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編者按：今年6月15-16日，33位圖靈獎獲得者首次共聚舊金山，來紀念阿蘭?圖靈100周年誕辰。他們一同回顧了圖靈的偉大貢獻和計算機科學在過去幾十年的發(fā)展，并暢談了對未來的思考。6月23日是圖靈的誕辰日，在這樣一個日子，讓我們暫時停下匆匆趕路的腳步，把目光投向計算機科學的歷史，與這位令人敬仰的大師進行一次心靈的對話。 編撰：羅佳園 阿蘭?麥席森?圖靈（Alan Mathison
Turing），1912年6月23日出生于英國倫敦。他是英國著名的數(shù)學家和邏輯學家，是計算機邏輯的奠基者。他憑借著異乎常人的才智和孜孜不倦的工作贏得了“計算機科學之父”、“人工智能之父”兩項盛譽。如果沒有圖靈的貢獻，計算機科學要達到當今的水平，也許要推遲很多年。 計算機科學之父
圖靈機的誕生 1936年，還在攻讀博士學位的圖靈，在哥德爾、艾爾布朗、克林和丘奇等前輩對可計算性已形成了一系列理論的基礎上，發(fā)表了重要論文《論可計算數(shù)及其在判定問題中的應用》（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爾1931年關于證明和計算的限制問題的結論，并從一個全新的角度定義了可計算函數(shù)。從“用機器來模擬人們用紙筆進行數(shù)學運算的過程”這一思想出發(fā)，圖靈通過對人的計算過程的分析和概括，將計算的行為規(guī)約為最簡單最基本的確定性的計算指令原語，并用該指令集合來表述一類直觀上具有機械性的計算程序，從而使任何機械可執(zhí)行的程序都被規(guī)約為這些指令構成的序列。這樣的方法被描述成一個抽象的計算模型，該模型就是著名的圖靈機（Turing Machine）模型。 此時的圖靈年僅24歲，還是一個尚未拿到博士學位的年輕人。看到他如此驚人的學術成就不禁讓人感慨：有了敢于挑戰(zhàn)和質(zhì)疑的勇氣、踏實研究的態(tài)度，閱歷尚淺和經(jīng)驗不足就不能阻礙年輕學者在學術探索道路上勇攀高峰。
圖靈描繪出的“通用圖靈機”（Universal Turing
Machine）成為后世超級計算機和個人計算機、復雜設備和通用設備所共同依循的設計雛形，甚至于新一代量子計算機也仍是以圖靈機為原型。這個簡單有效、趨近完美的模型規(guī)范了機器演算時所需的主要組件，包括運算、存儲、程序、呈現(xiàn)。 相比以前的計算設備（如算盤或其他機械式運算設備），圖靈機除了能執(zhí)行所有的計算任務，它還將儲存的程序內(nèi)化為計算設備自身的一部分，不再讓“程序”只儲存在演算者的大腦里。 此后，圖靈又拓廣了“丘奇論點”（The Church Thesis），形成“丘奇—圖靈論點”（The Church-Turing Thesis），其要旨是所有的計算和算法都可以用圖靈機來完成，此論題雖無法證明但也從未被推翻。此外，圖靈還提出了一個著名的判定問題：圖靈停機問題(halting problem)—— 判斷任意一個程序是否會在有限的時間之內(nèi)結束運行的問題，并證明其不可能性。 人工智能之父 早在1947年，圖靈就提出過自動程序設計的思想。1950年10月，在曼徹斯特大學任教的圖靈發(fā)表了一篇名為《計算機與智能》（Computing Machinery and Intelligence）的論文，首次提出“機器思維”這一概念。此文中所表現(xiàn)出來的深刻思想和創(chuàng)新思維遠超越了那個時代的想象力，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。它開啟了計算機科學人工智能領域研究的新篇章，而且至然今仍受到人工智能研究領域的重視。
在《計算機與智慧》一文中，圖靈提出一種判定機器是否具有智能的試驗方法，即圖靈測驗。測試主持者通過電傳打字機（避免外形和聲音的差異）使用測試對象皆理解的語言去詢問兩個他不能看見的對象（計算機和人）任意一串問題。雙方分別做答，并要充分表現(xiàn)出“人類思維”。如果測試主持者不能判別與之對話的是人還是機器，那么可以認為此計算機具有了智能，通過試驗。 圖靈曾預言說，至20世紀末，一定會涌現(xiàn)出可通過圖靈測試的計算機。20世界90年代美國科學家兼慈善家休?勒布還專門設立了人工智能年度比賽,希望把圖靈測試付諸實踐。但目前尚且沒有完整意義上的人工智能計算機通過測試，圖靈測試仍然是人工智能的挑戰(zhàn)，同時也指引著人工智能進步的方向。 圖靈測試 圖靈獎 計算機科學發(fā)展到20世紀60年代，已經(jīng)成為一個獨立的有影響力的學科，由此衍生出的信息產(chǎn)業(yè)及相關的計算機軟硬件技術亦逐步形成。為促進此學科的進一步發(fā)展，美國計算機協(xié)會（Association for Computing
Machinery，ACM）于1966年設立一個專門獎項，獎勵那些對計算機科學研究與推動計算機技術發(fā)展有卓越貢獻的杰出科學家。為紀念計算這位計算科學的奠基人，此獎項被命名為“圖靈獎”（“Turing Award”）。 圖靈獎獎杯 圖靈獎是計算機界最負盛名的獎項，有“計算機界諾貝爾獎”之稱。因此圖靈獎不論是對提名者的要求還是評審的程序都十分嚴格。一般來講，每年僅有一位計算機科學家能獲此殊榮，只有極少數(shù)年度會有兩位以上在同一方向上做出貢獻的科學家同時獲獎。人們把這個全球計算機學界最具代表性與影響力的獎項被命名為“圖靈獎”這無疑展現(xiàn)出整個領域對于圖靈這位杰出前輩的崇敬與追慕。 （本文圖片均來自網(wǎng)絡） |
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1945年，被譽為“電子計算機之父”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“EDVAC報告”，明確了電子計算機須以二進制替代十進制運算以及用二維矩陣代替一維磁帶來儲存資料與程序，并進一步將計算機的邏輯結構劃分為運算、控制、存儲、輸入、輸出五部分。電子計算機由此登上了歷史舞臺。
