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圖靈 VS 馮諾依曼,誰更配得上計算機(jī)之父?

一、前言

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

從一口君心理來講,其實“計算機(jī)之父”這種籠統(tǒng)的稱謂沒有明確的結(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——通用計算機(jī)之父圖靈Alan Turing——計算機(jī)科學(xué)之父約翰·阿坦那索夫John Vincent Atanasoff——電子計算機(jī)之父馮·諾依曼John von Neumann——現(xiàn)代計算機(jī)之父

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

二、生平簡介

首先還是讓我們來看下兩位大神的生平吧!

1. 圖靈

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

1.1 時間線

1.2 生平

1912年6月23日,艾倫·麥席森·圖靈生于英國帕丁頓。家族成員里有三位當(dāng)選過英國皇家學(xué)會會員,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,后來在印度公務(wù)署為英帝國效力。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,圖靈就進(jìn)行了他的首次實驗,把一個玩具木頭人的小胳膊、小腿掰下來栽到花園里,等待長出更多的木頭人。

到了8歲,他寫了一部科學(xué)著作,題目為《關(guān)于一種顯微鏡》。圖靈曾說:“我似乎總想從最普通的東西中弄出些名堂。”他的老師認(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)實驗,學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)公式。

1931年,圖靈考入劍橋大學(xué)國王學(xué)院,由于成績優(yōu)異而獲得數(shù)學(xué)獎學(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”發(fā)表于《倫敦數(shù)學(xué)會雜志》上。同一年,他還寫出“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)選為國王學(xué)院的研究員,并于次年榮獲英國著名的史密斯數(shù)學(xué)獎,成為國王學(xué)院聲名顯赫的畢業(yè)生之一。

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

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

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

1937年,圖靈發(fā)表的另一篇文章“可計算性與λ可定義性”則拓廣了丘奇提出的“丘奇論點”,形成“丘奇-圖靈論點”,對計算理論的嚴(yán)格化,對計算機(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)邀到美國普林斯頓高級研究院學(xué)習(xí),并與丘奇一同工作,在美國期間,他對群論作了一些研究,并撰寫了博士論文,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,仍在劍橋大學(xué)國王學(xué)院任研究員,繼續(xù)研究數(shù)理邏輯和計算理論,同時開始了計算機(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”德國潛艇的武器

二戰(zhàn)期間,作為當(dāng)時頂尖的數(shù)學(xué)家、邏輯學(xué)家,艾倫·圖靈被英國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,同時也是二戰(zhàn)期間英國政府進(jìn)行密碼解讀的大本營。

圖靈當(dāng)時最重要的工作,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)百萬的三次方種不同可能性!這夸張的數(shù)字一時間讓盟軍無計可施。而德國軍方也因此自信地以為盟軍無法在有限的時間內(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,后來表明這只是敵方內(nèi)部交換的一份天氣預(yù)報而已,但圖靈卻抓住了這次機(jī)會,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的蛛絲馬跡——一種可以被利用的加密模式,并依此不顧反對地堅持建造起一部絕無僅有的巨型機(jī)器,聲稱其可以快速地區(qū)分擁有百萬種可能性的代碼。

事實上,當(dāng)時完成的第一臺解碼機(jī)通過極其復(fù)雜、龐大的計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了巨大的收獲——讓英國艦隊能夠在大西洋上安全地航行。要知道當(dāng)時幾乎所有人,包括丘吉爾,都堅信大西洋上的德國潛艇是盟軍最大的威脅。

之后,圖靈在戰(zhàn)爭期間做出的第二個巨大貢獻(xiàn)便是破解了Tunny密碼——一種高度加密的代碼,被用來讓納粹元首希特勒和戰(zhàn)場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,盟軍曾通過破譯系統(tǒng)獲取到了希特勒和他的將軍在早餐時間的對話內(nèi)容……

最終,憑借著強(qiáng)大的破譯機(jī)器,德國軍方在二戰(zhàn)期間幾乎所有等級的通信加密系統(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向,更允許己方對電報進(jìn)行篡改、偽造,從而扮演起一個難以識破的“雙重間諜”角色,有力地破壞了納粹的戰(zhàn)爭攻勢。

據(jù)保守估計,由于圖靈的貢獻(xiàn),二戰(zhàn)歐洲戰(zhàn)場的戰(zhàn)事至少被縮短了2年,拯救了一千四百萬的生命。

于1945年獲政府的最高獎——大英帝國榮譽(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)前在理論計算機(jī)科學(xué)方面的研究,并結(jié)合戰(zhàn)時的工作,具體研制出新的計算機(jī)來,這一想法得到當(dāng)局的支持。同年,圖靈被錄用為泰丁頓國家物理研究所的研究人員,開始從事“自動計算機(jī)”的邏輯設(shè)計和具體研制工作。這一年,圖靈寫出一份長達(dá)50頁的關(guān)于ACE的設(shè)計說明書。

這一說明書在保密了27年之后,于1972年正式發(fā)表。在圖靈的設(shè)計思想指導(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,他愛好體育,在劍橋上學(xué)時就當(dāng)過賽艇劃手,40年代以后更把長跑當(dāng)作主要的鍛煉和休息形式。他在國家物理學(xué)研究所的運(yùn)動會上得過1英里跑和3英里跑的冠軍;還得過3英里跑的俱樂部冠軍;1947年,他參加了英國業(yè)余體聯(lián)舉辦的馬拉松冠軍賽并進(jìn)入了前15名,此時他已名揚(yáng)四海,報紙上稱他為“電子運(yùn)動員”。

1948年,圖靈接受了曼徹斯特大學(xué)的高級講師職務(wù),并被指定為曼徹斯特自動數(shù)字計算機(jī)項目的負(fù)責(zé)人助理,具體領(lǐng)導(dǎo)該項目數(shù)學(xué)方面的工作。作為這一工作的總結(jié),1950年圖靈編寫并出版了《曼徹斯特電子計算機(jī)程序員手冊》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,圖靈就提出過自動程序設(shè)計的思想,1950年,他提出關(guān)于機(jī)器思維的問題,他的論文“計算機(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)選為英國皇家學(xué)會會員。1952年,他辭去劍橋大學(xué)國王學(xué)院研究員的職務(wù),專心在曼徹斯特大學(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數(shù)字計算機(jī)的一家公司——弗蘭蒂公司—的顧問。

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)時維多利亞時代的刑法修正案,艾倫·圖靈步了偉大的作家與藝術(shù)家奧斯卡·王爾德的后塵,以“惡劣猥褻罪”被逮捕并起訴。在當(dāng)時強(qiáng)烈的反同性戀呼聲中,圖靈不得不接受來自“正義”的懲罰——由內(nèi)政大臣發(fā)起的號稱能幫助英格蘭驅(qū)逐“瘟疫”的“陋習(xí)驅(qū)逐計劃”。

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

圖靈是一個偉大的科學(xué)家,相對于身體上的殘缺,時間和自由反而對他來說是最寶貴的財富,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……在之后的歲月里無不給他的自尊心帶來了極大的折磨,而痛苦隨著時間只有與日俱增。

1954年6月7日,圖靈被發(fā)現(xiàn)死于家中的床上,床頭還放著一個咬了一口的蘋果。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)了那個咬了一口的蘋果。

為紀(jì)念他在計算機(jī)領(lǐng)域的卓越貢獻(xiàn),美國計算機(jī)協(xié)會于1966年設(shè)立圖靈獎,此獎項被譽(yù)為計算機(jī)科學(xué)界的諾貝爾獎。

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

2013年12月24日,在英國司法大臣克里斯·格雷靈的要求下,英國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屆奧斯卡金像獎最佳改編劇本獎,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項提名。

而這部電影正是根據(jù)英國作家安德魯·霍奇斯的《艾倫·圖靈傳》改編。

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