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计算机速成课 第十五集 阿兰·图灵

1. 计算机科学之父

  • 1912 年出生于伦敦,从小表现出惊人的数学和科学能力
  • 1935 年,开始对计算机科学有建树
    • 当时是剑桥国王学院的硕士生
    • 开始解决德国数学家大卫·希尔伯特提出的问题:「可判定性问题」
      • 问题的定义:是否存在一种算法,输入正式逻辑语句,输出准确的「是」或「否」的答案?
      • 解决方法 1:美国数学家 阿隆佐·丘奇 在 1935 年首先提出解决方法
        • 开发了「Lambda 算子」的数据表达系统,证明这样的算法不存在
      • 解决方法 2:阿兰·图灵提出了一种假想的计算机,现在叫「图灵机」
        • 它是一台理论计算设备
        • 提供了简单且强大的数据计算模型
        • 同时因为更简单,在新兴的计算机领域更受欢迎
        • 原理构成:规则、状态、纸带
        • 证明:如果有足够时间和内存,可以执行任何计算
  • 1936 年(24 岁),起步了「可计算性理论」,又叫「丘奇-图灵论题」
  • 1936 - 1938 年,在丘奇指导下,在普林斯顿拿到博士学位
  • 毕业后,回到剑桥,在英国政府的密码破译学校兼职,位于「布莱切利园」的一个密码破译组织
    • 工作内容:破解德国的通信加密,特别是「英格玛机」加密的信息
  • 1939 年,随着二战开始,才能开始被投入战争
  • 1954 年服毒自尽,虽然英年早逝,但图灵激励了第一代计算机科学家,为如今便利的数字时代,做出了重要基石性工作

2. 图灵完备

  • 地位:和图灵机一样强大
  • 举例:每个现代计算系统,都是「图灵完备」的
    • 笔记本电脑
    • 智能手机
    • 微波炉内部的小电脑
    • 恒温器内部的小电脑
  • 停机问题
    • 通过一个巧妙逻辑矛盾,证明了停机问题是无法解决的
    • 异魔:让机器只接收一个输入,这个输入既是程序,也是输入
  • 丘奇和图灵证明了计算机的能力有限
    • 无论有多少时间或内存,有些问题是计算机无法解决的
    • 起步了「可计算性理论」,现在叫「丘奇-图灵论题」

3. 英格玛机

  • 作用:加密明文
  • 过程:加密由「英格玛机」顶部的齿轮组合决定
    • 每个齿轮有 26 个可能位置
    • 机器前面有插板,可以将两个字母互换
    • 总共有上亿种可能
  • 缺陷
    • 英格玛机和操作员不是完美的
    • 例如:字母加密后绝不会是自己,H 加密后绝不会是 H
  • Bombe
    • 定义:图灵设计的一个机电计算机
    • 原理:利用英格玛机的缺陷,对加密消息尝试多种组合,如果发现字母解密后和原先一样,这个组合会被跳过,接着尝试另一种组合,
    • 作用:大幅减少了搜索量

4. 战后贡献

  • 曼彻斯特 1 号
    • 一个早期有影响力的存储程序计算机
  • 人工智能
    • 很新的领域,直到 1956 年才有名字
  • 图灵测试
    • 图灵提出:如果计算机能欺骗人类相信它是人类,才算是智能
    • 这个测试的现代版叫「公开全自动图灵测试,用于区分计算机和人类」,简称「验证码」

5. 悲剧

  • 当时时代,同性恋在英国和大部分国家是违法的
  • 1952 年,调查他家的入室盗窃案时,向当局暴露了他的性取向,被起诉「行为严重不检点」
  • 图灵被定罪,有两个选择
    • 入狱
    • 接受激素来压制性欲
  • 1954 年服毒自尽,年仅 41 岁

6. 图灵奖

  • 计算机领域的最高奖项,相当于物理、化学等其他领域的诺贝尔奖

posted on 2021-12-26 13:04  张森ZS  阅读(222)  评论(0编辑  收藏  举报