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阿蘭圖靈簡介

阿蘭圖靈簡介

 艾倫?麥席森?圖靈,OBE,FRS(英語:Alan Mathison Turing,又譯阿蘭?圖靈,Turing也常翻譯成塗林或者杜林,1912年6月23日?1954年6月7日),是英國數學家、邏輯學家,他被視為計算機科學之父。

 1931年圖靈進入劍橋大學國王學院,畢業後到美國普林斯頓大學攻讀博士學位,二戰爆發後回到劍橋,後曾協助軍方破解德國的著名密碼系統Enigma,對盟軍取得了二戰的勝利有壹定的幫助。

 圖靈對於人工智能的發展有諸多貢獻,例如圖靈曾寫過壹篇名為《機器會思考嗎?》(Can Machines Think?)的論文,其中提出了壹種用於判定機器是否具有智能的試驗方法,即圖靈測試。至今,每年都有試驗的比賽。此外,圖靈提出的著名的圖靈機模型為現代計算機的邏輯工作方式奠定了基礎。

 圖靈是著名的男同性戀者,並因為其性傾向而遭到當時的英國 *** 迫害,職業生涯盡毀。他亦患有花粉過敏癥。

 圖靈還是壹位世界級的長跑運動員。他的馬拉松最好成績是2小時46分3秒,比1948年奧林匹克運動會金牌成績慢11分鐘。1948年的壹次跨國賽跑比賽中,他跑贏了同年奧運會銀牌得主湯姆?理查茲(Tom Richards)。[1]

 孩童和年輕時代

 圖靈的父親朱利斯?麥席森?圖靈(Julius Mathison Turing)是壹名英屬印度的公務員。1911年,圖靈的母親Ethel在印度的Chatrapur懷了孕。他們希望艾倫在英國出生,所以回到倫敦,住在帕丁頓(Paddington)。結果就在那裏生下了艾倫。父親的公務員委任使他在艾倫小時候經常來往於英倫和印度。由於擔心印度的氣候不利於兒童成長,他把家庭留在英倫與朋友同住。圖靈很小的時候就表現出他的天才,後來就更加顯著。他說他在三個星期裏自己學會閱讀,而且,就對數字和智力遊戲著迷。

 六歲的時候,他的父母為他在壹間叫聖邁克爾的(St。 Michael's)日間學校註了冊。女校長很快就註意到他的天才,隨後Marlborough學院的許多教育家也註意到這點。1926年,他十四歲的時候轉到了在多塞特郡(Dorset)的Sherborne寄宿學校。開學的第壹天,剛好遇上了大 *** 。圖靈決心要趕上第壹天的課,於是他獨自從南安普頓(Southampton)騎了六十英裏的自行車去上學,途中還在壹間旅社度過壹宵。

 圖靈天生對科學的喜好並沒有給他在Sherborne的老師留下好印象。他們對教育的定義是著重於人文學科而不是科學。雖然如此,圖靈繼續在他喜歡的學科表現出驚人的能力,還沒有學過基礎微積分的他,就已經能夠解答以他年紀來說算是很高深的難題。

 1928年,在圖靈16歲的時候,開始閱讀阿爾伯特?愛因斯坦的著作。他不但能夠理解,而且看出了愛因斯坦對牛頓運動定律存有質疑,即使愛因斯坦的著作中並沒有明白指出這點。[2]

 大學和可計算性的工作

 劍橋大學國王學院的電腦房現在以圖靈為名

 1931年,圖靈考入劍橋大學國王學院。1934年他以優異成績畢業。1935年因為壹篇有關中心極限定理的論文當選為國王學院院士。

 圖靈在他的重要論文《論可計算數及其在判定問題上的應用》(英語:On Computable Numbers, with an Application to the Entscheidungsproblem,1936年5月28日提交)裏,對哥德爾1931年在證明和計算的限制的結果作了重新論述,他用現在叫做圖靈機的簡單形式設備代替了哥德爾的以通用算術為基礎的形式語言。由於速度很慢,盡管沒有壹臺圖靈機會有實際用途,圖靈還是證明了這樣的機器有能力解決任何可想像的數學難題,如果這些難題是用壹種算法來表達。現今,圖靈機還是計算理論研究的中心課題。他繼續證明了判定問題(Entscheidungsproblem)是沒有答案的。他的證明首先展示了圖靈機的停機問題(halting problem)是沒有答案的,這是說不可能用壹個算法來決定壹臺指定的圖靈機是否會停機。盡管他的證明比阿隆佐?邱奇在?演算方面相等的證明晚發表了幾個月,圖靈的著作是更易於理解和直觀的。他的通用(圖靈)機的概念也是新穎的。這壹通用機能夠完成任何其他機器所能做的任務。這篇論文還介紹了可定義數的概念。

 圖靈在普林斯頓大學度過了1937年和1938年的大部分時間,在邱奇指導下學習。1938年,他取得了博士學位。他的論文介紹了超計算(hypercomputation)的概念,在圖靈機加上了預言機,讓研究圖靈機無法解的問題變得可能。

 1939年圖靈回到劍橋,聆聽了維特根斯坦關於數學基本原理(foundations of mathematics)的講座。他們激烈地爭論,圖靈為 *** 辯護,而維特根斯坦則認為把數學擡得太高而且不能發現任何絕對真理。

 早期的計算機研究:圖靈測試

 在布萊切利園的圖靈石像[3]

 主條目:圖靈測試

 1945年到1948年,圖靈在國家物理實驗室,負責自動計算引擎(ACE)的工作 。1949年,他成為曼徹斯特大學計算機實驗室的副主任,負責最早的真正的計算機?曼徹斯特壹號的軟件工作。在這段時間,他繼續作壹些比較抽象的研究,如?計算機械和智能?。圖靈在對人工智能的研究中,提出了壹個叫做圖靈測試(Turing test)的實驗,嘗試定出壹個決定機器是否有感覺的標準。

 1952年,圖靈寫了壹個國際象棋程序。可是,當時沒有壹臺計算機有足夠的運算能力去執行這個程序,他就模仿計算機,每走壹步要用半小時。他與壹位同事下了壹盤,結果程序輸了。

 後來美國新墨西哥州洛斯阿拉莫斯國家實驗室的研究群根據圖靈的理論,在ENIAC上設計出世界上第壹個電腦程序的象棋?洛斯阿拉莫斯象棋。

 圖案形成和數理生物學的研究

 從1952年直到去世,圖靈壹直在生物數學方面做研究。他在1952年發表了壹篇論文《形態發生的化學基礎》(英語:The Chemical Basis of Morphogenesis)。[4]他主要的興趣是斐波那契葉串行,存在於植物結構的斐波那契數。他應用了反應?擴散公式,現在已經成為圖案形成範疇的核心。他後期的論文都沒有發表,壹直等到1992年《艾倫?圖靈選集》出版,這些文章才見天日。[5]2012年,《自然》雜誌稱贊他是有史以來最具科學思想的人物之壹。[6]

 迫害和逝世

 圖靈在Cheshire East威姆斯洛的家,掛有藍色牌匾。

 因為圖靈的同性戀傾向而遭到的迫害使得他的職業生涯盡毀。1952年,他的同 *** 協同壹名同謀壹起闖進圖靈的房子盜竊,圖靈為此而報警。但是英國警方的調查結果使得他被控以?明顯的猥褻和性顛倒行為?罪(請參看 *** 法)。他沒有申辯,並被定罪。在著名的公審後,他被給予了兩個選擇:坐牢或女性荷爾蒙(雌激素)註射?療法?(即化學 *** )。他最後選擇了雌激素註射[7],並持續壹年。在這段時間裏,藥物產生了包括 *** 不斷發育的副作用,也使原本熱愛體育運動的圖靈在身心上受到極大傷害。1954年,圖靈因食用浸過氰化物溶液的蘋果死亡。很多人相信他的死是有意的,並判決他的死是自殺。但是他的母親極力爭辯他的死是意外,因為他不小心在實驗室裏堆放了很多化學物品。

 蘋果公司的商標有時會被誤認為是源於圖靈自殺時咬下的半個蘋果[8],但該圖案的設計師[9]和蘋果公司都否認了這壹說法[10]。而公司創辦人史蒂夫?喬布斯在接受英國廣播公司(BBC)電視節目《QI》時被主持人史蒂芬?弗萊問到此事時說:?這(LOGO向圖靈致敬)不是真的,但是,上帝啊,我們希望它是真的。?("It isn't true, but God, we wish it were。")[11]

  ***

 在2009年9月10日,壹份超過3萬人的 *** 簽名,使英國首相戈登?布朗在《每日電訊報》撰文,因為英國 *** 當年以同性戀相關罪名起訴圖靈並定罪,導致他自殺身亡,正式向艾倫?圖靈公開道歉。[12][13][14]

 至2012年,有21000多人簽名 *** ,要求英國 *** 追授圖靈死後赦免狀,但被當局拒絕。英國上議院的麥克納利勛爵解釋說,死後赦免狀是不合適的,因為圖靈是根據當時的法律被定罪。[15]

 2013年12月24日,英國司法大臣宣布英國女王伊麗莎白二世赦免1952年因同性戀行為被定罪的艾倫?圖靈。[16] [17]

 擴展閱讀

 我的壹生都奉獻給了計算機事業,更準確地說是奉獻給了計算機網絡。這個領域壹貫是創新的代名詞,我們不斷地打破昨天的禁錮,創造出等待明日來超越的今天。行業內有壹個說法,只有明天的網速才夠快。我們今日所擁有的、使用中的壹切,恰都是昨日難以想象的。雖然我今日小有所成,但我很明白,自己之所以能取得今日的成就,很大程度依賴前人打下的基礎。如果沒有他們,就不會有我,更不會有計算機的今天。

 今年,2012年,是壹個偉人的百年誕辰。即使我們把所有崇高的致意奉獻給他都不為過。他就是阿蘭?圖靈。100年前,阿蘭?圖靈誕生在壹個文化和科技水平都與現在完全不同的時代裏,但這並不影響他成為今天最偉大最值得紀念的人之壹。

 阿蘭?圖靈擁有傳奇的壹生。他擁有的數學天賦幫助拯救了數以萬計的生命,然而作為同性戀者卻被當時的社會所譴責遺棄,無奈中選擇結束自己的生命。他的存在充滿光芒,結局卻是黯淡。他為計算機領域奠定了不可埋沒的基礎,沒有他就沒有計算機的今天。1936年,還在劍橋國王學院就讀的阿蘭?圖靈發表重要論文《論可計算數及其在判定問題上的應用》(On Computable Numbers, with an Application to the Entscheidungsproblem),提出?算法(algorithms)?和?計算機(computing machines)?兩個核心概念,壹直讓我們受用到今天。

 阿蘭?圖靈和計算機

 談及圖靈時不得不提他在二戰時為盟軍所作的傑出貢獻。當時他在布萊切利公園(Bletchley Park)擔任解碼專家,於1940年創造出可以破譯德軍密報的機器Bombe,為盟軍的勝利立下了汗馬功勞。

 戰後,他任職於泰丁頓國家物理研究所(Teddington National Physical Laboratory),開始從事?自動計算機?(Automatic Computing Engine)的邏輯設計和具體研制工作。1946年,圖靈發表論文闡述存儲程序計算機的設計。他的成就與研究離散變量自動電子計算機(Electronic Discrete Variable Automatic Computer)的約翰?馮?諾伊曼(John von Neumann)同期。圖靈的自動計算機與諾伊曼的離散變量自動電子計算機都采用了二進制,都以?內存儲存程序以運行計算機?打破了那個時代的舊有概念。

 程序被儲存在電腦內存中意味著程序可以自動運行,此項突破為計算機領域打開了壹扇人工智能的大門。值得壹提的是,1947年與圖靈同在國家物理研究所研究自動計算機的哈裏?哈斯基(Harry Huskey )在1954將自動計算機的設計概念應用於Bendix公司的G?15計算機上,而也就是在這壹年,阿蘭?圖靈選擇結束了自己的生命。

 人工智能

 1949年,圖靈成為曼切斯特大學(University of Manchester )計算實驗室的副院長,致力研發運行Manchester Mark 1型號儲存程序式計算機所需的軟件。1950年他發表論文《計算機器與智能》( Computing Machinery and Intelligence),為後來的人工智能科學提供了開創性的構思。提出著名的?圖靈測試?,指出如果第三者無法辨別人類與人工智能機器反應的差別,則可以論斷該機器具備人工智能。

 圖靈的成就不得地讓我們聯想,是否等到人類滅亡之後會留下機器人來統治這個世界。?文特?瑟夫

 以上對圖靈壹生成就的陳述只是他所有成就的壹個片段,語言很難概述他具體為我們現在科技的繁榮做出了多大的貢獻。不過對於我來說,每壹件事都令我動容。我出生在1943年6月23日,有幸和這個偉人擁有相同的生日。在我出生的那年,他正處於解碼事業的頂峰時期。更巧的是,我此生接觸的第壹臺計算機就是Bendix G?15。當時我才十幾歲,有幸和最好的朋友斯蒂芬?克羅克( Stephen Crocker)壹起在加州大學洛杉磯分校(UCLA)接觸到這壹時代的巨制。如今,由美國計算機協會(The Association for Computing Machinery )設立圖靈獎為其最高獎項,該獎項包含的250000美元獎金又部分由我所供職的谷歌所資助。在2004年,我和我的同事羅伯特?卡恩(Robert Kahn)因我們在計算機領域的努力而獲此殊榮。

 天才

 圖靈留下的偉大思想還在演化前進,它依舊讓世人驚訝,讓人向之前進,讓人為之興奮。他在處理難題時表現出的才華與無畏幾十年來都是這條朝聖路上的標桿。他清晰的思維和無與比擬的創造力激勵著與他壹起工作的每壹位同事;他提出的概念,比如圖靈機,又在為可計算性(computability)和可判斷性(decidability)提供理論基石。因他被賦予生命的每壹臺計算機與計算機器,比如解碼機?Bombe?與?自動計算機?,驅散了計算機領域的迷雲,為21世紀計算機的產業騰飛指明了道路。

 如果他能夠活到今年,不知他看到今日的景象會有如何的感想,又能為我們提出哪些值得思考的問題。我花了壹輩子研究計算機和網絡,可是時時還會期盼圖靈能夠在身邊回答我的疑問。相信如果有他在,很多問題都能夠迎刃而解。

 網絡和宇宙

 為了給人們帶來更快的網絡體驗,為了給計算機領域和通訊領域帶去更好的繁榮,我常常獨自陷入思考,壹思考就是幾個小時。我在想,如何才能夠規劃出太陽系範圍內的長距離網絡通訊。

 因為光的速度有限,星球又在不停的運動之中,我和我的同事們不得不重新思考大規模網絡架構的基礎定律。星際網絡問題的棘手程度超乎大家的想象,不過既然人類要發展,要走出地球走向宇宙,這個問題就必須得到解決。

 我們的壽命有限,這是人類無法突破的自我局限性,它註定了我們在某些時候不得不停下自己探索的腳步。不過圖靈的人工智能理論給我們提供了壹個參考答案,我們可以借助人工智能來彌補自己生命的短暫。機器人們可以背負人類的使命,代替人類走向太空。

 紀念圖靈

 對於許多谷歌的工程師而言,圖靈他們是心中的英雄。能夠站在圖靈的肩膀上研究、奮鬥是我們這壹群人的榮幸。去年,谷歌為布萊切利園提供了壹筆資金,讓他們購買圖靈曾發表的論文以供在他們的博物館中展覽之用。

 近期,我們又與倫敦科學博物館( London Science Museum)合作,為他們提供資金,支持他們最新的布展解碼師:歌頌圖靈(Codebreaker: celebrating the life and legacy of Alan Turing)?

 他們在展會中展出了大量的文物,之前從未在公眾面前出現過的官方情報機構? *** 通訊總部(GCHQ)?也向展會出借了部分展品。讓人們最難以忘懷的不是這些文物本身,而是這些機構的態度。他們同心同力不僅僅是為了紀念壹位曾經的偉人所取得的成就,而是紀念這個偉人本身。這讓人感動,讓人感到溫暖。展會為每個人生動地勾畫出了圖靈的形象,用深入淺出的方式向每人宣揚了圖靈的偉大之處。

 我希望能夠借這個機會向圈外的人們展示這壹個偉大的人物,他值得我們去敬愛,值得我們去頌揚。對於科技圈內的人們,2012年是當之無愧的?阿蘭?圖靈之年?,全世界都在舉辦紀念他的論壇和活動,我也參加了其中的壹部分。為了紀念他的誕辰(也是我的生日),我會在曼切斯特大學舉辦的?圖靈百年誕辰紀念大會?(Turing Centenary Conference)上發表演說。我希望大家能夠身體力行地支持這壹活動,只因為他是圖靈,他是我們的傳奇,我們的英雄。

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 本文作者文特?瑟夫(Vint Cerf)與羅伯特?卡恩(Robert E。 Kahn)壹同創立了TCP/IP協議,被稱為?互聯網之父?。他從2005年加入谷歌,至今擔任谷歌首席互聯網專家。

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