计算机科学之父----艾伦•麦席森•图灵

人物生平

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,被称为计算机科学之父,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，第二次世界大战爆发后回到剑桥，后曾协助军方破解德国著名的密码系统Enigma，帮助盟军取得了二战的胜利

艾伦•麦席森•图灵

1952年，英国政府对图灵的同性恋取向定罪，随后图灵接受化学阉割 ^[1]。1954年6月7日,图灵吃下含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的试验方法----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模型为现代计算机的逻辑工作方式奠定了基础。

艾伦•图灵----如迷的解谜者

《科学美国人》这样评价图灵性情矛盾的一生:“个人生活隐秘又喜欢大众读物和公共广 播,自信满怀又异常谦卑。一个核心的悖论是,他认为电脑能够跟人脑并驾齐驱,但是他本人的个性却是率性而为、我行我素、无法预见，一点也不像机器输出来的东西。”

主要成就

图灵在科学、特别在 数理逻辑和计算机科学方面，他的一些科学成果，构成了现代计算机的基础。

---

• 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。
  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(如果是真,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。
  图灵机模型理论
  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”。
  所谓停机指图灵机内部达到一个结果状态、指令表上没有的状态或符号对偶，从而导致计算终止。在每一时刻，机器所处的状态，纸带上已被写上符号的所有格子以及机器当前注视的格子位置，统称为机器的格局。图灵机从初始格局出发，按程序一步步把初始格局改造为格局的序列。此过程可能无限制继续下去，也可能遇到指令表中没有列出的状态、符号组合或进入结束状态而停机。在结束状态下停机所达到的格局是最终格局，此最终格局(如果存在)就包含机器的计算结果。所谓停机问题即是：是否存在一个算法，对于任意给定的图灵机都能判定任意的初始格局是否会导致停机？图灵证明，这样的算法是不存在的，即停机问题是不可判定的，从而使之成为解决许多不可判定性问题的基础。
  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。

---

• 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。

---

• 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。

  
  
  机器人足球人工智能算法分析

  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。而且随着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：它们如今仍然是人工智能的主要思想之一。

---

• 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。

---

• 图灵试验
  

  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。
  图灵试验
  图灵试验验由计算机、被测试的人和主持试验人组成。计算机和被测试的人分别在两个不同的房间里。测试过程由主持人提问，由计算机和被测试的人分别做出回答。观测者能通过电传打字机与机器和人联系（避免要求机器模拟人外貌和声音）。被测人在回答问题时尽可能表明他是一个“真正的”人，而计算机也将尽可能逼真的模仿人的思维方式和思维过程。如果试验主持人听取他们各自的答案后，分辨不清哪个是人回答的，哪个是机器回答的，则可以认为该计算机具有了智能。这个试验可能会得到大部分人的认可，但是却不能使所有的哲学家感到满意。

---

1. 雌激素注射 ↩