信息技术与计算科学（三）阿兰.图灵

信息技术革命历经四个阶段，数千年时间最终来到了计算机的时代。也是我们如今所处的时代，了解这个时代就必须了解一位伟大的人物。

一、阿兰·麦席森·图灵

艾伦·麦席森·图灵（英语：Alan Mathison Turing，1912年6月23日—1954年6月7日），英国数学家、逻辑学家，被称为计算机科学之父，人工智能之父。1931年图灵进入剑桥大学国王学院，毕业后到美国普林斯顿大学攻读博士学位，第二次世界大战爆发后回到剑桥，后曾协助军方破解德国的著名密码系统Enigma，帮助盟军取得了二战的胜利。

短短的几行介绍离我们了解这位计算机科学的先驱还很远。但别着急，接着往下看

图灵早年间发表的两篇文章对我们现在的社会产生了重大的影响

1. 《论数字计算在决断难题中的应用》
2. 《机器能思考吗》

1936年5月，图灵向伦敦权威的数学杂志投了一篇论文，题为《论数字计算在决断难题中的应用》。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。在论文的附录里他描述了一种可以辅助数学研究的机器，后来被人称为“图灵机”，这个设想最有变革意义的地方在于，它第一次在纯数学的符号逻辑，和实体世界之间建立了联系，后来我们所熟知的电脑，以及还没有实现的“人工智能”，都基于这个设想。这是他人生第一篇重要论文，也是他的成名之作。

1950年，图灵编写并出版了《曼彻斯特电子计算机程序员手册》（The programmers’handbook for the Manchester electronic computer）。这期间，他继续进行数理逻辑方面的理论研究。并提出了著名的“图灵测试”。同年，他提出关于机器思维的问题，他的论文“计算机和智能*（Computingmachiery and intelligence）*，引起了广泛的注意和深远的影响。1950年10月，图灵发表论文《机器能思考吗》。这一划时代的作品，使图灵赢得了“人工智能之父”的桂冠。

其中第二篇文章的第一节"imitation game"模仿游戏就与当前火热的人工智能有关。

二、图灵机

图灵机由三部分构成

1. 读写头
2. 无限长的带子（存储器）
3. 控制器（计算程序）

图灵机是现代计算机的通用理论模型，它理论上可以计算任何可以计算的函数，因为它的带子，也就是存储器无限大，可以存储连续的对象。而实际的计算机没有无限空间，因此对象往往要离散化后才能计算。

控制规则：1. 读操作，当读入0-9时，读写头右移一位；然后重复操作

2.当读到空格，在当前位置写入0，停机

实际就是一个“x10”的算法。

三、图灵测试

指测试者与被测试者（一个人和一台机器）隔开的情况下，通过一些装置（如键盘）向被测试者随意提问。

进行多次测试后，如果机器让平均每个参与者做出超过30%的误判，那么这台机器就通过了测试，并被认为具有人类智能。图灵测试一词来源于计算机科学和密码学的先驱艾伦·麦席森·图灵写于1950年的一篇论文《计算机器与智能》，其中30%是图灵对2000年时的机器思考能力的一个预测，目前我们已远远落后于这个预测。

四、默默无闻的英雄

破解德军Enigma密码：为二战立下汗马功劳

在二战期间，图灵曾协助英国军方破译德国著名的密码系统Enigma，为扭转二战盟军的大西洋战场战局立下汗马功劳。

图灵在分析了大量的德国电文后，发现许多电报有相当固定的格式。以此为突破点，想到了用“候选单词”这一方法来破译Enigma电文，并提出了唯有机器才能击败机器的理论。

但是他的这一观点，起初并不被同事上司所看好，并因此受到孤立。忍受了两年被人鄙夷的白眼，图灵终于用候选单词、字母循环圈和线路连接起来的多台Enigma机构成了密码分析的强大武器，使得机器的搜索设置得到了具体的目标，只需几分钟便能破译德军的Enigma系统，将英国战时情报中心每月破译的情报数量从39000条提升到84000条，让二战至少提前结束了几年。

1941 年5 月21 日，破译小组第一次立了大功，因为截获了希特勒给海军上将雷德尔的一封密电，将当时号称世界上最厉害的一艘德国战列舰“俾斯麦”号击沉。
1943 年4 月，日本联合舰队总司令长官山本五十六，在4 月18 日将飞抵卡西里湾，这份情报被破译小组破译，于是，这位战功卓著的日本司令的飞机，在距离卡西里只有几英里被拦截并击落。
图灵的许多思想和预见都在他死后不断得到验证，也始终引导、推动着计算机科学的发展。国际计算机协会于1966 年设立“图灵奖”，以专门奖励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。

大家可以观看《模仿游戏》，这部电影主要介绍了图灵在二战中破解德军密码机的经过。