1936年图灵发表的论文

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。

《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。