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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与丘奇一同工作。 在美国期间他对群论作了一些研究并撰写了博士论文。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”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。 –二战经历– 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。 –被迫害后逝世– 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。 –正式平反– 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Chris Grayling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。” 主要贡献 –可计算性理论–　 图灵把可计算函数定义为图灵机可计算函数。1937年图灵在他的“可计算性与λ可定义性”一文中证明了图灵机可计算函数与λ可定义函数是等价的从而拓广了丘奇论点得出算法(能行)可计算函数等同于一般递归函数或λ可定义函数或图灵机可计算函数。这就是“丘奇-图灵论点”相当完善地解决了可计算函数的精确定义问题对数理逻辑的发展起了巨大的推动作用。 图灵机的概念有十分独特的意义如果把图灵机的内部状态解释为指令用字母表的字来表示与输出字输入字同样存贮在机器里那就成为电子计算机了由此开创了“自动机”这一学科分支促进了电子计算机的研制工作。 与此同时图灵还提出了通用图灵机的概念它相当于通用计算机的解释程序这一点直接促进了后来通用计算机的设计和研制工作图灵自己也参加了这一工作。 在给出通用图灵机的同时图灵就指出通用图灵机在计算时其“机械性的复杂性”是有临界限度的超过这一限度就要靠增加程序的长度和存贮量来解决。这种思想开启了后来计算机科学中计算复杂性理论的先河。 –判定问题– 所谓“判定问题”指判定所谓“大量问题”是否具有算法解或者是否存在能行性的方法使得对该问题类的每一个特例都能在有限步骤内机械地判定它是否具有某种性质(如是否真是否可满足或是否有解等随大量问题本身的性质而定)的问题。 图灵在判定问题上的一大成就是把图灵机的“停机问题”作为研究许多判定问题的基础一般地把一个判定问题归结为停机问题“如果问题A可判定则停机问题可判定。”从而由“停机问题是不可判定的”推出“问题A是不可判定的”。 1937年图灵用他的方法解决了著名的希尔伯特判定问题狭谓词演算(亦称一阶逻辑)公式的可满足性的判定问题。他用一阶逻辑中的公式对图灵机进行编码再由图灵机停机问题的不可判定性推出一阶逻辑的不可判定性。他在此处创用的“编码法”成为后来人们证明一阶逻辑的公式类的不可判定性的主要方法之一。 在判定问题上图灵的另一成果是1939年提出的带有外部信息源的图灵机概念并由此导出“图灵可归约”及相对递归的概念。运用归约和相对递归的概念可对不可判定性与非递归性的程度加以比较。在此基础上E.波斯特(Post)提出了不可解度这一重要概念这方面的工作后来有重大的进展。 图灵参与解决的另一个著名的判定问题是“半群的字的问题”它是图埃(Thue)在1914年提出来的对任意给定的字母表和字典是否存在一种算法能判定两个任意给定的字是否等价给出有限个不同的称为字母的符号便给出了字母表字母的有限序列称为该字母表上的字。把有限个成对的字(A1B1)…(AnBn)称为字典。如果两个字R和S使用有限次字典之后可以彼此变换则称这两个字是等价的1947年波斯特和A.A.马尔科夫(Markov)用图灵的编码法证明了这一问题是不可判定的。1950年图灵进一步证明满足消元律的半群的字的问题也是不可判定的。 –电子计算机– 电子计算机的出现和广泛应用是20世纪新技术革命的主要标志之一。很长时期中人们一直认为第一台电子计算机是美国人按J.W.莫奇利(Mauchly)提出的方案于1946年制成的“电子数字积分和自动计算机”(ENIAC)。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。 1945年初冯诺伊曼、莫奇利等人提出了著名的EDVACelectronic discret variable automatic comp-uter(离散变量自动电子计算机)方案提出关于存贮程序控制的电子计算机的总体设想指出这种计算机应由计算器、控制器、存贮器及输入、输出装置等五个部分组成(后来形成了左右电子计算机40余年的所谓“冯诺伊曼方式”)但没有提出进一步的结构设计。1945年底图灵写出的关于ACE的设计说明书中最先给出了存贮程序控制计算机的结构设计(图灵后来参与研制的Madam机则是当时世界上存贮量最大的电子计算机)。在图灵的这份说明书中还最先提出了指令寄存器和指令地址寄存器的概念提出了子程序和子程序库的思想这都是现代电子计算中最基本的概念和思想。令人吃惊的是在这份说明书中图灵已提出了“仿真系统”的思想所谓仿真系统指机器可以没有固定的指令系统但它能够模拟许多具有不同指令系统的计算机的功能。英国的ACE机只采用了图灵的部分思想而出于保密的需要图灵的ACE设计说明书直到1972年才得以发表。这期间人们不得不重新发现图灵已经发现过的东西恰恰也是在1972年人们才制成具有仿真系统的计算机。 –人工智能– 图灵是人工智能研究的先驱者之一实际上图灵机尤其是通用图灵机作为一种非数值符号计算的模型就蕴含了构造某种具有一定的智能行为的人工系统以实现脑力劳动部分自动化的思想这正是人工智能的研究目标。而且正是从图灵机概念出发在第二次世界大战时的军事工作期间图灵在业余时间里经常考虑并与一些同事探讨“思维机器”的问题并且进行了“机器下象棋”一类的初步研究工作。 1950年图灵发表了著名的“计算机和智能”的论文。这篇文章对智能给出一个行为主义的定义并设计了著名的“图灵测验”即一个人在不接触对象的情况下同对象进行一系列的问答(可借助电传打写机)如果他根据这些问答无法判断对象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图灵还预言20世纪末将会出现这样的机器。1956年图灵的这篇文章以“机器能够思维吗”为题重新发表。此时人工智能也进入了实践研制阶段。图灵的机器智能思想无疑是人工智能的直接起源之一。而且随人工智能领域的深入研究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。 人物评价 如果要用最简单的话语去描述图灵以及他的一生其实只需要三个单词战争英雄同性恋以及计算机科学的缔造者。温斯顿丘吉尔曾在回忆录中这样记载“图灵作为破译了Enigma恩尼格玛密码机的英雄他为盟军最终成功取得第二次世界大战的胜利做出了最大的贡献。” 不仅如此图灵在数学和逻辑方面的辉煌成就也为现代计算机或者说整个数字时代的发展制定了宏伟的蓝图……为了表彰他的开创性贡献以其名字命名的图灵奖——计算机界的诺贝尔奖——作为该领域最高的奖项于1966年被正式设立。但人们对图灵的认识并不是一蹴而就的。1954年在艾伦·图灵去世后不久曼彻斯特卫报曾为他刊登了一篇庄重的讣告讣告的作者是一位曾与图灵一同研发新一代电子计算机的学者。“他非常喜欢长跑下棋还有园艺”讣告中曾提到“他经常说总有一天计算机也会像人一样做着相似的事包括思考……”简单的话语并未透露出太多图灵41岁前的事迹。事实上曾在很长一段时间中任何对于历史的记录都未将图灵真实的一生、他的自然天性以及其智慧展示在世人面前。在数十年间人们几乎都不知道曾有这么一位“英雄”的存在。 直至艾伦·图灵被宣告自杀的半个世纪之后前英国首相戈登布朗才在一封公开发表的致歉信中提到“就如同其它成千上万拥有着同样不公命运的人一样艾伦·图灵作为一个同性恋者曾遭受到了残酷、非人道的迫害……”在那个充满偏见的年代却依旧勇于坚持对未知事物的探索及思考……艾伦·图灵在自己的时代是一个谜而我们只是刚刚开始进入他的世界。 作者语忆情感研究所 图灵奖 为了纪念他对计算机科学的巨大贡献由美国计算机协会ACM于1966年设立一年一度的图灵奖以表彰在计算机科学中做出突出贡献的人图灵奖被喻为“计算机界的诺贝尔奖”。 参考资料- 《艾伦.图灵传》[英]安德鲁.霍奇斯 艾伦·麦席森·图灵 知乎如何评价图灵这个人