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編者按：今年6月15-16日，33位圖靈獎(jiǎng)獲得者首次共聚舊金山，來(lái)紀(jì)念阿蘭?圖靈100周年誕辰。他們一同回顧了圖靈的偉大貢獻(xiàn)和計(jì)算機(jī)科學(xué)在過(guò)去幾十年的發(fā)展，并暢談了對(duì)未來(lái)的思考。6月23日是圖靈的誕辰日，在這樣一個(gè)日子，讓我們暫時(shí)停下匆匆趕路的腳步，把目光投向計(jì)算機(jī)科學(xué)的歷史，與這位令人敬仰的大師進(jìn)行一次心靈的對(duì)話。 編撰：羅佳園 阿蘭?麥席森?圖靈（Alan Mathison
Turing），1912年6月23日出生于英國(guó)倫敦。他是英國(guó)著名的數(shù)學(xué)家和邏輯學(xué)家，是計(jì)算機(jī)邏輯的奠基者。他憑借著異乎常人的才智和孜孜不倦的工作贏得了“計(jì)算機(jī)科學(xué)之父”、“人工智能之父”兩項(xiàng)盛譽(yù)。如果沒(méi)有圖靈的貢獻(xiàn)，計(jì)算機(jī)科學(xué)要達(dá)到當(dāng)今的水平，也許要推遲很多年。 計(jì)算機(jī)科學(xué)之父
圖靈機(jī)的誕生 1936年，還在攻讀博士學(xué)位的圖靈，在哥德?tīng)?、艾爾布朗、克林和丘奇等前輩?duì)可計(jì)算性已形成了一系列理論的基礎(chǔ)上，發(fā)表了重要論文《論可計(jì)算數(shù)及其在判定問(wèn)題中的應(yīng)用》（On Computable Numbers, with an Application to the Entscheidungsproblem）在該論文中，圖靈重新形式化表述了哥德?tīng)?font style="FONT-FAMILY: Georgia">1931年關(guān)于證明和計(jì)算的限制問(wèn)題的結(jié)論，并從一個(gè)全新的角度定義了可計(jì)算函數(shù)。從“用機(jī)器來(lái)模擬人們用紙筆進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算的過(guò)程”這一思想出發(fā)，圖靈通過(guò)對(duì)人的計(jì)算過(guò)程的分析和概括，將計(jì)算的行為規(guī)約為最簡(jiǎn)單最基本的確定性的計(jì)算指令原語(yǔ)，并用該指令集合來(lái)表述一類(lèi)直觀上具有機(jī)械性的計(jì)算程序，從而使任何機(jī)械可執(zhí)行的程序都被規(guī)約為這些指令構(gòu)成的序列。這樣的方法被描述成一個(gè)抽象的計(jì)算模型，該模型就是著名的圖靈機(jī)（Turing Machine）模型。 此時(shí)的圖靈年僅24歲，還是一個(gè)尚未拿到博士學(xué)位的年輕人?？吹剿绱梭@人的學(xué)術(shù)成就不禁讓人感慨：有了敢于挑戰(zhàn)和質(zhì)疑的勇氣、踏實(shí)研究的態(tài)度，閱歷尚淺和經(jīng)驗(yàn)不足就不能阻礙年輕學(xué)者在學(xué)術(shù)探索道路上勇攀高峰。
圖靈描繪出的“通用圖靈機(jī)”（Universal Turing
Machine）成為后世超級(jí)計(jì)算機(jī)和個(gè)人計(jì)算機(jī)、復(fù)雜設(shè)備和通用設(shè)備所共同依循的設(shè)計(jì)雛形，甚至于新一代量子計(jì)算機(jī)也仍是以圖靈機(jī)為原型。這個(gè)簡(jiǎn)單有效、趨近完美的模型規(guī)范了機(jī)器演算時(shí)所需的主要組件，包括運(yùn)算、存儲(chǔ)、程序、呈現(xiàn)。 相比以前的計(jì)算設(shè)備（如算盤(pán)或其他機(jī)械式運(yùn)算設(shè)備），圖靈機(jī)除了能執(zhí)行所有的計(jì)算任務(wù)，它還將儲(chǔ)存的程序內(nèi)化為計(jì)算設(shè)備自身的一部分，不再讓“程序”只儲(chǔ)存在演算者的大腦里。 此后，圖靈又拓廣了“丘奇論點(diǎn)”（The Church Thesis），形成“丘奇—圖靈論點(diǎn)”（The Church-Turing Thesis），其要旨是所有的計(jì)算和算法都可以用圖靈機(jī)來(lái)完成，此論題雖無(wú)法證明但也從未被推翻。此外，圖靈還提出了一個(gè)著名的判定問(wèn)題：圖靈停機(jī)問(wèn)題(halting problem)—— 判斷任意一個(gè)程序是否會(huì)在有限的時(shí)間之內(nèi)結(jié)束運(yùn)行的問(wèn)題，并證明其不可能性。 人工智能之父 早在1947年，圖靈就提出過(guò)自動(dòng)程序設(shè)計(jì)的思想。1950年10月，在曼徹斯特大學(xué)任教的圖靈發(fā)表了一篇名為《計(jì)算機(jī)與智能》（Computing Machinery and Intelligence）的論文，首次提出“機(jī)器思維”這一概念。此文中所表現(xiàn)出來(lái)的深刻思想和創(chuàng)新思維遠(yuǎn)超越了那個(gè)時(shí)代的想象力，以致難以被完全理解和引起足夠重視。如今，這篇文章的重要性已經(jīng)得到了充分的肯定。它開(kāi)啟了計(jì)算機(jī)科學(xué)人工智能領(lǐng)域研究的新篇章，而且至然今仍受到人工智能研究領(lǐng)域的重視。
在《計(jì)算機(jī)與智慧》一文中，圖靈提出一種判定機(jī)器是否具有智能的試驗(yàn)方法，即圖靈測(cè)驗(yàn)。測(cè)試主持者通過(guò)電傳打字機(jī)（避免外形和聲音的差異）使用測(cè)試對(duì)象皆理解的語(yǔ)言去詢問(wèn)兩個(gè)他不能看見(jiàn)的對(duì)象（計(jì)算機(jī)和人）任意一串問(wèn)題。雙方分別做答，并要充分表現(xiàn)出“人類(lèi)思維”。如果測(cè)試主持者不能判別與之對(duì)話的是人還是機(jī)器，那么可以認(rèn)為此計(jì)算機(jī)具有了智能，通過(guò)試驗(yàn)。 圖靈曾預(yù)言說(shuō)，至20世紀(jì)末，一定會(huì)涌現(xiàn)出可通過(guò)圖靈測(cè)試的計(jì)算機(jī)。20世界90年代美國(guó)科學(xué)家兼慈善家休?勒布還專(zhuān)門(mén)設(shè)立了人工智能年度比賽,希望把圖靈測(cè)試付諸實(shí)踐。但目前尚且沒(méi)有完整意義上的人工智能計(jì)算機(jī)通過(guò)測(cè)試，圖靈測(cè)試仍然是人工智能的挑戰(zhàn)，同時(shí)也指引著人工智能進(jìn)步的方向。 圖靈測(cè)試 圖靈獎(jiǎng) 計(jì)算機(jī)科學(xué)發(fā)展到20世紀(jì)60年代，已經(jīng)成為一個(gè)獨(dú)立的有影響力的學(xué)科，由此衍生出的信息產(chǎn)業(yè)及相關(guān)的計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)亦逐步形成。為促進(jìn)此學(xué)科的進(jìn)一步發(fā)展，美國(guó)計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)（Association for Computing
Machinery，ACM）于1966年設(shè)立一個(gè)專(zhuān)門(mén)獎(jiǎng)項(xiàng)，獎(jiǎng)勵(lì)那些對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)研究與推動(dòng)計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展有卓越貢獻(xiàn)的杰出科學(xué)家。為紀(jì)念計(jì)算這位計(jì)算科學(xué)的奠基人，此獎(jiǎng)項(xiàng)被命名為“圖靈獎(jiǎng)”（“Turing Award”）。 圖靈獎(jiǎng)獎(jiǎng)杯 圖靈獎(jiǎng)是計(jì)算機(jī)界最負(fù)盛名的獎(jiǎng)項(xiàng)，有“計(jì)算機(jī)界諾貝爾獎(jiǎng)”之稱(chēng)。因此圖靈獎(jiǎng)不論是對(duì)提名者的要求還是評(píng)審的程序都十分嚴(yán)格。一般來(lái)講，每年僅有一位計(jì)算機(jī)科學(xué)家能獲此殊榮，只有極少數(shù)年度會(huì)有兩位以上在同一方向上做出貢獻(xiàn)的科學(xué)家同時(shí)獲獎(jiǎng)。人們把這個(gè)全球計(jì)算機(jī)學(xué)界最具代表性與影響力的獎(jiǎng)項(xiàng)被命名為“圖靈獎(jiǎng)”這無(wú)疑展現(xiàn)出整個(gè)領(lǐng)域?qū)τ趫D靈這位杰出前輩的崇敬與追慕。 （本文圖片均來(lái)自網(wǎng)絡(luò)） |
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1945年，被譽(yù)為“電子計(jì)算機(jī)之父”的馮?諾依曼（John Von Neumann）和幾位同事聯(lián)名發(fā)布了具有里程碑意義的101頁(yè)“EDVAC報(bào)告”，明確了電子計(jì)算機(jī)須以二進(jìn)制替代十進(jìn)制運(yùn)算以及用二維矩陣代替一維磁帶來(lái)儲(chǔ)存資料與程序，并進(jìn)一步將計(jì)算機(jī)的邏輯結(jié)構(gòu)劃分為運(yùn)算、控制、存儲(chǔ)、輸入、輸出五部分。電子計(jì)算機(jī)由此登上了歷史舞臺(tái)。
