艾伦·麦席森·图灵（英国科学家、数学家）

艾伦·麦席森·图灵（英国科学家、数学家）

艾伦·麦席森·图灵 （英国科学家、数学家） 次浏览 | 2022.08.07 10:27:38 更新 来源 ：互联网 精选百科 本文由作者推荐 艾伦·麦席森·图灵英国科学家、数学家

艾伦·麦席森·图灵，OBE，FRS(英语：Alan Mathison Turing，又译阿兰·图灵，Turing也常翻译成涂林或者杜林，1912年6月23日-1954年6月7日)，是英国数学家、逻辑学家，他被视为计算机科学之父。

中文名

艾伦·麦席森·图灵

国籍

英国

民族

英格兰

出生地

英国伦敦帕丁顿

毕业院校

剑桥大学国王学院，普林斯顿大学

职业

英国数学家、逻辑学家

主要成就

提出“图灵机”概念

英文名

Alan Mathison Turing

籍贯

英国

简介

是计算机逻辑的奠基者，提出了“图灵机”和“图灵测试”等重要概念。图灵提出的著名图灵机模型为现代计算机的逻辑工作方式奠定了基础。人们为纪念其在计算机领域的卓越贡献而设立“图灵奖”。

图灵是著名的同性恋之一，并因为其同性恋倾向而遭到迫害，使他的职业生涯尽毁。

履历生平年表

1912年6月23日，出生于英国伦敦。

1931年-1934年，在英国剑桥大学国王学院（King's College）学习。

1932年-1935年，主要研究量子力学、概率论和逻辑学。

1935年，年仅23岁的图灵，被选为剑桥大学国王学院院士。

1936年，主要研究可计算理论，并提出“图灵机”的构想。

1936年-1938年，主要在美国普林斯顿大学做博士研究，涉及逻辑学、代数和数论等领域。

1938-1939年，返回剑桥从事研究工作，并应邀加入英国政府破译二战德军密码的工作。

1940年-1942年，作为主要参与者和贡献者之一，在破译纳粹德国通讯密码的工作上成就杰出，并成功破译了德军U-潜艇密码，为扭转二战盟军的大西洋战场战局立下汗马功劳。

1943年-1945年，担任英美密码破译部门的总顾问。

1945年，应邀在英国国家物理实验室从事计算机理论研究工作。

1946年，这个时候，图灵在计算机和程序设计原始理论上的构思和成果，已经确定了他的理论开创者的地位。由于图灵的杰出贡献，年轻的他被英国皇室授予OBE爵士勋衔。

1947年-1948年，主要从事计算机程序理论的研究，并同时在神经网络和人工智能领域做出开创性的理论研究。

1948年，应邀加入英国曼彻斯特大学从事研究工作，担任曼彻斯特大学计算实验室副主任。

1949年，成为世界上第一位把计算机实际用于数学研究的科学家。

1950年，发表论文“计算机器与智能”，为后来的人工智能科学提供了开创性的构思。提出著名的“图灵测试”理论。

1951年，从事生物的非线性理论研究。年仅39岁的图灵，被选为英国皇家学会会员。

1952年，在当年保守和冷战的时代，当警察得知图灵与同性朋友密切交往的消息之后，同性恋倾向的图灵被逮捕入狱。在法庭审判过程中，图灵明确告知人们，他认为自己没有做错什么事。在那个观念相对保守的年代，为了避免被判刑入狱，图灵被迫选择了为期一年的雌性激素注射的所谓“治疗”，才得以重新返回研究工作。

1953年-1954年，继续在生物和物理学等方面的研究。被迫承受的对同性恋倾向的“治疗”，致使原本热爱体育运动的图灵在身心上受到极大的伤害。

1954年6月7日，图灵被发现死于家中的床上，床头还放着一个被咬了一口的苹果。警方调查后认为是氰化物中毒，调查结论为自杀。

人物经历

图灵很小的时候就表现出与众不同的天分，在他三四岁的时候自己学会了阅读，读的第一本书叫做《每个儿童都该知道的自然奇观》。他特别喜欢数字和智力游戏，并为之着迷。图灵自幼充满好奇与想象，母亲回忆说：“他把一个玩具木偶的胳膊、腿掰下来栽到花园里，期待能‘生长’出更多的玩具木偶，那年他3岁。”

6岁正式读书后，校长和老师都注意到这个特殊的小孩。8岁时，他写了他的第一篇“科学”短文，题目叫《说说显微镜》。

图灵从小喜欢体育运动，尤其酷爱足球。可是在和小朋友们踢足球的时候，他并不热衷于上场，而是更喜欢在场外担任巡边，为的是能有机会观察、估算每次足球飞出边界的角度，他从中获得了极大的乐趣，乐趣就在于能够一眼看出问题的答案。

图灵16岁就能弄懂爱因斯坦的相对论，并且运用那深奥的理论，独立推导力学定律。

1931年，图灵考入剑桥大学国王学院，由于成绩优异而获得数学奖学金。在剑桥，他的数学能力得到充分的发展。1935年，他的第一篇数学论文“左右周期性的等价”发表于《伦敦数学会杂志》上。同一年，他还写出“论高斯误差函数”一文，这一论文使他由一名大学生直接当选为国王学院的研究员，并于次年荣获英国著名的史密斯(Smith）数学奖，成为国王学院声名显赫的毕业生之一。

1936年5月，图灵写出了表述他的最重要的数学成果的论文“论可计算数及其在判定问题中的应用”，该文于1937年在《伦敦数学会文集》第42期上发表后，立即引起广泛的注意。1937年，阿兰·麦席森·图灵发表的另一篇文章“可计算性与λ可定义性”则拓广了丘奇（Church）提出的“丘奇论点”，形成“丘奇-图灵论点”，对计算理论的严格化，对计算机科学的形成和发展都具有奠基性的意义，1936年9月，阿兰·麦席森·图灵应邀到美国普林斯顿高级研究院学习，并与丘奇一同工作。

在美国期间，他对群论作了一些研究，并撰写了博士论文，1938年在普林斯顿获博士学位，其论文题目为“以序数为基础的逻辑系统”，1939年正式发表，在数理逻辑研究中产生了深远的影响。图灵毕业后留校执教，不到一年工夫，他就发表了几篇很有分量的数学论文。1935年，刚刚毕业，年仅23岁的图灵就被剑桥大学国王学院甄选为研究员，成为剑桥大学有史以来最年轻的研究员。

为此，剑桥大学特地宣布放假半天以示庆贺。罗素教授也异常器重图灵，安排图灵讲学授课。同年，图灵又因他在“概率论”上的成就，荣获“斯密思奖”1936年他来到美国的普林斯顿大学攻读数学博士学位，他的研究涉及逻辑学、代数和数论等等领域。

重要成就可计算性理论

20世纪以前，人们普遍认为，所有的问题类都是有算法的，人们的计算研究就是找出算法来。莱布尼茨(Leibniz)开创了数理逻辑的研究工作。但是20世纪初，人们发现有许多问题已经过长期研究，仍然找不到算法。

为消除后期算法的不确定性，艾伦·麦席森·图灵在他的“论可计算数及其在判定问题中的应用”一文中从一个全新的角度定义了可计算函数，他全面分析了人的计算过程，把计算归结为最简单、最基本、最确定的操作动作，从而用一种简单的方法来描述那种直观上具有机械性的基本计算程序，使任何机械(能行)的程序都可以归约为这些动作。这不仅给计算下了一个完全确定的定义，而且第一次把计算和自动机联系起来，对后世产生了巨大的影响，这种“自动机”后来被人们称为“图灵机”。

图灵机

图灵机是一种自动机的数学模型，它是一条两端(或一端)无限延长的纸带，上面划成方格，每个方格中可以印上某字母表中的一个字母(亦可为空格，记为S0)；又有一个读写头，它具有有限个内部状态．任何时刻读写头都注视着纸带上的某一个方格，并根据注视方格的内容以及读写头当时的内部状态而执行变换规则所规定的动作。每个图灵机都有一组变换规则。

图灵机的概念有十分独特的意义：如果把图灵机的内部状态解释为指令，用字母表的字来表示，与输出字输入字同样存贮在机器里，那就成为电子计算机了。由此开创了“自动机”这一学科分支，促进了电子计算机的研制工作。

判定问题

所谓“判定问题”指判定所谓“大量问题”是否具有算法解，或者是否存在能行性的方法使得对该问题类的每一个特例都能在有限步骤内机械地判定它是否具有某种性质。图灵机从初始格局出发，按程序一步步把初始格局改造为格局的序列。此过程可能无限制继续下去，也可能遇到指令表中没有列出的状态、符号组合或进入结束状态而停机。

在判定问题上，艾伦·麦席森·图灵的另一成就是1939年提出的带有外部信息源的图灵机概念，并由此导出“图灵可归约”及相对递归的概念。运用归约和相对递归的概念，可对不可判定性与非递归性的程度加以比较。在此基础上，E．波斯特(Post)提出了不可解度这一重要概念，这方面的工作后来有重大的进展。

电子计算机

电子计算机的出现和广泛应用是20世纪新技术革命的主要标志之一。很长时期中人们一直认为，第一台电子计算机是美国人按J．W．莫奇利(Mauchly)提出的方案于1946年制成的“电子数字积分和自动计算机”(ENIAC)。

艾伦·麦席森·图灵在第二次世界大战中从事的密码破译工作涉及到电子计算机的设计和研制，但此项工作严格保密．直到70年代，内情才有所披露．从一些文件来看，很可能世界上第一台电子计算机不是ENIAC，而是与图灵有关的另一台机器，即图灵在战时服务的机构于1943年研制成功的CO-LOSSUS(巨人)机，这台机器的设计采用了图灵提出的某些概念．它用了1500个电子管，采用了光电管阅读器；利用穿孔纸带输入；并采用了电子管双稳态线路，执行计数、二进制算术及布尔代数逻辑运算。

在艾伦·麦席森·图灵的说明书中还最先提出了指令寄存器和指令地址寄存器的概念，提出了子程序和子程序库的思想，这都是现代电子计算中最基本的概念和思想。在说明书中，图灵已提出了“仿真系统”的思想，所谓仿真系统，指机器可以没有固定的指令系统，但它能够模拟许多具有不同指令系统的计算机的功能。

人工智能

艾伦·麦席森·图灵是人工智能研究的先驱者之一，实际上，图灵机，尤其是通用图灵机作为一种非数值符号计算的模型，就蕴含了构造某种具有一定的智能行为的人工系统以实现脑力劳动部分自动化的思想。

1947年，图灵在一次关于计算机的会议上作了题为“智能机器”(intelligent machinery)的报告，详细地阐述了他关于思维机器的思想，第一次从科学的角度指出：“与人脑的活动方式极为相似的机器是可以制造出来的．”在该报告中，图灵提出了自动程序设计的思想，即借助证明来构造程序的思想。

数理生物学

从1952年直到去世，图灵一直在数理生物学方面做研究。他在1952年发表了一篇论文《形态发生的化学基础》(The Chemical Basis of Morphogenesis)。他主要的兴趣是斐波那契叶序列，存在于植物结构的斐波那契数。他应用了反应-扩散公式，已经成为图案形成范畴的核心。

图灵试验

1945年到1948年，图灵在国家物理实验室，负责自动计算引擎（ACE）的工作。1949年，他成为曼彻斯特大学计算机实验室的副主任，负责最早的真正的计算机曼彻斯特一号的软件工作。图灵在对人工智能的研究中，提出了一个叫做图灵试验的实验，尝试定出一个决定机器是否有感觉的标准。

图灵试验由计算机、被测试的人和主持试验人组成。计算机和被测试的人分别在两个不同的房间里。测试过程由主持人提问，由计算机和被测试的人分别做出回答。观测者能通过电传打字机与机器和人联系（避免要求机器模拟人外貌和声音）。被测人在回答问题时尽可能表明他是一个“真正的”人，而计算机也将尽可能逼真的模仿人的思维方式和思维过程。如果试验主持人听取他们各自的答案后，分辨不清哪个是人回答的，哪个是机器回答的，则可以认为该计算机具有了智能。这个试验得到大部分人的认可，但不能完全解决机器智能的问题。

图灵石像

迫害和逝世

图灵在Cheshire East威姆斯洛的家，挂有蓝色牌匾。因为图灵的同性恋倾向而遭到的迫害使得他的职业生涯尽毁。1952年，他的同性伴侣协同一名同谋一起闯进图灵的房子实施盗窃，图灵为此而报警。但是英国警方的调查结果使得他被控以“明显的猥亵和性颠倒行为”罪。他没有申辩，并被定罪。在著名的公审后，他被给予了两个选择：坐牢或荷尔蒙疗法（即化学阉割）。他最后选择了荷尔蒙注射，并持续一年。在这段时间里，药物产生了包括乳房不断发育的副作用。1954年，图灵因食用浸过氰化物溶液的苹果死亡。

人物影响

图灵思想活跃，他的创造力也是多方面的。在战时的秘密工作中，他曾创造好几种新的统计技术，但都未形成论文发表，后来又重新为他人所创建，由A．瓦尔德(Wald)重新发现并提出的“序贯分析”就是其中之一。

他对群论也有所研究，在“形态形成的化学基础”一文中，他用相当深奥而独特的数学方法，研究了决定生物的颜色或形态的化学物质中的分布规律性，试图阐释“物理化学规律可以充分解释许多形态形成的事实”这一思想。在生物学界，80年代才开始探讨这一课题。

图灵还进行了后来被称为“数学胚胎学”的奠基性研究工作。他还试图用数学方法研究人脑的构造问题，例如估算出一个具有给定数目的神经元的大脑中能存贮多少信息的问题等。

图灵奖

“图灵奖”是美国计算机协会（ACM，Association for Computer Machinery）于1966年设立的，专门奖励那些对计算机科学研究与推动计算机技术发展有卓越贡献的杰出科学家，它被公认为计算机界的“诺贝尔”奖。

图灵奖对获奖者的要求极高，评奖程序也极严，一般每年只奖励一名计算机科学家，只有极少数年度有两名以上在同一方向上做出贡献的科学家同时获奖。图灵奖由英特尔公司赞助，奖金为100，000美元。每年，美国计算机协会将要求提名人推荐本年度的图灵奖候选人，并附加一份200到500字的文章，说明被提名者为什么应获此奖。任何人都可成为提名人。美国计算机协会将组成评选委员会对被提名者进行严格的评审，并最终确定当年的获奖者。截止至2005年，获此殊荣的华人仅有一位，他是2000年图灵奖得主姚期智。

纪念

2012年6月23日，谷歌涂鸦纪念其诞辰100周年。

平反

在2009年9月10日，一份超过3万人的请愿签名，使英国首相戈登·布朗在《每日电讯报》撰文，因为英国政府当年以同性恋相关罪名起诉图灵并定罪，导致他自杀身亡，正式向艾伦·图灵公开道歉。

至2012年，有21000多人签名请愿，要求英国政府追赠图灵死后赦免状，但被当局拒绝。英国上议院的McNally勋爵解释说，死后赦免状是不合适的，因为图灵是根据当时的法律被定罪。

2012年12月，霍金、Paul Nur、Martin Rees等11人致函英国首相卡梅伦，要求正式为图灵平反。

2013年12月24日，英国司法部长克宣布，当时的判决“不公，有歧视”,20世纪50年代因同性恋行为被定罪的英国著名数学家、密码学家、计算机科学之父阿兰•图灵获英国女王伊莉莎白二世的赦免。英国首相卡梅伦则表示说，图灵在破解二战德军密码、拯救国家上发挥了关键作用，是一个“了不起的人”。

参考资料