图灵完备是什么

在火币大家说直播中，黄河和咕噜都曾提到以太坊是图灵完备的智能合约的架构的设计，让我想起之前曾经看过的一部电影《模仿游戏》，可以算作是图灵的传记电影，然后就对图灵完备产生了兴趣，这篇文章就是关于图灵完备的笔记。

    先看看图灵完备的定义：在可计算性理论里，如果一系列操作数据的规则（如指令集、编程语言、细胞自动机）可以用来模拟单带图灵机，那么它是图灵完备的。 这里面涉及陌生的概念，比如可计算理论，单带图灵机，分解开来看看他们都是什么意思。

可计算理论

    可计算理论（Computability theory）是计算理论的分支，研究在不同的计算模型下哪些算法问题能够被解决。其实我们可以“顾名思义”一下，可计算可以简单的理解为可以计算的，也就是问题是可以被解出来，而探究哪些问题能够被解决就是可计算理论了。这里，我们只是简单理解即可，真正深究起来，我这点斤两也说不明白。

图灵机

    图灵机，又称图灵计算、图灵计算机，是由数学家艾伦·麦席森·图灵（1912～1954）提出的一种抽象计算模型，即将人们使用纸笔进行数学运算的过程进行抽象，由一个虚拟的机器替代人们进行数学运算。

所谓的图灵机就是指一个抽象的机器，它有一条无限长的纸带，纸带分成了一个一个的小方格，每个方格有不同的颜色。有一个机器头在纸带上移来移去。机器头有一组内部状态，还有一些固定的程序。在每个时刻，机器头都要从当前纸带上读入一个方格信息，然后结合自己的内部状态查找程序表，根据程序输出信息到纸带方格上，并转换自己的内部状态，然后进行移动。

   

    上面引用的关于图灵机的描述，看起来还是有些复杂，既然它是将人们用纸笔进行数算的过程抽象出来的，不妨将它与纸笔运算相比较进行理解。简单理解，单向去看，就像我们做数学题，纸带就是演算纸，机器头就是你的眼睛，当你看到题目时，读取信息之后在演算纸上写出步骤，程序表就是脑海中的数学知识。解一道数学题，步骤一步步的写，写完这一步脑海中肯定是想着现在的这一步，继续按着这一步往下做，笔就移动到了下一行。同样，图灵机输出信息到纸带方格上后，转换自己内部状态后机器头进行移动。当你的演算纸有无线多的时候，如果你的知识充分，只要是能解的问题，花费一定的时间都可以解出来，除非此题无数学上的解。

图灵完备

    看完之前的两个陌生的概念，图灵完备就比较好理解了。咱们还是简单的理解，老师给你无数道题目（可解），而你每一道都能够在有限的时间计算出来，那你+演算纸就是图灵完备的了。不过，人是不可能做到图灵完备的，首先知识储存量可能不够，其次也没有无线长的演算纸，即便是算作有，可能还没算出来就GG了。但是人也可以这样抽象回去，不断的提高自己认知，自己的操作系统就会变得更加相对完备。 举个简单的例子，从1加到1亿求和，一个个加，一个个的算不知道要算到何年何月，而若是知道等差数列求和公式，那直接就出来了。不仅仅在数学上如此，生活投资其他事情也是一样。以太坊是图灵完备的，而比特币则是不完备的，比特币的脚本是没有条件分支、循环等控制命令的。以太坊图灵完备意味着可编程可用于编写Dapp运行，能否实现世界计算机的目标拭目以待吧。

图灵

    提到图灵机肯定要膜拜一下程序员的祖师爷图灵大神，不然当下也不可能用着电脑打字写文章了。

    艾伦·麦席森·图灵（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。电影《模仿游戏》讲的就是图灵协助军方破译Enigma的故事，Enigma密码系统具有1500亿种排列组合方式，手工计算花费可能要花上百年的时间，而图灵创造性的提出用机器打败机器。图灵与同事们破解出密码系统，同时利用统计学判定破译后的哪些信息可以用，哪些不可以用（都用的话，纳粹就会知道密码被破译了）提前至少2年结束二战，拯救了超过1400万人的性命。

    电影中还体现了图灵测试，警察提出问题，图灵回答，让他判断自己是机器还是人类。

图灵测试（The Turing test）由艾伦·麦席森·图灵发明，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，如果有超过30%的测试者不能确定出被测试者是人还是机器，那么这台机器就通过了测试，并被认为具有人类智能。

    在B站上有个关于电影《模仿游戏》的介绍，弹幕最后都是致敬祖师爷，看的我都激动的想学习编程当程序员了。

    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（非苹果图标的来源）。警方调查后认为是剧毒的氰化物中毒，调查结论为自杀。当时图灵41岁。缘由是图灵的同性伴侣与他人闯进图灵的房间盗窃，图灵报警，而警方的调查结果却是指控他“明显的猥亵和性颠倒行为”（同性恋），图灵没有申辩，选择了荷尔蒙疗法，并持续了一年后自杀。到2013年12月24日，英国女王向图灵颁发了皇家赦免，以此向其致敬。借句电影中的台词结个尾：

Sometimes it’s the very people who no one imagines anything of who do the things no one can imagine.

有时候，正是那些人们认为的无用之人成就了无人所成之事。

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发表时间：03-20 20:30

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CEO徐可

15分钟前