廣東日記之雜記篇——計算機科學之父:圖靈

《未來簡史》中讀到圖靈一章,才偶然發現被我們忽略的偉人.

艾倫·麥席森·圖靈

艾倫·麥席森·圖靈(Alan Mathison Turing,1912年6月23日-1954年6月7日),出生於英國倫敦帕丁頓,畢業於普林斯頓大學,英國數學家、邏輯學家,被稱為計算機科學之父,人工智能之父,其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。他提出了“圖靈機”和“圖靈測試”等重要概念。人們為紀念其在計算機領域的卓越貢獻而專門設立了“圖靈獎”。

第二次世界大戰爆發後圖靈回到劍橋,後協助軍方破解德國的著名密碼系統Enigma,幫助盟軍取得了二戰的勝利。圖靈還是著名的男同性戀者,並因為其性傾向而遭到當時的英國政府迫害,職業生涯盡毀。

廣東日記之雜記篇——計算機科學之父:圖靈

年輕時期

艾倫·麥席森·圖靈,1912年生於英國倫敦。艾倫·麥席森·圖靈少年時就表現出獨特的直覺創造能力和對數學的愛好。

1926年,他考入倫敦有名的捨本(Sherborne)公學,受到良好的中等教育.他在中學期間表現出對自然科學的極大興趣和敏銳的數學頭腦。

1927年末,年僅15歲的圖靈為了幫助母親理解愛因斯坦的相對論,寫了愛因斯坦的一部著作的內容提要,表現出他已具備非同凡響的數學水平和科學理解力。他對自然科學的興趣使他在1930年和1931年兩次獲得他的一位同學莫科姆的父母設立的自然科學獎,獲獎工作中有一篇論文題為“亞硫酸鹽和鹵化物在酸性溶液中的反應”,受到政府派來的督學的讚賞,對自然科學的興趣為他後來的一些研究奠定了基礎,他的數學能力使他在唸中學時獲得過國王愛德華六世數學金盾獎章.

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科研時期

1931年,圖靈考入劍橋大學國王學院,由於成績優異而獲得數學獎學金。在劍橋,他的數學能力得到充分的發展。

1935年,他的第一篇數學論文“左右殆週期性的等價”發表於《倫敦數學會雜誌》上。同一年,他還寫出“論高斯誤差函數”一文。這一論文使他由一名大學生直接當選為國王學院的研究員,並於次年榮獲英國著名的史密斯(Smith)數學獎,成為國王學院聲名顯赫的畢業生之一。

1936年5月,圖靈向倫敦權威的數學雜誌投了一篇論文,題為《論數字計算在決斷難題中的應用》。該文於1937年在《倫敦數學會文集》第42期上發表後,立即引起廣泛的注意。在論文的附錄裡他描述了一種可以輔助數學研究的機器,後來被人稱為“圖靈機”,這個設想最牛的地方在於,它第一次在純數學的符號邏輯,和實體世界之間建立了聯繫,後來我們所熟知的電腦,以及還沒有實現的“人工智能”,都基於這個設想。這是他人生第一篇重要論文,也是他的成名之作。

1937年,圖靈發表的另一篇文章“可計算性與λ可定義性”則拓廣了丘奇(Church)提出的“丘奇論點”,形成“丘奇-圖靈論點”,對計算理論的嚴格化,對計算機科學的形成和發展都具有奠基性的意義。

1936年9月,圖靈應邀到美國普林斯頓高級研究院學習,並與丘奇一同工作。

在美國期間,他對群論作了一些研究,並撰寫了博士論文。1938年在普林斯頓獲博士學位,其論文題目為“以序數為基礎的邏輯系統”,1939年正式發表,在數理邏輯研究中產生了深遠的影響。

1938年夏,圖靈回到英國,仍在劍橋大學國王學院任研究員,繼續研究數理邏輯和計算理論,同時開始了計算機的研製工作。

廣東日記之雜記篇——計算機科學之父:圖靈

二戰經歷

第二次世界大戰打斷了圖靈的正常研究工作,1939年秋,他應召到英國外交部通信處從事軍事工作,主要是破譯敵方密碼的工作。由於破譯工作的需要,他參與了世界上最早的電子計算機的研製工作。他的工作取得了極好的成就,因而於1945年獲政府的最高獎——大英帝國榮譽勳章(O.B.E.勳章)。

1945年,圖靈結束了在外交部的工作,他試圖恢復戰前在理論計算機科學方面的研究,並結合戰時的工作,具體研製出新的計算機來。這一想法得到當局的支持。同年,圖靈被錄用為泰丁頓(Teddington)國家物理研究所的研究人員,開始從事“自動計算機”(ACE)的邏輯設計和具體研製工作。這一年,圖靈寫出一份長達50頁的關於ACE的設計說明書。這一說明書在保密了27年之後,於1972年正式發表。在圖靈的設計思想指導下,1950年製出了ACE樣機,1958年製成大型ACE機。人們認為,通用計算機的概念就是圖靈提出來的。

1945年到1948年,他在英國國家物理實驗室工作,負責自動計算引擎的研究。

1948年,圖靈接受了曼徹斯特大學的高級講師職務,並被指定為曼徹斯特自動數字計算機(Madam)項目的負責人助理,具體領導該項目數學方面的工作.作為這一工作的總結。

1949年成為曼徹斯特大學計算機實驗室的副主任,負責最早的真正意義上的計算機——“曼徹斯特一號”的軟件理論開發,因此成為世界上第一位把計算機實際用於數學研究的科學家。

1950年,圖靈編寫並出版了《曼徹斯特電子計算機程序員手冊》(The programmers’handbook for the Manchester electronic computer)。這期間,他繼續進行數理邏輯方面的理論研究。並提出了著名的“圖靈測試”。

1950年,他提出關於機器思維的問題,他的論文“計算機和智能(Computingmachiery and intelligence),引起了廣泛的注意和深遠的影響。1950年10月,圖靈發表論文《機器能思考嗎》。這一劃時代的作品,使圖靈贏得了“人工智能之父”的桂冠。

1951年,由於在可計算數方面所取得的成就,成為英國皇家學會會員,時年39歲。

1952年,他辭去劍橋大學國王學院研究員的職務,專心在曼徹斯特大學工作.除了日常工作和研究工作之外,他還指導一些博士研究生,還擔任了製造曼徹斯特自動數字計算機的一家公司——弗蘭蒂公司的顧問。1952年,圖靈寫了一個國際象棋程序。可是,當時沒有一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,每走一步要用半小時。他與一位同事下了一盤,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MANIAC上設計出世界上第一個電腦程序的象棋。

被迫害後逝世

1952年,圖靈的同性伴侶協同一名同謀一起闖進了圖靈的房子實施盜竊。圖靈為此而報警。但是警方的調查結果使得他被控以“明顯的猥褻和性顛倒行為”(同性戀)。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:坐牢或荷爾蒙療法。他選擇了荷爾蒙注射,並持續了一年。在這段時間裡,藥物產生了包括乳房不斷髮育的副作用。

1954年6月7日,圖靈被發現死於家中的床上,床頭還放著一個被咬了一口的蘋果。警方調查後認為是劇毒的氰化物中毒,調查結論為自殺。當時圖靈41歲。

正式平反

2009年,英國計算機科學家康明(John Graham-Cumming)發起了為圖靈平反的在線請願,截止到2009年9月10日請願簽名人數已經超過了3萬,為此,當時的英國政府及首相戈登布朗不得不發表正式的道歉聲明。

2012年12月,霍金、納斯(Paul Nurse,諾貝爾醫學獎得主)、里斯(Martin Rees,英國皇家學會會長)等11位重要人士致函英國首相卡梅倫,要求為其平反。

2013年12月24日,在英國司法大臣克里斯・格雷靈(Chris Grayling)的要求下,英國女王終於向圖靈頒發了的皇家赦免。英國司法部長宣佈,“圖靈的晚年生活因為其同性取向而被迫蒙上了一層陰影,我們認為當時的判決是不公的,這種歧視現象如今也已經遭到了廢除。為此,女王決定為這位偉人送上赦免,以此向其致敬。”

資料整理自:《未來簡史》、《搜狗百科》

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