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圖靈 VS 馮諾依曼,誰(shuí)更配得上計(jì)算機(jī)之父?

一、前言

圖靈和馮諾依曼都對(duì)計(jì)算機(jī)的發(fā)展做出了杰出的貢獻(xiàn),那么這兩位大神級(jí)的人物,誰(shuí)更配得上計(jì)算機(jī)之父呢?

從一口君心理來(lái)講,其實(shí)“計(jì)算機(jī)之父”這種籠統(tǒng)的稱(chēng)謂沒(méi)有明確的結(jié)果,非要叫的話,在一口君心里幾位大神地位如下:

巴貝奇Charles Babbage——通用計(jì)算機(jī)之父圖靈Alan Turing——計(jì)算機(jī)科學(xué)之父約翰·阿坦那索夫John Vincent Atanasoff——電子計(jì)算機(jī)之父馮·諾依曼John von Neumann——現(xiàn)代計(jì)算機(jī)之父

其中巴貝奇是機(jī)械計(jì)算機(jī)的巔峰人物,而且創(chuàng)造性地提出了很多關(guān)于計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)思想,本文僅討論現(xiàn)代計(jì)算機(jī)。

二、生平簡(jiǎn)介

首先還是讓我們來(lái)看下兩位大神的生平吧!

1. 圖靈

艾倫·麥席森·圖靈(英語(yǔ):Alan Mathison Turing,1912年6月23日—1954年6月7日),英國(guó)數(shù)學(xué)家、邏輯學(xué)家,被稱(chēng)為計(jì)算機(jī)科學(xué)之父、人工智能之父。

1.1 時(shí)間線

1.2 生平

1912年6月23日,艾倫·麥席森·圖靈生于英國(guó)帕丁頓。家族成員里有三位當(dāng)選過(guò)英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)員,祖父曾獲得劍橋大學(xué)數(shù)學(xué)榮譽(yù)學(xué)位。父親早年就讀于牛津大學(xué)歷史系,后來(lái)在印度公務(wù)署為英帝國(guó)效力。母親曾就讀于巴黎大學(xué)文理學(xué)院。

圖靈天資聰穎,3歲時(shí),圖靈就進(jìn)行了他的首次實(shí)驗(yàn),把一個(gè)玩具木頭人的小胳膊、小腿掰下來(lái)栽到花園里,等待長(zhǎng)出更多的木頭人。

到了8歲,他寫(xiě)了一部科學(xué)著作,題目為《關(guān)于一種顯微鏡》。圖靈曾說(shuō):“我似乎總想從最普通的東西中弄出些名堂!彼睦蠋熣J(rèn)為:“圖靈的頭腦思維可以像袋鼠一樣進(jìn)行跳躍!

圖靈在中學(xué)時(shí)發(fā)現(xiàn)了他的同性戀傾向,克里斯托弗是他的初戀,他們一起做化學(xué)實(shí)驗(yàn),學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)公式。

1931年,圖靈考入劍橋大學(xué)國(guó)王學(xué)院,由于成績(jī)優(yōu)異而獲得數(shù)學(xué)獎(jiǎng)學(xué)金,他的數(shù)學(xué)能力得到充分的發(fā)展。

1935年,他的第一篇數(shù)學(xué)論文“左右殆周期性的等價(jià)”發(fā)表于《倫敦?cái)?shù)學(xué)會(huì)雜志》上。同一年,他還寫(xiě)出“論高斯誤差函數(shù)”一文。這一論文使他由一名大學(xué)生直接當(dāng)選為國(guó)王學(xué)院的研究員,并于次年榮獲英國(guó)著名的史密斯數(shù)學(xué)獎(jiǎng),成為國(guó)王學(xué)院聲名顯赫的畢業(yè)生之一。

1936年5月,圖靈寫(xiě)出了表述他的最重要的數(shù)學(xué)成果的論文“論可計(jì)算數(shù)及其在判定問(wèn)題中的應(yīng)用”,該文于1937年在《倫敦?cái)?shù)學(xué)會(huì)文集》第42期上發(fā)表后,立即引起廣泛的注意。

文中,他分析了計(jì)算的過(guò)程,給出了理論上可計(jì)算任何“可計(jì)算序列”——某種0和1的序列——的“通用”計(jì)算機(jī)概念,并利用這一概念解決了D.希爾伯特提出的一個(gè)著名的判定問(wèn)題。

24歲時(shí)提出了一種抽象的計(jì)算模型——圖靈機(jī)(TuringMachine),用紙帶式機(jī)器來(lái)模擬人們進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算的過(guò)程。

1937年,圖靈發(fā)表的另一篇文章“可計(jì)算性與λ可定義性”則拓廣了丘奇提出的“丘奇論點(diǎn)”,形成“丘奇-圖靈論點(diǎn)”,對(duì)計(jì)算理論的嚴(yán)格化,對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)的形成和發(fā)展都具有奠基性的意義。

1936年9月,圖靈應(yīng)邀到美國(guó)普林斯頓高級(jí)研究院學(xué)習(xí),并與丘奇一同工作,在美國(guó)期間,他對(duì)群論作了一些研究,并撰寫(xiě)了博士論文,1938年在普林斯頓獲博士學(xué)位,其論文題目為“以序數(shù)為基礎(chǔ)的邏輯系統(tǒng)”, 1939年正式發(fā)表,在數(shù)理邏輯研究領(lǐng)域中產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。

1938年夏,圖靈回到英國(guó),仍在劍橋大學(xué)國(guó)王學(xué)院任研究員,繼續(xù)研究數(shù)理邏輯和計(jì)算理論,同時(shí)開(kāi)始了計(jì)算機(jī)的研制工作,第二次世界大戰(zhàn)打斷了他的正常研究工作。

1939年秋,他應(yīng)召到英國(guó)外交部通信處從事軍事工作,主要是破譯敵方密碼的工作。由于破譯工作的需要,他參與了世界上最早的電子計(jì)算機(jī)的研制工作,他的工作取得了極好的成就,協(xié)助軍方破解德國(guó)的著名密碼系統(tǒng)Enigma,幫助盟軍取得了二戰(zhàn)的勝利。

二戰(zhàn)最偉大的英雄

“擊退”德國(guó)潛艇的武器

二戰(zhàn)期間,作為當(dāng)時(shí)頂尖的數(shù)學(xué)家、邏輯學(xué)家,艾倫·圖靈被英國(guó)軍方秘密地派遣到歷史悠久的布萊切利園,一座位于英格蘭米爾頓凱恩斯(Milton Keynes)布萊切利鎮(zhèn)內(nèi)的宅第,同時(shí)也是二戰(zhàn)期間英國(guó)政府進(jìn)行密碼解讀的大本營(yíng)。

圖靈當(dāng)時(shí)最重要的工作,就是幫助盟軍破解納粹軍方復(fù)雜而精密的通訊安全系統(tǒng)——Enigma密碼機(jī)。

這種當(dāng)時(shí)先進(jìn)的密碼機(jī)由一系列不斷隨機(jī)變化的轉(zhuǎn)子組成,其結(jié)果擁有多達(dá)百萬(wàn)的三次方種不同可能性!這夸張的數(shù)字一時(shí)間讓盟軍無(wú)計(jì)可施。而德國(guó)軍方也因此自信地以為盟軍無(wú)法在有限的時(shí)間內(nèi)破譯他們的通訊系統(tǒng),這為他們之后的挫敗埋下了伏筆。

在戰(zhàn)爭(zhēng)期間的某日清晨,盟軍從一艘德軍潛艇處截獲了一段通訊信息,后來(lái)表明這只是敵方內(nèi)部交換的一份天氣預(yù)報(bào)而已,但圖靈卻抓住了這次機(jī)會(huì),把它變成了意想不到的突破。

圖靈在這份加密了的文檔中窺探到了常人難以察覺(jué)的蛛絲馬跡——一種可以被利用的加密模式,并依此不顧反對(duì)地堅(jiān)持建造起一部絕無(wú)僅有的巨型機(jī)器,聲稱(chēng)其可以快速地區(qū)分擁有百萬(wàn)種可能性的代碼。

事實(shí)上,當(dāng)時(shí)完成的第一臺(tái)解碼機(jī)通過(guò)極其復(fù)雜、龐大的計(jì)算操作成功地在一分鐘內(nèi)破解了兩條訊息。

直擊納粹元首

圖靈成功地破解了Enigma密碼從而為盟軍帶來(lái)了巨大的收獲——讓英國(guó)艦隊(duì)能夠在大西洋上安全地航行。要知道當(dāng)時(shí)幾乎所有人,包括丘吉爾,都堅(jiān)信大西洋上的德國(guó)潛艇是盟軍最大的威脅。

之后,圖靈在戰(zhàn)爭(zhēng)期間做出的第二個(gè)巨大貢獻(xiàn)便是破解了Tunny密碼——一種高度加密的代碼,被用來(lái)讓納粹元首希特勒和戰(zhàn)場(chǎng)上的軍官作直接交流!然而即便如此,依舊在不久之后便被圖靈的解碼機(jī)所破解。甚至據(jù)傳言,盟軍曾通過(guò)破譯系統(tǒng)獲取到了希特勒和他的將軍在早餐時(shí)間的對(duì)話內(nèi)容……

最終,憑借著強(qiáng)大的破譯機(jī)器,德國(guó)軍方在二戰(zhàn)期間幾乎所有等級(jí)的通信加密系統(tǒng)均被一一破解。這不僅讓盟軍能夠牢牢鎖定敵方的每一絲動(dòng)向,更允許己方對(duì)電報(bào)進(jìn)行篡改、偽造,從而扮演起一個(gè)難以識(shí)破的“雙重間諜”角色,有力地破壞了納粹的戰(zhàn)爭(zhēng)攻勢(shì)。

據(jù)保守估計(jì),由于圖靈的貢獻(xiàn),二戰(zhàn)歐洲戰(zhàn)場(chǎng)的戰(zhàn)事至少被縮短了2年,拯救了一千四百萬(wàn)的生命。

于1945年獲政府的最高獎(jiǎng)——大英帝國(guó)榮譽(yù)勛章(O.B.E.勛章)。

1945年,圖靈結(jié)束了在外交部的工作,他試圖恢復(fù)戰(zhàn)前在理論計(jì)算機(jī)科學(xué)方面的研究,并結(jié)合戰(zhàn)時(shí)的工作,具體研制出新的計(jì)算機(jī)來(lái),這一想法得到當(dāng)局的支持。同年,圖靈被錄用為泰丁頓國(guó)家物理研究所的研究人員,開(kāi)始從事“自動(dòng)計(jì)算機(jī)”的邏輯設(shè)計(jì)和具體研制工作。這一年,圖靈寫(xiě)出一份長(zhǎng)達(dá)50頁(yè)的關(guān)于ACE的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。

這一說(shuō)明書(shū)在保密了27年之后,于1972年正式發(fā)表。在圖靈的設(shè)計(jì)思想指導(dǎo)下,1950年制出了ACE樣機(jī),1958年制成大型ACE機(jī)。

圖靈思想活躍,但性格較內(nèi)向,他愛(ài)好體育,在劍橋上學(xué)時(shí)就當(dāng)過(guò)賽艇劃手,40年代以后更把長(zhǎng)跑當(dāng)作主要的鍛煉和休息形式。他在國(guó)家物理學(xué)研究所的運(yùn)動(dòng)會(huì)上得過(guò)1英里跑和3英里跑的冠軍;還得過(guò)3英里跑的俱樂(lè)部冠軍;1947年,他參加了英國(guó)業(yè)余體聯(lián)舉辦的馬拉松冠軍賽并進(jìn)入了前15名,此時(shí)他已名揚(yáng)四海,報(bào)紙上稱(chēng)他為“電子運(yùn)動(dòng)員”。

1948年,圖靈接受了曼徹斯特大學(xué)的高級(jí)講師職務(wù),并被指定為曼徹斯特自動(dòng)數(shù)字計(jì)算機(jī)項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人助理,具體領(lǐng)導(dǎo)該項(xiàng)目數(shù)學(xué)方面的工作。作為這一工作的總結(jié),1950年圖靈編寫(xiě)并出版了《曼徹斯特電子計(jì)算機(jī)程序員手冊(cè)》這期間,他繼續(xù)進(jìn)行數(shù)理邏輯方面的理論研究。

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,他提出關(guān)于機(jī)器思維的問(wèn)題,他的論文“計(jì)算機(jī)和智能,引起了廣泛的注意和深遠(yuǎn)的影響。1956年,在收入一部文集時(shí)此文改名為“機(jī)器能夠思維嗎?”,至今仍是研究人工智能的首選讀物之一。

1951年,圖靈當(dāng)選為英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)員。1952年,他辭去劍橋大學(xué)國(guó)王學(xué)院研究員的職務(wù),專(zhuān)心在曼徹斯特大學(xué)工作。除了日常工作和研究工作之外,他還指導(dǎo)一些博士研究生,還擔(dān)任了制造曼徹斯特自動(dòng)數(shù)字計(jì)算機(jī)的一家公司——弗蘭蒂公司—的顧問(wèn)。

1952年,圖靈被判犯有“嚴(yán)重猥褻罪”,隨后被迫接受了化學(xué)閹割。他因與一名19歲的男子交往而被捕。

根據(jù)當(dāng)時(shí)維多利亞時(shí)代的刑法修正案,艾倫·圖靈步了偉大的作家與藝術(shù)家?jiàn)W斯卡·王爾德的后塵,以“惡劣猥褻罪”被逮捕并起訴。在當(dāng)時(shí)強(qiáng)烈的反同性戀呼聲中,圖靈不得不接受來(lái)自“正義”的懲罰——由內(nèi)政大臣發(fā)起的號(hào)稱(chēng)能幫助英格蘭驅(qū)逐“瘟疫”的“陋習(xí)驅(qū)逐計(jì)劃”。

在判決的當(dāng)天,法官給了圖靈兩個(gè)選擇:或是坐牢,或是進(jìn)行“器官治療”,實(shí)際上,所謂的“器官治療”就是我們所常說(shuō)的化學(xué)閹割,通過(guò)注射大量雌性荷爾蒙來(lái)徹底剝奪一個(gè)男人的性能力……

圖靈是一個(gè)偉大的科學(xué)家,相對(duì)于身體上的殘缺,時(shí)間和自由反而對(duì)他來(lái)說(shuō)是最寶貴的財(cái)富,所以最終他還是選擇了荷爾蒙療法。

然而,使圖靈自己也沒(méi)想到的是,漸漸隆起的乳房、完全變樣的聲線……在之后的歲月里無(wú)不給他的自尊心帶來(lái)了極大的折磨,而痛苦隨著時(shí)間只有與日俱增。

1954年6月7日,圖靈被發(fā)現(xiàn)死于家中的床上,床頭還放著一個(gè)咬了一口的蘋(píng)果。警方調(diào)查后認(rèn)為氰化物中毒,調(diào)查結(jié)論為自殺,年僅42歲。

在他的房間,發(fā)現(xiàn)了那個(gè)咬了一口的蘋(píng)果。

為紀(jì)念他在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的卓越貢獻(xiàn),美國(guó)計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)于1966年設(shè)立圖靈獎(jiǎng),此獎(jiǎng)項(xiàng)被譽(yù)為計(jì)算機(jī)科學(xué)界的諾貝爾獎(jiǎng)。

2009 年,時(shí)任首相戈登·布朗代表英國(guó)政府就 “他(圖靈)所受的駭人聽(tīng)聞的對(duì)待方式” 作出正式道歉。

2013年12月24日,在英國(guó)司法大臣克里斯·格雷靈的要求下,英國(guó)女王伊麗莎白二世向圖靈頒發(fā)了皇家赦免。

2014年,是由莫騰·泰杜姆執(zhí)導(dǎo)《模仿游戲》,講述了“計(jì)算機(jī)科學(xué)之父”艾倫·圖靈的傳奇人生,故事主要聚焦于圖靈協(xié)助盟軍破譯德國(guó)密碼系統(tǒng)“英格瑪”,從而扭轉(zhuǎn)二戰(zhàn)戰(zhàn)局的經(jīng)歷。

該片獲得第87屆奧斯卡金像獎(jiǎng)最佳改編劇本獎(jiǎng),以及包括最佳影片、最佳導(dǎo)演、最佳男主角、最佳女配角在內(nèi)的7項(xiàng)提名。

而這部電影正是根據(jù)英國(guó)作家安德魯·霍奇斯的《艾倫·圖靈傳》改編。

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