图灵简述

图灵

在计算机的世界中，图灵声名赫赫，是大神级的存在。他被誉为计算机和人工智能之父，计算机界的最高奖“图灵奖”就是以他的名字命名，被称为计算机界的诺贝尔奖。1999年《时代》周刊将图灵评为“二十世纪最重要的一百人”之一。现在我们工作、生活的电脑，就是根据图灵提出的图灵机模型设计制造的。

经历

1912年6月23日，图灵出生于英国帕丁顿一个没落的贵族家庭，由于父母常年在印度工作，他和年长4岁的哥哥一起被寄养在一对军人夫妇的家中。图灵的童年十分平凡，和普通男孩一样，经历过调皮捣蛋和孤僻寡言的的阶段，他天性聪敏却有着严重偏科的倾向，许多教过他的老师对他的评价并不高。
10岁那年，图灵接触到一本改变了他一生的童书——《儿童必读的自然奇迹》，这本科普读物打开了一扇新世界的大门，图灵发现门的那边堆满了一种对他来说最有吸引力的知识——科学。他开始疯狂地寻找和自学有关科学的一切知识，并用日用品做一些简单的化学实验。他很快意识到手头的科普读物过于浅显，妨碍了他了解事物背后更深层的原理。他甚至写信给父母讨要真正的科学书籍，而不是儿童百科。他写到：“《儿童必读的自然奇迹》中说，二氧化碳在血液里变成苏打，又在肺里变回二氧化碳。如果可以，请把苏打的化学名称，最好是化学式寄给我，好让我看看这个过程到底是怎么进行的。”13岁时，他已经对酒精等有机物的分子式和结构式了如指掌。1926年，聪明好学而又对科学知识近乎偏执的图灵考入了舍尔伯尼中学。开学当天正赶上英国大罢工，公共交通瘫痪，图灵竟用两天时间靠自行车征服了到学校的60英里（近100公里）路程。这不是一次冲动之举，而是精心策划之下的行动，当地报纸还专门刊载了这一令人吃惊的事迹。
图灵很有才，也很有执行力，却在与人沟通上遇到了大麻烦。知子莫若母，图灵的母亲在为他寻找合适的中学时就一度担心他没法适应公学生活，成长为高智商、低情商的怪人。在讲究教条与制度而不重视理性和科学的舍尔伯尼，图灵显得格格不入，被多数同学孤立和欺负，连老师也经常拿他的小习惯开涮，这对一个心智尚未成熟的男孩来说非常可怕。他们的校长倒看得十分透彻，曾警告图灵的父母：“我希望他不要两头都落空。如果他要留在公学，就必须以好好接受我们的教育为目标；如果他只是想做科学家，那么呆在公学就是浪费时间。”
舍尔伯尼是当时英国社会的一个缩影，中学的经历也预示着图灵不被理解的一生。
1931～1934年，成年后的图灵在剑桥大学国王学院攻读数学专业。尽管这里的制度依旧古板，像个放大版的舍尔伯尼，图灵依旧孤僻，但接触到了世界顶级的数学家和一流的学术专著，他可以更专注于自己喜欢的领域，并包揽了许多数学方面的奖项。毕业后，图灵以优异的成绩成为国王学院研究员。他在希尔伯特的问题上花费了整整一年的时间，最终在1936年的《伦敦数学协会会刊》上发表了那篇改变世界的论文——《论可计算数及其在判定问题中的应用》，提出了使其成为“计算机科学之父”的图灵机。
图灵

图灵机

图灵机是图灵受打字机的启发而假想出来的一种抽象机器，其处理对象是一条无限长的一维纸带。纸带被划分为一个个大小相等的小方格，每个小方格可以存放一个符号（可以是数字、字母或其他符号）。有个贴近纸带的读写头，可以对单个小方格进行读取、擦除和打印操作。为了让读写头能访问到纸带上的所有小方格，可以固定纸带，让读写头沿着纸带左右移动，每次移动一格，或者固定读写头，让纸带左右移动——后一种方式类似当时穿孔带以及后来磁带和磁盘的做法。

对计算机的影响

如今的所有通用计算机都是图灵机的一种实现，两者的能力是等价的。当一个计算系统可以模拟任意图灵机（或者说通用图灵机）时，我们称其是图灵完备的（Turing complete）；当一个图灵完备的系统可以被图灵机模拟时，我们称其是图灵等效的（Turing equivalent）。图灵完备和图灵等效成为衡量计算机和编程语言能力的基础指标，如今几乎所有的编程语言也都是图灵完备的，这意味着它们可以相互取代，一款语言能写出的程序用另一款也照样可以实现。

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