艾伦·图灵
简介
艾伦·麦席森·图灵(英语:Alan Mathison Turing,1912年6月23日—1954年6月7日),英国数学家、逻辑学家,被称为计算机科学之父,人工智能之父。1931年图灵进入剑桥大学国王学院,毕业后到美国普林斯顿大学攻读博士学位,第二次世界大战爆发后回到剑桥,后曾协助军方破解德国的著名密码系统Enigma,帮助盟军取得了二战的胜利。
生平
孩童和年轻时代
图灵的父亲朱利斯·麦席森·图灵( Julius Mathison Turing )是一名英属印度的公务员。1911年,图灵的母亲Ethel在印度的Chatrapur怀了孕。因为他们希望艾伦在英国出生,所以回到伦敦,住在帕丁顿( Paddington ),并在那里生下了艾伦。父亲的公务员委任使他在艾伦小时候经常来往于英伦和印度。由于担心印度的气候不利于儿童成长,他便把家庭留在英伦与朋友同住。图灵很小的时候就表现出他的天才,后来就更加显著。他说他在三个星期里自己学会阅读,而且,就对数字和智力游戏着迷。
六岁的时候,他的父母为他在一间叫圣迈克尔的( St. Michael"s )日间学校注了册。女校长很快就注意到他的才能,随后Marlborough学院的许多教育家也注意到这点。1926年,他十四岁的时候转到了在多塞特郡( Dorset )的Sherborne寄宿学校。开学的第一天,刚好遇上了大罢工。图灵决心要赶上第一天的课,于是他独自从南安普顿( Southampton )骑了六十英里的自行车去上学,途中还在一间旅社度过一宵。
图灵天生对科学的喜好并没有给他在Sherborne的老师留下好印象。他们对教育的定义是着重于人文学科而不是科学。虽然如此,图灵继续在他喜欢的学科表现出惊人的能力,还没有学过基础微积分的他,就已经能够解答以他年纪来说算是很高深的难题。
1928年,在图灵16岁的时候,开始阅读阿尔伯特·爱因斯坦的著作。他不但能够理解,而且看出了爱因斯坦对牛顿运动定律存有质疑,即使爱因斯坦的著作中并没有明白指出这点。
大学和可计算性的工作
剑桥大学国王学院的电脑房现在以图灵为名
1931年,图灵考入剑桥大学国王学院。1934年他以优异成绩毕业。1935年因为一篇有关中心极限定理的论文当选为国王学院院士。
图灵在他的重要论文《论可计算数及其在判定问题上的应用》(英语:On Computable Numbers, with an Application to the Entscheidungsproblem,1936年5月28日提交)里,对哥德尔1931年在证明和计算的限制的结果作了重新论述,他用现在叫做图灵机的简单形式装置代替了哥德尔的以通用算术为基础的形式语言。由于速度很慢,尽管没有一台图灵机会有实际用途,图灵还是证明了这样的机器有能力解决任何可想像的数学难题,如果这些难题是用一种算法来表达。现今,图灵机还是计算理论研究的中心课题。他继续证明了判定问题( Entscheidungsproblem )是没有答案的。他的证明首先展示了图灵机的停机问题( Halting problem )是没有答案的,这是说不可能用一个算法来决定一台指定的图灵机是否会停机。尽管他的证明比阿隆佐·邱奇在λ演算方面相等的证明晚发表了几个月,图灵的著作是更易于理解和直观的。他的通用(图灵)机的概念也是新颖的。这一通用机能够完成任何其他机器所能做的任务。这篇论文还介绍了可定义数的概念。
图灵在普林斯顿大学度过了1937年和1938年的大部分时间,在邱奇指导下学习。1938年,他取得了博士学位。他的论文介绍了超计算(英语: Hypercomputation ) 的概念,在图灵机加上了预言机,让研究图灵机无法解的问题变得可能。
1939年图灵回到剑桥,聆听了维特根斯坦关于数学基本原理(Foundations of mathematics)的讲座。他们激烈地争论,图灵为辩护,而维特根斯坦则认为把数学抬得太高而且不能发现任何绝对真理。
1939年图灵被英国皇家海军招聘,并在英国军情六处监督下从事对德国机密军事密码的破译工作。两年后他的小组成功破译了德国的密码系统Enigma ,从而使得军情六处对德国的军事指挥和计划了如指掌。但是军情六处以机密为由隐瞒了图灵小组的存在和成就,将其所得情报据为己有。后世科学家估计,图灵小组的杰出工作,使得盟军提前至少两年战胜了纳粹德军。
早期的计算机研究:图灵测试
在布莱切利园的图灵石像
1945年到1948年,图灵在国家物理实验室负责自动计算引擎( ACE )的研究工作。1949年,他成为曼彻斯特大学计算机实验室的副主任,负责最早的真正的计算机---曼彻斯特一号的软件工作。在这段时间,他继续作一些比较抽象的研究,如“计算机械和智能”。图灵在对人工智能的研究中,提出了一个叫做图灵测试( Turing test )的实验,尝试定出一个决定机器是否有感觉的标准。
1952年,图灵写了一个国际象棋程序。可是,当时没有一台计算机有足够的运算能力去执行这个程序,他就模仿计算机,每走一步要用半小时。他与一位同事下了一盘,结果程序输了。
后来美国新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室的研究群根据图灵的理论,在ENIAC上设计出世界上第一个电脑程序的象棋-洛斯阿拉莫斯象棋。
图案形成和数理生物学的研究
从1952年直到去世,图灵一直在生物数学方面做研究。他在1952年发表了一篇论文《形态发生的化学基础》(英语:The Chemical Basis of Morphogenesis )。 他主要的兴趣是斐波那契叶序列,存在于植物结构的斐波那契数。他应用了反应-扩散公式,现在已经成为图案形成范畴的核心。他后期的论文都没有发表,一直等到1992年《艾伦·图灵选集》出版,这些文章才见天日。 2012年,《自然》杂志称赞他是有史以来最具科学思想的人物之一。
平反
在2009年9月10日,一份超过3万人的请愿签名,使英国首相戈登·布朗在《每日电讯报》撰文,因为英国政府当年以同性恋相关罪名起诉图灵并定罪,导致他自杀身亡,正式向艾伦·图灵公开道歉。
至2012年,有21,000多人签名请愿,要求英国政府追授图灵死后赦免状,但被当局拒绝。英国上议院的麦克纳利勋爵(英语:Lord McNally )解释说:“死后赦免状是不合适的,因为图灵是根据当时的法律被定罪。图灵应当知道他的所做所为会触犯法律,他也应当意识到他有可能会受到。图灵在当时的判罪在今天看来既残酷又荒唐,这无疑是一个悲剧,尤其我们应当知道他对战争胜利做出了卓越的贡献。然而,我们不应当脱离历史背景看待这一事件,在那时的法律这的确是重刑。我们不应该在纠结于把不正确的事强行拨乱反正,我们所能做的是确保今日的社会再也不要回到过去、重复历史。”
2013年12月24日,英国司法大臣宣布英国女王伊丽莎白二世赦免1952年因同性恋行为被定罪的艾伦·图灵,不过有者指出应将此赦免令范围扩大到所有和图灵同时代且受到同样待遇的同性恋者。
2015年2月23日,图灵的家人向英国首相府邸发出了一份超过50万人签名的请愿书,要求英国政府赦免49,000个和图灵一样因同性恋而获罪的人。
2017年1月31日,艾伦·图灵法案生效,约49,000位因同性恋定罪者被赦免。
主要荣誉
1926年,图灵考入英国著名的谢伯恩公学,在中学时就获得了国王爱德华六世数学金盾奖章。
1932年,荣获英国著名的史密斯数学奖。
1946年,由于他在二战中为破译德军密码做出的巨大贡献,获得“不列颠帝国勋章”,这是英国皇室授予为国家和人民做出巨大贡献者的最高荣誉勋章。
亲属成员
家族成员里有三位当选过英国皇家学会会员,祖父还曾获得剑桥大学数学荣誉学位。
图灵的父亲朱利斯·麦席森·图灵(Julius Mathison Turing)早年就读于牛津大学科帕斯克斯蒂学院历史系,后来从政,被派往印度,担任民政部的官员。
图灵的母亲E·S·斯托尼(Stoney)生于一个铁路工程师家庭,曾就读于巴黎大学文理学院,图灵是次子。
人物评价
图灵不但以破译密码而名闻天下,他在人工智能和计算机等领域也作出了重要贡献,他常被认为是现代计算机科学的创始人。战争结束后,在曼彻斯特大学工作的他研制了“曼彻斯特马克一号”———著名的现代计算机之一。1999年,他被《时代》杂志评选为20世纪100个最重要的人物之一。
2012年,是一个伟人的百年诞辰。即使我们把所有崇高的致意奉献给他都不为过。他就是艾伦·图灵。100年前,艾伦·图灵诞生在一个文化和科技水平都与如今完全不同的时代里,但这并不影响他成为今天最伟大最值得纪念的人之一。他为计算机领域奠定了不可埋没的基础,没有他就没有计算机的今天。(图灵奖获得者、Google资深副总裁兼首席因特网专家文特·瑟夫评价)
图灵在破解二战德军密码、拯救国家上发挥了关键作用,是一个“了不起的人”。(英国首相卡梅伦评价)
一个古怪的不信上帝的同性恋,一个成就辉煌的英国数学家,两顶大帽子把图灵扣得好生纠结。然而,他却肩负着两项伟大的历史使命,一边是计算机科学中最有诗意的概念和理论,一边是在第二次世界大战时为世界和平而解谜。(《哥德尔·艾舍尔·巴赫》作者,人工智能专家道格拉斯·霍夫施塔特评价)
后世纪念
图灵奖
为了纪念他对计算机科学的巨大贡献,由美国计算机协会(ACM)于1966年设立一年一度的图灵奖,以表彰在计算机科学中做出突出贡献的人,图灵奖被喻为“计算机界的诺贝尔奖”。
首相致歉
多年来,包括霍金在内的著名科学家,不断力促英国政府特赦这位“现代最杰出的数学家之一”。
2009年9月11日晚,英国首相布朗代表英国政府向已经逝去55年的英国著名数学家、德国密码的破译者艾伦·麦席森·图灵作出了明确的道歉。这位二战时期的密码破译者因同性恋被判“化学阉割”,1954年自尽身亡。布朗表示,图灵所受到的对待是“骇人听闻的”和“完全不公平的”,英国对这位杰出数学家的亏欠是巨大的。布朗说,他为作出正式的道歉感到自豪。“你没有得到更好的对待,我们深感抱歉”。由布朗签署的声明发布在唐宁街十号网站上。
女王赦免
2013年12月24日,英国女王伊丽莎白二世签署对图灵定性为“严重猥亵”的赦免,并立即生效。司法大臣克里斯·格雷林说图灵应被当之无愧地“记住并认可他对战争无与伦比的贡献”,而不是对他后来刑事定罪。在2013年8月女王正式宣告赦免图灵。
英国情报机构道歉
2016年4月16日,英国三大情报机构之一——政府通信总部(GCHQ )主管罗伯特·汉尼根(Robert Hannigan)在会议中表示,对该情报机构在上世纪50年代错误地对待“人工智能之父”艾伦·麦席森·图灵(Alan Mathison Turing)表示道歉。汉尼根说,政府通信总部对待图灵等天才的方法有错:“他们遭受折磨,是我们的损失,也是国家的损失。我们应该为此道歉。”
百年纪念
2012年6月15-16日,33位图灵奖获得者首次共聚旧金山,来纪念艾伦·图灵100周年诞辰。他们一同回顾了图灵的伟大贡献和计算机科学在过去几十年的发展,并畅谈了对未来的思考。
英国50英镑
2019年7月15日,英格兰银行行长马克·卡尼在展示新版50英镑纸币,艾伦·图灵登上英国50英镑新钞。英国广播电台(BBC)称,面值50英镑的新钞将于2021年底进入流通。
艺术形象
文学作品
《艾伦·图灵传》是英国作家安德鲁·霍奇斯编写的,已由湖南科学技术出版社于2012年12月出版,是公认的最权威的图灵传记。作者安德鲁·霍奇斯是牛津大学的数学家,也是一位同性恋者,他收集了大量史料,写成这本图灵传。
影视形象
图灵事迹曾被数次改编成电影,包括2014年的《模仿游戏》。
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