜的解谜大师,最终给世人留下了一个永远解不开的谜。
其实他的论文名是这个COMPUTING MACHINERY AND INTELLIGENCE
艾伦·麦席森·图灵(英文:Alan Mathison Turing,1912年6月23日-1954年6月7日),英国数学家、逻辑学家,被称为计算机科学父,人工智能之父。1931年图灵进入剑桥大学国王学院,毕业后到美国普林斯顿大学攻读博士学位,第二次世界大战暴发后回到剑桥,后曾协助军方破解德国的著名密码系统Enigma,帮助盟军取得二战的胜利。 1952年,英国振幅对图灵的同性恋取向定罪,随后图灵进行化学阉割(雌激素注射)。1954年6月7日,图灵吃下有氰化物的苹果中毒身亡,享年41岁。2013年12月24日,在英国司法大臣克里斯·格雷灵的要求下,英国女王伊丽莎白二世向图灵颁发了皇家赦免。 图灵对于人工智能的发展有诸多贡献,提出了一种用于判定机器是否具有智能化的试验方法,即图灵试验,至今,每年都有试验的比赛。此外,图灵提出的著名的图灵机模型为现代计算机的逻辑工作方式奠定了基础。 艾伦·麦席森·图灵,1912年6月23日生于英国伦敦。艾伦·麦席森·图灵少年时就表现出独特的直觉创造能力和对数学的爱好。 1926年,14岁的图灵考入伦敦有名的谢伯恩公学去学习,受到良好的中等教育,他在中学期间表现出对自然的极大兴趣和敏锐的数学头脑。 1927年末,年仅15岁的图灵为帮助母亲理解爱因斯坦的相对论,写了爱因斯坦的一部著作的内容提要,表现出他已具备非同凡响的数学水平和科学理解力。 图灵对自然可写的兴趣使他在1930年和1931年两次获得他的一位同学莫克姆的父母设立的自然科学奖,获奖工作中有一篇论文题为“亚硫盐酸和卤化物在酸性溶液中的反应”,受到了政府派来的督学的赞赏,对自然科学的虚拟光驱为他后来的一些研究奠定了基础,他的数学能力使他在念中学时获得过国王爱德华六世数学金盾奖章。 1931年,图灵考进剑桥国王学院,由于成绩优异而获得数学奖学金,在剑桥,他的数学能力得到充分的发展。1935年,他的第一篇数学论文“左右殆周期性的等价”发表于《伦敦数学会杂志》上。同一年,他还写出“论高斯误差函数”一文。这一论文使他又一名大学生直接当选为国王学院的研究员,并与次年荣获英国著名的史密斯(Smith)数学奖,成为国王学院声名显赫的毕业生之一。 1936年5月,图灵向英国权威的数学杂志投了一篇论文,题位《论数学计算在决断难题中的应用》。该文于1937年在《伦敦数学会文集》第42期上发表后立即引起了广泛的注意。在论文的附录里他描述了一可以辅助数学研究的机器,后来我们所熟知的电脑,以及还没有实现的”人工智能“都基于这个设想。这是他人生第一篇重要文章,也是他的成名之作。 1937年,图灵发表的另一篇文章“可计算性与λ可定义性”则拓广了丘奇(Church)提出的“丘奇论点”,形成“丘奇-图灵论点”,对计算机理论的严格化,对计算机科学的形成和发展都具有奠基性的意义。 1936年9月,图灵应邀到美国普林斯顿高级研究院学习,并于丘奇一同工作。 在美国期间,他对群论做了一些研究,并撰写了博士论文。1938年在普林斯顿获得博士学位,其论文题目为“以序数为基础的逻辑系统”,1939年正式发表,在数理逻辑研究中产生了深远的影响。 1938年夏,图灵回到英国,仍在剑桥大学国王学院任研究员,继续研究数理逻辑和计算理论,同时开始了计算机的研制工作。 第二次世界大战打断了图灵的正常研究工作,1939年秋,他应召到英国外交部通信处从事军事工作,主要是破译敌方密码的工作。由于破译工作的需要,他参与了世界上最早的电子计算机的研制工作。他的工作取得了极好的成就,因而于1945年获政府的最高奖——大英帝国荣誉勋章(O.B.E.勋章)。 1945年,图灵结束了在外交部的工作,他试图恢复战前在理论计算机科学方面的研究,并结合战时的工作,具体研制出新的计算机来。这一想法得到当局的支持。同年,图灵被录用为泰丁顿Teddington)国家物理研究所的研究人员,开始从事“自动计算机” (ACE) 的逻辑设计和具体研制工作。这一年,图灵写出一份长达50页的关于ACE的设计说明书。这一说明书在保密了27年之后,于1972年正式发表。在图灵的设计思想指导下,1950年制出了ACE样机,1958年制成大型ACE机。人们认为,通用计算机的概念就是图灵提出来的。 1945年到1948年,他在英国国家物理实验室工作,负责自动计算引擎的研究。 1946年的8月,图灵参加了他正式跑步训练后的第一个比赛。那是在他加入沃尔顿田径俱乐部后参加的3英里 (4.8公里) 比赛,图灵以15分37秒的成绩夺得第一,这一成绩当年在英国排名第20位。 1947年,在莱斯特郡拉夫堡 (Loughborough) 大学体育场举行的英国业余田径协会马拉松锦标赛上,图灵跑出了他在马拉松赛中的个人最好成绩2小时46分03秒,在那场比赛中列第五名。 1948年,图灵接受了[曼彻斯特大学]的高级讲师职务,并被指定为曼彻斯特自动数字计算机(Madam)项目的负责人助理,具体领导该项目数学方面的工作,作为这一工作的总结。 1949年成为曼彻斯特大学计算机实验室的副主任,负责最早的真正意义上的计算机——“曼彻斯特一号”的软件理论开发,因此成为世界上第一位把计算机实际用于数学研究的科学家。 1950年,图灵编写并出版了《曼彻斯特电子计算机程序员手册》(The programmers’handbook for the Manchester electronic computer)。这期间,他继续进行数理逻辑方面的理论研究。并提出了著名的“图灵测试”。同年,他提出关于机器思维的问题,他的论文“计算机和智能(Computingmachiery and intelligence),引起了广泛的注意和深远的影响。1950年10月,图灵发表论文《机器能思考吗》。这一划时代的作品,使图灵赢得了“人工智能之父”的桂冠。 1951年,由于在可计算数方面所取得的成就,成为英国皇家学会会员,时年39岁。 1952年,他辞去剑桥大学国王学院研究员的职务,专心在曼彻斯特大学工作.除了日常工作和研究工作之外,他还指导一些博士研究生,还担任了制造曼彻斯特自动数字计算机的一家公司——弗兰蒂公司的顾问。 1952年,图灵写了一个国际象棋程序。可是,当时没有一台计算机有足够的运算能力去执行这个程序,他就模仿计算机,每走一步要用半小时。他与一位同事下了一盘,结果程序输了。后来美国新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室的研究群根据图灵的理论,在MANIAC上设计出世界上第一个电脑程序的象棋。 1952年,图灵的同性伴侣协同一名同谋一起闯进了图灵的房子实施盗窃。图灵为此而报警。但是警方的调查结果使得他被控以“明显的猥亵和性颠倒行为”(同性恋)。他没有申辩,并被定罪。在著名的公审后,他被给予了两个选择:坐牢或 荷尔蒙疗法 。他选择了荷尔蒙注射,并持续了一年。在这段时间里,药物产生了包括乳房不断发育的副作用。 1954年6月7日,图灵被发现死于家中的床上,床头还放着一个被咬了一口的泡过氰化物的苹果。警方调查后认为是剧毒的氰化物中毒,调查结论为自杀。当时图灵41岁。 2009年,英国计算机科学家康明(John Graham-Cumming)发起了为图灵平反的在线请愿,截止到2009年9月10日请愿签名人数已经超过了3万,为此,当时的英国政府及首相戈登布朗不得不发表正式的道歉声明。 2012年12月,霍金、纳斯(Paul Nurse,诺贝尔医学奖得主)、里斯(Martin Rees,[英国皇家学会会长)等11位重要人士致函英国首相卡梅伦,要求为其平反。 2013年12月24日,在英国司法大臣克里斯・格雷灵(ChrisGrayling)的要求下,英国女王终于向图灵颁发了皇家赦免。英国司法部长宣布,“图灵的晚年生活因为其同性取向而被迫蒙上了一层阴影,我们认为当时的判决是不公的,这种歧视现象如今也已经遭到了废除。为此,女王决定为这位伟人送上赦免,以此向其致敬。” 图灵在他的“论可计算数及其在判定问题中的应用”一文中从一个全新的角度定义了可计算函数。他全面分析了人的计算过程,把计算归结为最简单、最基本、最确定的操作动作,从而用一种简单的方法来描述那种直观上具有机械性的基本计算程序,使任何机械(能行)的程序都可以归约为这些动作。这种简单的方法是以一个抽象自动机概念为基础的,其结果是:算法可计算函数就是这种自动机能计算的函数。这不仅给计算下了一个完全确定的定义,而且第一次把计算和自动机联系起来,对后世产生了巨大的影响,这种“自动机”后来被人们称为“图灵机”。 图灵在第二次世界大战中从事的密码破译工作涉及到电子计算机的设计和研制,但此项工作严格保密。直到70年代,内情才有所披露。从一些文件来看,很可能世界上第一台电子计算机不是ENIAC,而是与图灵有关的另一台机器,即图灵在战时服务的机构于1943年研制成功的CO-LOSSUS(巨人)机,这台机器的设计采用了图灵提出的某些概念。它用了1500个电子管,采用了光电管阅读器;利用穿孔纸带输入;并采用了电子管双稳态线路,执行计数、二进制算术及布尔代数逻辑运算,巨人机共生产了10台,用它们出色地完成了密码破译工作。战后,图灵任职于泰丁顿国家物理研究所(Teddington National Physical Laboratory),开始从事“自动计算机”(Automatic Computing Engine)的逻辑设计和具体研制工作。1946年,图灵发表论文阐述存储程序计算机的设计。他的成就与研究离散变量自动电子计算机(Electronic Discrete Variable Automatic Computer)的约翰·冯·诺伊曼(John von Neumann)同期。图灵的自动计算机与诺伊曼的离散变量自动电子计算机都采用了二进制,都以“内存储存程序以运行计算机”打破了那个时代的旧有概念。 从1952年直到去世,图灵一直在数理生物学方面做研究。他在1952年发表了一篇论文《形态发生的化学基础》(The Chemical Basis of Morphogenesis)。他主要的兴趣是斐波那契叶序列,存在于植物结构的斐波那契数。他应用了反应-扩散公式,如今已经成为图案形成范畴的核心。他后期的论文都没有发表,一直等到1992年《艾伦·图灵选集》出版,这些文章才见天日。 1945年到1948年,图灵在国家物理实验室,负责自动计算引擎(ACE)的工作 。1949年,他成为曼彻斯特大学计算机实验室的副主任,负责最早的真正的计算机---曼彻斯特一号的软件工作。在这段时间,他继续作一些比较抽象的研究,如“计算机械和智能”。图灵在对人工智能的研究中,提出了一个叫做图灵试验的实验,尝试定出一个决定机器是否有感觉的标准。
赫尔曼·何乐礼、范内瓦·布什、约翰·冯·诺依曼、比尔·盖茨、史蒂夫·乔布斯。
1、赫尔曼·何乐礼:
赫尔曼·何乐礼(英语:Herman Hollerith,1860年2月29日-1929年11月17日),生于水牛城,德裔美籍的统计学家。1896年,创办了制表机器公司(Tabulating Machine Company),后来成为IBM的前身(电脑的前身)。
2、范内瓦·布什:
范内瓦·布什(Vannevar Bush,1890.3.11~1974.6.26),是二战时期美国最伟大的科学家和工程师之一。
他是模拟计算机的开创者,信息论之父香农是他的学生,1945年他发表的论文《诚如所思》("As We May Think")中提出了微缩摄影技术和麦克斯储存器(memex)的概念,开创了数字计算机和搜索引擎时代。在这篇论文里,范内瓦提出的诸多理论预测了二战后到现在几十年计算机的发展,许多后来的计算机领域先驱们都是受到这篇文章的启发,后来的鼠标,超文本等计算机技术的创造都是基于这篇具有理论时代意义的论文。
无论你审视信息技术发展史的哪个领域,布什都是在那里留下过足迹的具有远见的先驱性人物。正如历史学家迈克尔·雪利(Michael Sherry)所言,“要理解比尔·盖茨和比尔·克林顿的世界,你必须首先认识范内瓦·布什。”正是因其在信息技术领域多方面的贡献和超人远见,范内瓦·布什获得了“信息时代的教父”的美誉。
3、约翰·冯·诺依曼:
冯·诺依曼(John von Neumann,1903~1957),原籍匈牙利,布达佩斯大学数学博士。 20世纪最重要的数学家之一,在现代计算机、博弈论、核武器和生化武器等领域内的科学全才之一,被后人称为“计算机之父”和“博弈论之父”。
1946年,冯·诺依曼开始研究程序编制问题,他是现代数值分析——计算数学的缔造者之一,他首先研究线性代数和算术的数值计算,后来着重研究非线性微分方程的离散化以及稳定问题,并给出误差的估计。他协助发展了一些算法,特别是蒙特卡罗方法。
简单来说他的精髓贡献是两点:2进制思想与程序内存思想。
冯·诺依曼对人类的最大贡献是对计算机科学、计算机技术、数值分析和经济学中的博弈论的开拓性工作。
4、比尔·盖茨:
比尔·盖茨 (Bill Gates),全名威廉·亨利·盖茨三世,简称比尔或盖茨。1955年10月28日出生于美国华盛顿州西雅图,企业家、软件工程师、慈善家、微软公司创始人。曾任微软董事长、CEO和首席软件设计师。
在他的领导之下,成功建立了新一代的电脑系统,并且在潜移默化当中改变着人类的生活方式。带着计算机时代进入一个新的时期,一个人机交流和谐的时期。
5、史蒂夫·乔布斯:
史蒂夫·乔布斯(Steve Jobs)是苹果公司的前任首席运行官兼创办人之一,同时也是前Pixar动画公司的董事长及行政总裁(Pixar已在2006年被迪士尼收购)。乔布斯还是迪士尼公司的董事会成员和最大个人股东。乔布斯被认为是计算机业界与娱乐业界的标志性人物,同时人们也把他视作麦金塔计算机、ipad、iPod、iTunes Store、iPhone等知名数字产品的缔造者。
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参考资料来源:百度百科 - 约翰·冯·诺依曼
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参考资料来源:百度百科 - 乔布斯
《论可计算数:图灵与现代计算的诞生》 克里斯·伯恩哈特图灵,
对于计算机领域是最高荣誉的代名词,但对于广大人民来说,可能会是个陌生的名字。在1936年,24岁的图灵就发表了这篇影响计算机学科构建的论文。论文的题目《论可计算数及其在判定问题上的应用 》(On Computable Numbers, with an Application to the Entscheidungsproblem),很简洁了当地体现了这篇论文的主旨,即对可计算数及其判定的研究。而这本书就围绕着这篇论文的内容,以及前前后后相关联的事情的介绍。这篇论文的主旨是为了证明一位顶尖数学家的观点是错误的,因此,图灵深入研究了计算,什么是计算,怎么定义计算,是否存在不可计算的问题,是否可以判断问题是否可计算等问题,然后通过构思出一种可以运行各种算法的机器,参考哥德尔和奥托尔给出了简洁美妙的证明。
虽然如此,但读完也只懵懵懂懂,晕晕乎乎。大体上,图灵为了证明希尔伯特作出的假设“存在一个决策程序,能够告诉我们一个论述能否通过这些公理证明(其所指的决策程序是一种清晰的计算过程,也就是我们现在所说的算法。他认为,向这个过程输入公理和可能结论,它应该告诉我们这个可能结论是否可以通过这些公理证明。)”,定义了计算,并设计出了这样的决策程序(图灵机),然后通过证明存在超出计算机解决能力的问题,来证明希尔伯特的假设的错误。通过矛盾证明法(罗素的理发师悖论),证明了停机问题(Halting Problem)和接纳问题(Acceptance Problem)都是不可判定的(存在一些图灵机可以接纳自己的编码,一些图灵机则不可以,但是不存在能够区分这两种情况的图灵机)。看了一遍,脑细胞损耗了一大半。不过,整体来说肯定比直接看论文要更容易,因为作者也提供了相关的知识背景介绍,是作为了解那篇论文的不可多得的一本书。
1、电子计算机
图灵在第二次世界大战中从事的密码破译工作涉及到电子计算机的设计和研制,但此项工作严格保密。直到70年代,内情才有所披露。
从一些文件来看,很可能世界上第一台电子计算机不是ENIAC,而是与图灵有关的另一台机器,即图灵在战时服务的机构于1943年研制成功的CO-LOSSUS(巨人)机,这台机器的设计采用了图灵提出的某些概念。
它用了1500个电子管,采用了光电管阅读器;利用穿孔纸带输入;并采用了电子管双稳态线路,执行计数、二进制算术及布尔代数逻辑运算,巨人机共生产了10台,用它们出色地完成了密码破译工作。
2、人工智能
1949年,图灵成为曼切斯特大学(University of Manchester )计算实验室的副院长,致力研发运行Manchester Mark 1型号储存程序式计算机所需的软件。
1950年他发表论文《计算机器与智能》( Computing Machinery and Intelligence),为后来的人工智能科学提供了开创性的构思。提出著名的“图灵测试”,指出如果第三者无法辨别人类与人工智能机器反应的差别, 则可以论断该机器具备人工智能。
3、数理生物学
从1952年直到去世,图灵一直在数理生物学方面做研究。他在1952年发表了一篇论文《形态发生的化学基础》(The Chemical Basis of Morphogenesis)。
他主要的兴趣是斐波那契叶序列,存在于植物结构的斐波那契数。他应用了反应-扩散公式,如今已经成为图案形成范畴的核心。他后期的论文都没有发表,一直等到1992年《艾伦·图灵选集》出版,这些文章才见天日。
图灵对于人工智能的发展有诸多贡献,提出了一种用于判定机器是否具有智能的试验方法,即图灵试验,至今,每年都有试验的比赛。此外,图灵提出的著名的图灵机模型为现代计算机的逻辑工作方式奠定了基础。
图灵不但以破译密码而名闻天下,他在人工智能和计算机等领域也作出了重要贡献,他常被认为是现代计算机科学的创始人。
战争结束后,在曼彻斯特大学工作的他研制了“曼彻斯特马克一号”———著名的现代计算机之一。1999年,他被《时代》杂志评选为20世纪100个最重要的人物之一。
参考资料来源:百度百科--艾伦·麦席森·图灵
图灵在计算机的发展史上是做出了一些卓绝的贡献,大家都知道。
图灵机图灵机是由图灵在1936年提出的,它是一种精确的通用计算机模型,能模拟实际计算机的所有计算行为。所谓的图灵机就是指一个抽象的机器,它有一条无限长的纸带,纸带分成了一个一个的小方格,每个方格有不同的颜色。有一个机器头在纸带上移来移去。机器头有一组内部状态,还有一些固定的程序。在每个时刻,机器头都要从当前纸带上读入一个方格信息,然后结合自己的内部状态查找程序表,根据程序输出信息到纸带方格上,并转换自己的内部状态,然后进行移动。图灵测试1950年他发表论文《计算机器与智能》( Computing Machinery and Intelligence),为后来的人工智能科学提供了开创性的构思。提出著名的“图灵测试”,指出如果第三者无法辨别人类与人工智能机器反应的差别, 则可以论断该机器具备人工智能。