阿伦•图灵

来源:互联网 发布:醉玲珑 小说知乎 编辑:程序博客网 时间:2024/05/02 05:04

如美国电脑界有冯·诺依曼一样,在英国电脑的进展中,也有一个有巨大影响力的天才,他就是阿伦·图灵(Alan Turing)。此人对于电脑技术的发展,有着无可替代的影响。

英国现代计算机的起步的是从纳粹德国的“谜”开始的。“谜”(Enigma)是一种密码电报机,由德国人在一战和二战之间研制成功。“谜”能把日常语言变为代码,通过无线电或电话线路秘密传送。它是一个木箱子,配有一台打字机,箱上有26个闪烁不停的小灯泡,与打字机键盘的26个字母相对应。“谜”的设计无懈可击,有一套极精密的解码设置,非一般的电报密码所能比拟。在内行人看来,平白如话,但在旁人,又是无从索解的天书。因此,这台看似平常的机器,有了“谜”的称号。这样,德国的“谜”引起了英国情报部门高度的兴趣。常规的解码方式奈何不了“谜”,怎么办?

这时,天才的数学家图灵出现了。1931年图灵进入剑桥大学国王学院,开始了他的数学天涯。一到那里,图灵开始崭露头角,毕业后去美国普林斯顿大学攻读博士学位,在那里就发明过一个解码器(Encipher),二战爆发后回到剑桥。

在剑桥,图灵是一个妇孺皆知的怪才,常有出人意表的举动。他每天骑自行车到离公寓3公里的一个叫布雷奇莱公园(Bletchley Park)的地方上班,因常患过敏性鼻炎,一遇花粉,鼻涕不止,图灵就常戴防毒面具骑车上班,招摇过市,成为剑桥的一大奇观。

他的自行车链条经常在半道上掉落,要是换了别人,早就去车铺修理了。而图灵偏不,他在琢磨,发现这链条总是踏到一定的圈数时下滑,图灵在骑车时就特别留心计算,于是能做到在链条下滑前一刹那戛然停车!让旁人叹服不已,以为是在玩杂耍。后来他居然在踏脚旁装了一个小巧的机械计数器,到圈数时就停,好换换脑筋想些别的问题。图灵的脑袋转得比自行车飞轮还快。

用图灵的脑袋来破译德国的“谜”看来不是什么难事。二战爆发后,图灵成为英国外交部通信部门战时公务员,主要负责解码。他果然不负众望,成功破译了“谜”。而德国人还蒙在鼓里,还以为他们的“谜”能一直迷下去,照用不误,泄露了大量的核心机密,在战事上屡屡遭挫,战后,图灵被授予帝国勋章。至于图灵如何破译“谜”的,由于英国政府严格的保密法令,一直没有公之于世。所以图灵破译“谜”也成为一个“谜”。

早在30年代初,图灵就发表了一篇著名的论文《论数字计算在决断难题中的应用》,他提出了一种十分简单但运算能力极强的理想计算装置,用它来计算所有能想象得到的可计算函数。它由一个控制器和一根假设两端无界的工作带组成,工作带起着存储器的作用,它被划分为大小相同的方格,每一格上可书写一个给定字母表上的符号。控制器可以在带上左右移动,控制带有一个读写头,读写头可以读出控制器访问的格子上的符号,也能改写和抹去这一符号。

这一装置只是一种理想的计算模型,或者说是一种理想中的计算机。正如飞机的真正成功得力于空气动力学一样,图灵的这一思想奠定了整个现代计算机的理论基础。这就是电脑史上与“冯·诺依曼机器”齐名的“图灵机”。

图灵机被公认为现代计算机的原型,这台机器可以读入一系列的零和一,这些数字代表了解决某一问题所需要的步骤,按这个步骤走下去,就可以解决某一特定的问题。这种观念在当时是具有革命性意义的,因为即使在50年代的时候,大部分的计算机还只能解决某一特定问题,不是通用的,而图灵机从理论上却是通用机。在图灵看来,这台机器只用保留一些最简单的指令,一个复杂的工作只用把它分解为这几个最简单的操作就可以实现了,在当时他能够具有这样的思想确实是很了不起的。他相信有一个算法可以解决大部分问题,而困难的部分则是如何确定最简单的指令集,怎么样的指令集才是最少的,而且又能顶用,还有一个难点是如何将复杂问题分解为这些指令的问题。

此后图灵在国家物理学实验室(NPL)工作,并继续为数字式计算机努力,在那里人发明了自动计算机(Automatic Computing EngineACE),在这一时期他开始探索计算机与自然的关系。他写了一篇名为《智能机》的文章于1969发表,这时便开始有了人工智能的雏形。 

图灵相信机器可以模拟人的智力,他也深知让人们接受这一想法的困难,今天仍然有许多人认为人的大脑是不可能用机器模仿的。而在图灵认为,这样的机器一定是存在的。图灵经常和其它科学家发生争论,争论的问题就是机器实现人类智能的问题,在今天我们看来这没有什么,但是在当时这可不太容易被人接受。他经常问他的同事,你们能不能找到一个计算机不能回答的问题,当时计算机处理多选问题已经可以了,可是对于文章的处理还根本不可能,但今天的发展证明了图灵的远见,今天的计算机已经可以读写一些简单的文章了。 

图灵相信如果模拟人类大脑的思维就可以做出一台可以思考的机器,它于1950写文章提出了著名的“图灵测试”,测试是让人类考官通过键盘向一个人和一个机器发问,这个考官不知道他现在问的是人还是机器。如果在经过一定时间的提问以后,这位人类考官不能确定谁是人谁是机器,那这个机器就有智力了。这个测试在我们想起来十分简单,可是伟大的思想就源于这种简单的事物之中。 

现在已经有软件可以通过图灵测试的子测试,软件这个人类智慧的机器反映应该可以解决一些人类智力的问题。在完成ACE之前,图灵离开了NPL,它在曼彻斯特大学开发曼彻斯特自动计算机(Manchester Automatic Digital MachineMADAM)。他相信在2000年前一定可以制造出可以模拟人类智力的机器,图灵开始创立算法,并使用MADAM继续他的工作。 

图灵对生物也十分感兴趣,他希望了解生物的各个器官为什么是这个样子而不是那个样子,他不相信达尔文的进化论,他觉得生物的发展与进化没什么关系。对于生物学,他也用它钟爱的数学进行研究,它的研究对他进行计算机的研究有促进作用。它把生物的变化也看做是一种程序,也就是图灵机的基本概念,按程序进行。最后,这位伟大的计算机先驱于195467去世,他终生未娶