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科技日历|计算机的伟大先驱、“人工智能之父”图灵诞生

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 Winnie Lee • 2019-06-23 12:11:35 来源:前瞻网 E1768G0

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艾伦•图灵(Alan Mathison Turing)生于1912年6月23日的伦敦,于1954年的6月7日去世。

他是一位英国数学家和逻辑学家,他对数学、密码分析、逻辑、哲学、数学生物学以及后来命名为计算机科学、认知科学、人工智能和人工生命的新领域做出了重大贡献。

图灵于1931年进入剑桥大学学习数学。1934年毕业后,为了表彰他在概率论方面的研究,他被选为国王学院(1931年以来他所在的学院)的研究员。

1936年,美国数学逻辑学家阿朗佐·丘奇(Alonzo Church)推荐发表了图灵的开创性论文《论可计算数及其在判定性问题上的应用》(On Computable Numbers, with a Application to the Entscheidungsproblem [Decision Problem])。丘奇本人刚刚发表了一篇论文,得出了与图灵相同的结论,不过方法不同。图灵的方法对新兴的计算机科学有着深远的意义。

同年晚些时候,图灵搬到普林斯顿大学,在丘奇的指导下攻读数理逻辑博士学位(完成于1938年)。

判定性问题

数学家们所称的解决问题的“有效”方法,只不过是一种可以由一个靠死记硬背工作的数学职员来掌握的方法。在图灵的时代,被称为“计算机”的实际上只是一些死记硬背的工人,这些由人类组成的计算机完成了后来由电子计算机完成的一些工作。

丘奇曾写道:“一位持有铅笔、纸和一串明确指令的人类计算者,可以被看做是一种图灵机。”这是已知的“图灵机”一词最早见诸文字的地方。

论文中提到的“判定性问题”寻求一种有效的方法来解决基本数学问题,即确定在给定的形式数学系统中哪些数学命题是可证明的,哪些是不可证明的。确定这一点的方法称为决策方法。

事实上,图灵和丘奇的研究表明,即使是一些比算术弱很多的纯逻辑系统,也没有有效的决策方法。

丘奇和图灵的论文还提出了“丘奇-图灵命题”,即所有可以被人类计算的东西也可以被通用的图灵机器计算。这一论断很重要,因为它指出了人类计算的极限。

这个结果粉碎了一些数学家的希望,他们希望发现一个正式的系统,将整个数学归结为(人类)计算机可以实现的方法。

正是在他研究判定性问题的过程中,图灵发明了通用图灵机,这是一种抽象的计算机器,它封装了数字计算机的基本逻辑原理。

密码破译

二战时,图灵在英国通信部工作,他运用他的专业技能破译德国密码。当时德国使用名为Enigma的机器定期将密码改变,而图灵和同事们一起使用一台称为COLOSSUS的设备破译德国的密码,为盟军提供了大量的军事情报。

1942年,图灵还发明了第一个系统的方法来破解由德国先进的密码机加密的信息,英国人称之为“Tunny”。战争结束时,图灵因破译密码而被授予大英帝国最高荣誉勋章。

电脑设计师

1945年,图灵被招募到伦敦的国家物理实验室(NPL),创建了一台电子计算机。他设计的自动计算引擎(ACE)是第一个完整规格的电子存储程序通用数字计算机。如果图灵的ACE按照他的计划建造,它将拥有比任何早期计算机都大得多的内存,而且速度更快。然而,他在NPL的同事们认为这项工程太难尝试了,于是制造了一台小得多的机器,即ACE(1950)的试验模型。

图灵对计算机发展的主要贡献是设计了一个输入输出系统,并设计了它的编程系统。他还编写了第一本编程手册,他的编程系统被用于第一台畅销的电子数字计算机Ferranti Mark I(1951年)。

人工智能先锋图灵是人工智能和现代认知科学的奠基人,他是“人类大脑在很大程度上是一台数字计算机器”这一假说的主要早期倡导者。他的理论是,大脑皮层在出生时是一个“无组织的机器”,通过“训练”,它变成了“一个通用机器”或类似的东西。

1950年,图灵提出了后来被称为图灵测试(Turing test)的测试方法,同年10月,图灵又发表了另一篇题为“机器能思考吗”的论文,成为划时代之作。也正是这篇文章,为图灵赢得了“人工智能之父”的桂冠。

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