計(jì)算機(jī)之父-圖靈課件

計(jì)算機(jī)之父

——阿蘭·麥席森·圖靈

一：圖靈生平簡(jiǎn)介二：圖靈主要貢獻(xiàn)三：人物影響四：圖靈獎(jiǎng)一：圖靈生平簡(jiǎn)介1912年6月23日，出生于英國(guó)倫敦。1931年-1934年，在英國(guó)劍橋大學(xué)國(guó)王學(xué)院學(xué)習(xí)。1932年-1935年，研究量子力學(xué)、概率論和邏輯學(xué)。1935年，由于獨(dú)立發(fā)現(xiàn)中心極限定理，獲Smith獎(jiǎng)年僅23歲被選為劍橋大學(xué)國(guó)王學(xué)院院士。1936年，研究可計(jì)算性理論，提出“圖靈機(jī)”構(gòu)想。1936年-1938年，主要在美國(guó)普林斯頓大學(xué)做博士研究，研究?jī)?nèi)容涉及邏輯學(xué)、代數(shù)和數(shù)論等領(lǐng)域。1938年-1939年，返回劍橋從事研究工作，并應(yīng)邀加入英國(guó)政府破譯二戰(zhàn)德軍密碼的工作。1940年-1942年，作為主要參與者和貢獻(xiàn)者之一，在破譯納粹德國(guó)通訊密碼的工作上成就杰出，并

成功破譯了德軍U-潛艇密碼，為扭轉(zhuǎn)二戰(zhàn)盟軍的大西洋戰(zhàn)場(chǎng)戰(zhàn)局立下汗馬功勞。

AlanTuring生平簡(jiǎn)介1943年-1945年，擔(dān)任英美密碼破譯部門的總顧問(wèn)。1945年,應(yīng)邀在英國(guó)國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室從事計(jì)算機(jī)理論研究工作。1946年，此時(shí)圖靈在計(jì)算機(jī)和程序設(shè)計(jì)原始理論上的構(gòu)思和成果，已經(jīng)確定了他的理論開創(chuàng)者的地位。由于圖靈的杰出貢獻(xiàn)，他被英國(guó)皇室授予OBE爵士勛銜。1947年-1948年，主要從事計(jì)算機(jī)程序理論的研究，并同時(shí)在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和人工智能領(lǐng)域做出開創(chuàng)性的理論研究。1948年，應(yīng)邀加入英國(guó)曼徹斯特大學(xué)從事研究工作，擔(dān)任曼徹斯特大學(xué)計(jì)算實(shí)驗(yàn)室副主任。1949年，成為世上第一位把計(jì)算機(jī)實(shí)際用于數(shù)學(xué)研究的科學(xué)家。1950年，發(fā)表論文“計(jì)算機(jī)器與智能”提出著名的“圖靈測(cè)試”理論，為后來(lái)的人工智能科學(xué)提供了開創(chuàng)性的構(gòu)思。

AlanTuring生平簡(jiǎn)介1951年，提出生物增長(zhǎng)的非線性理論，年僅39歲即被選為英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)員。1952年，保守愚昧和冷戰(zhàn)的時(shí)代，警察得知圖靈與同性朋友密切交往的消息之后，有同性戀傾向的圖靈被逮捕入獄。在法庭審判過(guò)程中，圖靈明確告知人們，自己沒(méi)有做錯(cuò)什么事。當(dāng)時(shí)為了避免被判刑入獄，圖靈被迫選擇了為期一年的雌性激素注射的所謂“治療”，才得以重新返回研究工作。1953年-1954年，繼續(xù)在生物和物理學(xué)等方面的研究。被迫承受對(duì)同性戀傾向的“治療”，致使原本熱愛(ài)體育運(yùn)動(dòng)的圖靈在身心上受到極大的傷害。1954年6月7日，42歲的圖靈死在床上，床頭有一個(gè)咬了一半的、在氰化物溶液中浸泡過(guò)的蘋果，警方調(diào)查結(jié)論是自殺。一代英靈，就此過(guò)早離去，成為人類科學(xué)史上的一大遺憾。

AlanTuring生平簡(jiǎn)介有關(guān)Turing的一些佚事兩次報(bào)考劍橋三圣學(xué)院(TrinityCollege，最負(fù)盛名)未被錄取，只好進(jìn)了劍橋國(guó)王學(xué)院(King’sCollege)，攻讀數(shù)學(xué)。不善言辭，有些木訥害羞，常咬指甲。在劍橋大學(xué)是一個(gè)衣著隨便、不打領(lǐng)帶的著名教授，婦孺皆知的怪才?；歼^(guò)敏性鼻炎，遇花粉流鼻涕不止——所以戴防毒面具騎車上班，招搖過(guò)市，成為劍橋大學(xué)的一大奇觀。自行車掉鏈不修理——發(fā)現(xiàn)鏈條總是踏到一定的圈數(shù)時(shí)下滑，騎車時(shí)特別留心計(jì)算，能做到在鏈條下滑前一剎那戛然停車。后來(lái)在腳踏板旁裝了一個(gè)小巧的機(jī)械計(jì)數(shù)器，到圈數(shù)時(shí)就停，歇口氣換換腦子，再重新運(yùn)動(dòng)起來(lái)。怕英國(guó)失敗把積蓄換成銀子埋藏起來(lái)，二戰(zhàn)后卻忘了埋藏處。40歲時(shí)因同性戀被法院傳訊，“grossindecency”。二：AlanTuring的主要貢獻(xiàn)

24歲提出了圖靈機(jī)理論31歲參與Colossus的研制（二戰(zhàn)時(shí)英國(guó)破解德國(guó)通訊密碼的計(jì)算機(jī)，核心成員）33歲時(shí)構(gòu)思了仿真系統(tǒng)（SimulationSystem）35歲提出了自動(dòng)程序設(shè)計(jì)（Automaticprogramming）的概念38歲設(shè)計(jì)了“圖靈測(cè)試”39歲提出了關(guān)于生物增長(zhǎng)的非線性理論有“計(jì)算機(jī)之父”、“人工智能之父”、“破譯之父”等美譽(yù)。有人甚至認(rèn)為他的貢獻(xiàn)及對(duì)未來(lái)世界的影響幾乎可與牛頓、愛(ài)因斯坦等巨人比肩。圖靈機(jī)1936年，阿蘭·圖靈提出了一種抽象的計(jì)算模型──圖靈機(jī)(TuringMachine)。圖靈的基本思想是用機(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，他把這樣的過(guò)程看作下列兩種簡(jiǎn)單的動(dòng)作：在紙上寫上或擦除某個(gè)符號(hào)；把注意力從紙的一個(gè)位置移動(dòng)到另一個(gè)位置；而在每個(gè)階段，人要決定下一步的動(dòng)作，依賴于(a)此人當(dāng)前所關(guān)注的紙上某個(gè)位置的符號(hào)和(b)此人當(dāng)前思維的狀態(tài)。為了模擬人的這種運(yùn)算過(guò)程，圖靈構(gòu)造出一臺(tái)假想的機(jī)器，該機(jī)器由以下幾個(gè)部分組成：一條無(wú)限長(zhǎng)的紙帶。紙帶被劃分為一個(gè)接一個(gè)的小格子，每個(gè)格子上包含一個(gè)來(lái)自有限字母表的符號(hào)，字母表中有一個(gè)特殊的符號(hào)表示空白。紙帶上的格子從左到右依次被編號(hào)為0,1,2,...，紙帶的右端可以無(wú)限伸展。一個(gè)讀寫頭。該讀寫頭可以在紙帶上左右移動(dòng)，它能讀出當(dāng)前所指的格子上的符號(hào)，并能改變當(dāng)前格子上的符號(hào)。一個(gè)狀態(tài)寄存器。它用來(lái)保存圖靈機(jī)當(dāng)前所處的狀態(tài)。圖靈機(jī)的所有可能狀態(tài)的數(shù)目是有限的，并且有一個(gè)特殊的狀態(tài)，稱為停機(jī)狀態(tài)。一套控制規(guī)則。它根據(jù)當(dāng)前機(jī)器所處的狀態(tài)以及當(dāng)前讀寫頭所指的格子上的符號(hào)來(lái)確定讀寫頭下一步的動(dòng)作，并改變狀態(tài)寄存器的值，令機(jī)器進(jìn)入一個(gè)新的狀態(tài)。注意這個(gè)機(jī)器的每一部分都是有限的，但它有一個(gè)潛在的無(wú)限長(zhǎng)的紙帶，因此這種機(jī)器只是一個(gè)理想的設(shè)備。圖靈認(rèn)為這樣的一臺(tái)機(jī)器就能模擬人類所能進(jìn)行的任何計(jì)算過(guò)程。圖靈實(shí)驗(yàn)1945年到1948年，圖靈在國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室，負(fù)責(zé)自動(dòng)計(jì)算引擎（ACE）的工作。1949年，他成為曼徹斯特大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的副主任，負(fù)責(zé)最早的真正的計(jì)算機(jī)---曼徹斯特一號(hào)的軟件工作。在這段時(shí)間，他繼續(xù)作一些比較抽象的研究，如“計(jì)算機(jī)械和智能”。圖靈在對(duì)人工智能的研究中，提出了一個(gè)叫做圖靈試驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)，嘗試定出一個(gè)決定機(jī)器是否有感覺(jué)的標(biāo)準(zhǔn)。圖靈試驗(yàn)由計(jì)算機(jī)、被測(cè)試的人和主持試驗(yàn)人組成。計(jì)算機(jī)和被測(cè)試的人分別在兩個(gè)不同的房間里。測(cè)試過(guò)程由主持人提問(wèn)，由計(jì)算機(jī)和被測(cè)試的人分別做出回答。觀測(cè)者能通過(guò)電傳打字機(jī)與機(jī)器和人聯(lián)系（避免要求機(jī)器模擬人外貌和聲音）。被測(cè)人在回答問(wèn)題時(shí)盡可能表明他是一個(gè)“真正的”人，而計(jì)算機(jī)也將盡可能逼真的模仿人的思維方式和思維過(guò)程。如果試驗(yàn)主持人聽取他們各自的答案后，分辨不清哪個(gè)是人回答的，哪個(gè)是機(jī)器回答的，則可以認(rèn)為該計(jì)算機(jī)具有了智能。這個(gè)試驗(yàn)可能會(huì)得到大部分人的認(rèn)可，但是卻不能使所有的哲學(xué)家感到滿意。圖靈試驗(yàn)雖然形象描繪了計(jì)算機(jī)智能和人類智能的模擬關(guān)系，但是圖靈試驗(yàn)還是片面性的試驗(yàn)。通過(guò)試驗(yàn)的機(jī)器當(dāng)然可以認(rèn)為具有智能，但是沒(méi)有通過(guò)試驗(yàn)的機(jī)器因?yàn)閷?duì)人類了解的不充分而不能模擬人類仍然可以認(rèn)為具有智能。圖靈試驗(yàn)還有幾個(gè)值得推敲的地方，比如試驗(yàn)主持人提出問(wèn)題的標(biāo)準(zhǔn)，在試驗(yàn)中沒(méi)有明確給出；被測(cè)人本身所具有的智力水平，圖靈試驗(yàn)也疏忽了；而且圖靈試驗(yàn)僅強(qiáng)調(diào)試驗(yàn)結(jié)果，而沒(méi)有反映智能所具有的思維過(guò)程。所以，圖靈試驗(yàn)還是不能完全解決機(jī)器智能的問(wèn)題。TuringTest—人工智能的試金石1950年圖靈提出用來(lái)判斷計(jì)算機(jī)是否能夠思考的方案。該年，圖靈發(fā)表了里程碑式的論文《計(jì)算機(jī)能思考嗎？》，第一次提出“機(jī)器思維”的概念。他逐條反駁了機(jī)器不能思維的各種論點(diǎn)，并做出了肯定的回答。他指出,最好的人工智能

研究應(yīng)該著眼于為機(jī)器編制程序，而不是制造機(jī)器。圖靈測(cè)試的方法：提問(wèn)人通過(guò)一種特殊的方式，提出各種問(wèn)題，分別由一個(gè)人或一臺(tái)機(jī)器進(jìn)行回答(與提問(wèn)人隔絕)。如果經(jīng)過(guò)相當(dāng)多次數(shù)的提問(wèn)，提問(wèn)人辨別不出與他交流的對(duì)象是人還是機(jī)器，則可認(rèn)為這部機(jī)器有智能。有科學(xué)家認(rèn)為，20年后計(jì)算機(jī)能夠輕松有效的通過(guò)各種形式的圖靈測(cè)試；25年之內(nèi)就會(huì)宣布計(jì)算機(jī)擁有了意識(shí)。三：人物影響圖靈思想活躍，他的創(chuàng)造力也是多方面的。據(jù)同事們回憶，他在戰(zhàn)時(shí)的秘密工作中，曾創(chuàng)造好幾種新的統(tǒng)計(jì)技術(shù)，但都未形成論文發(fā)表，后來(lái)又重新為他人所創(chuàng)建，由A．瓦爾德(Wald)重新發(fā)現(xiàn)并提出的“序貫分析”就是其中之一。他對(duì)群論也有所研究，在“形態(tài)形成的化學(xué)基礎(chǔ)”一文中，他用相當(dāng)深?yuàn)W而獨(dú)特的數(shù)學(xué)方法，研究了決定生物的顏色或形態(tài)的化學(xué)物質(zhì)(他稱之為成形素)在形成平面形態(tài)(如奶牛體表的花斑)和立體形態(tài)(如放射形蟲和葉序的分布方式)中的分布規(guī)律性，試圖闡釋“物理化學(xué)規(guī)律可以充分解釋許多形態(tài)形成的事實(shí)”這一思想。在生物學(xué)界，80年代才開始探討這一課題，圖靈還進(jìn)行了后來(lái)被稱為“數(shù)學(xué)胚胎學(xué)”的奠基性研究工作．他還試圖用數(shù)學(xué)方法研究人腦的構(gòu)造問(wèn)題，例如估算出一個(gè)具有給定數(shù)目的神經(jīng)元的大腦中能存貯多少信息的問(wèn)題等．這些，至今仍然是吸引著眾多科學(xué)家的新穎課題。人們認(rèn)為，圖靈是一位科學(xué)史上罕見(jiàn)的具有非凡洞察力的奇才：他的獨(dú)創(chuàng)性成果使他生前就已名揚(yáng)四海，而他深刻的預(yù)見(jiàn)使他死后倍受敬佩。當(dāng)人們發(fā)現(xiàn)后人的一些獨(dú)立研究成果似乎不過(guò)是在證明圖靈思想超越時(shí)代的程度時(shí)，都為他的英年早逝感到由衷的惋惜。蘋果公司以那個(gè)咬了一口的蘋果作為其商標(biāo)圖案，就是為紀(jì)念這位偉大的人工智能領(lǐng)域的先驅(qū)者——圖靈。今天，蘋果電腦公司以那個(gè)圖靈自殺時(shí)咬了一口的蘋果作為其商標(biāo)圖案，就是為紀(jì)念這位偉大的人工智能領(lǐng)域的先驅(qū)者——圖靈。平反在2009年9月10日，一份超過(guò)3萬(wàn)人的請(qǐng)?jiān)负灻?，使英?guó)首相戈登·布朗在《每日電訊報(bào)》撰文，因?yàn)橛?guó)政府當(dāng)年以同性戀相關(guān)罪名起訴圖靈并定罪，導(dǎo)致他自殺身亡，正式向艾倫·圖靈公開道歉。喬布斯為什么要用咬了一口的蘋果作為蘋果公司的標(biāo)記？歷史完全有理由永遠(yuǎn)記住圖靈這個(gè)名字，是因?yàn)樗麨殚_辟信息時(shí)代的計(jì)算機(jī)技術(shù)做出了卓越貢獻(xiàn)。他去世大約20年后，美國(guó)兩名19歲的大學(xué)生在父母的車庫(kù)里潛心工作，組裝了世界上第一臺(tái)完整的家用電腦，這臺(tái)機(jī)器和他們隨后成立的公司都被命名為‘蘋果’。公司的標(biāo)志是一只咬了一口的蘋果，真正理解其中含義的人寥寥可數(shù)。”至今計(jì)算科學(xué)和信息科學(xué)的最高成就獎(jiǎng)還是叫圖靈獎(jiǎng)，用圖靈的故事來(lái)解釋蘋果的標(biāo)志更配得上象蘋果這樣的偉大公司。今天的蘋果公司已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了經(jīng)典意義上的計(jì)算機(jī)公司的范疇，IMac,IPod,IPhone,Jobs和他的團(tuán)隊(duì)不斷給人類帶來(lái)新的驚喜，但公司標(biāo)志依舊，仍然是被咬了一口的蘋果。AlanTuring紀(jì)念館?Enigma四：圖靈獎(jiǎng)TuringAward目前由Intel公司和google公司贊助，獎(jiǎng)金為250,000美元。TuringAward被公認(rèn)為是計(jì)算機(jī)科學(xué)界的諾貝爾獎(jiǎng)——最高獎(jiǎng)項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì)在計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)研究中做出了創(chuàng)造性貢獻(xiàn)、推動(dòng)了計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的杰出科學(xué)家1966年開始由ACM設(shè)立（美國(guó)計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)，1947年成立，與IEEEComputerSociety并列為計(jì)算機(jī)界最著名的兩大國(guó)際學(xué)術(shù)組織），用Turing的名字來(lái)命名該獎(jiǎng)，以紀(jì)念偉人對(duì)于計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的功績(jī)。通常每年1名獲獎(jiǎng)?wù)?偶爾2名

(同方向)，02年3名(RSA)，07年3名(設(shè)計(jì)錯(cuò)誤自動(dòng)化發(fā)現(xiàn)方法)雖未明確規(guī)定,但授獎(jiǎng)較偏重于計(jì)算機(jī)科學(xué)理論和軟件技術(shù)方面作出貢獻(xiàn)的杰出科學(xué)家截止到2009年共發(fā)獎(jiǎng)44屆，共有56位科學(xué)家獲獎(jiǎng)唯一華人獲獎(jiǎng)?wù)呤且ζ谥?AndrewYao,美籍,2000年)關(guān)鍵詞intelligentmachinery——智能機(jī)器AssociationforComputerMachinery（ACM）——美國(guó)計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)InstituteofElectricalandElectro