编者按：今年6月15-16日，33位图灵奖获得者首次共聚旧金山，来纪念阿兰•图灵100周年诞辰。他们一同回顾了图灵的伟大贡献和计算机科学在过去几十年的发展，并畅谈了对未来的思考。6月23日是图灵的诞辰日，在这样一个日子，让我们暂时停下匆匆赶路的脚步，把目光投向计算机科学的历史，与这位令人敬仰的大师进行一次心灵的对话。
 

编撰：罗佳园

阿兰•麦席森•图灵（Alan Mathison Turing），1912年6月23日出生于英国伦敦。他是英国著名的数学家和逻辑学家，是计算机逻辑的奠基者。他凭借着异乎常人的才智和孜孜不倦的工作赢得了“计算机科学之父”、“人工智能之父”两项盛誉。如果没有图灵的贡献，计算机科学要达到当今的水平，也许要推迟很多年。

计算机科学之父

1945年，被誉为“电子计算机之父”的冯•诺依曼（John Von Neumann）和几位同事联名发布了具有里程碑意义的101页“EDVAC报告”，明确了电子计算机须以二进制替代十进制运算以及用二维矩阵代替一维磁带来储存资料与程序，并进一步将计算机的逻辑结构划分为运算、控制、存储、输入、输出五部分。电子计算机由此登上了历史舞台。

而冯•诺依曼却谦逊地将“计算机之父”这一桂冠戴在图灵头上，正如他本人所说：“如果不考虑巴贝奇、亚当和其他人早先提出的有关概念，计算机的基本概念属于图灵”。现代电子计算机就是在图灵机的基础上设计产生的。

   阿兰•图灵

图灵机的诞生

1936年，还在攻读博士学位的图灵，在哥德尔、艾尔布朗、克林和丘奇等前辈对可计算性已形成了一系列理论的基础上，发表了重要论文《论可计算数及其在判定问题中的应用》（On Computable Numbers, with an Application to the Entscheidungsproblem）在该论文中，图灵重新形式化表述了哥德尔1931年关于证明和计算的限制问题的结论，并从一个全新的角度定义了可计算函数。从“用机器来模拟人们用纸笔进行数学运算的过程”这一思想出发，图灵通过对人的计算过程的分析和概括，将计算的行为规约为最简单最基本的确定性的计算指令原语，并用该指令集合来表述一类直观上具有机械性的计算程序，从而使任何机械可执行的程序都被规约为这些指令构成的序列。这样的方法被描述成一个抽象的计算模型，该模型就是著名的图灵机（Turing Machine）模型。

此时的图灵年仅24岁，还是一个尚未拿到博士学位的年轻人。看到他如此惊人的学术成就不禁让人感慨：有了敢于挑战和质疑的勇气、踏实研究的态度，阅历尚浅和经验不足就不能阻碍年轻学者在学术探索道路上勇攀高峰。

图灵机的艺术表示

图灵描绘出的“通用图灵机”（Universal Turing Machine）成为后世超级计算机和个人计算机、复杂设备和通用设备所共同依循的设计雏形，甚至于新一代量子计算机也仍是以图灵机为原型。这个简单有效、趋近完美的模型规范了机器演算时所需的主要组件，包括运算、存储、程序、呈现。

相比以前的计算设备（如算盘或其他机械式运算设备），图灵机除了能执行所有的计算任务，它还将储存的程序内化为计算设备自身的一部分，不再让“程序”只储存在演算者的大脑里。

此后，图灵又拓广了“丘奇论点”（The Church Thesis），形成“丘奇—图灵论点”（The Church-Turing Thesis），其要旨是所有的计算和算法都可以用图灵机来完成，此论题虽无法证明但也从未被推翻。此外，图灵还提出了一个著名的判定问题：图灵停机问题(halting problem)—— 判断任意一个程序是否会在有限的时间之内结束运行的问题，并证明其不可能性。

人工智能之父

早在1947年，图灵就提出过自动程序设计的思想。1950年10月，在曼彻斯特大学任教的图灵发表了一篇名为《计算机与智能》（Computing Machinery and Intelligence）的论文，首次提出“机器思维”这一概念。此文中所表现出来的深刻思想和创新思维远超越了那个时代的想象力，以致难以被完全理解和引起足够重视。如今，这篇文章的重要性已经得到了充分的肯定。它开启了计算机科学人工智能领域研究的新篇章，而且至然今仍受到人工智能研究领域的重视。

图灵测试(Turing Testing)

在《计算机与智慧》一文中，图灵提出一种判定机器是否具有智能的试验方法，即图灵测验。测试主持者通过电传打字机（避免外形和声音的差异）使用测试对象皆理解的语言去询问两个他不能看见的对象（计算机和人）任意一串问题。双方分别做答，并要充分表现出“人类思维”。如果测试主持者不能判别与之对话的是人还是机器，那么可以认为此计算机具有了智能，通过试验。

图灵曾预言说，至20世纪末，一定会涌现出可通过图灵测试的计算机。20世界90年代美国科学家兼慈善家休•勒布还专门设立了人工智能年度比赛,希望把图灵测试付诸实践。但目前尚且没有完整意义上的人工智能计算机通过测试，图灵测试仍然是人工智能的挑战，同时也指引着人工智能进步的方向。

图灵测试         

图灵奖                                                    

计算机科学发展到20世纪60年代，已经成为一个独立的有影响力的学科，由此衍生出的信息产业及相关的计算机软硬件技术亦逐步形成。为促进此学科的进一步发展，美国计算机协会（Association for Computing Machinery，ACM）于1966年设立一个专门奖项，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。为纪念计算这位计算科学的奠基人，此奖项被命名为“图灵奖”（“Turing Award”）。
 

图灵奖奖杯

图灵奖是计算机界最负盛名的奖项，有“计算机界诺贝尔奖”之称。因此图灵奖不论是对提名者的要求还是评审的程序都十分严格。一般来讲，每年仅有一位计算机科学家能获此殊荣，只有极少数年度会有两位以上在同一方向上做出贡献的科学家同时获奖。人们把这个全球计算机学界最具代表性与影响力的奖项被命名为“图灵奖”这无疑展现出整个领域对于图灵这位杰出前辈的崇敬与追慕。

（本文图片均来自网络）

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