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圖靈 VS 馮諾依曼,誰更配得上計算機之父?

2021-06-15 10:17
一口Linux
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一、前言

圖靈和馮諾依曼都對計算機的發(fā)展做出了杰出的貢獻,那么這兩位大神級的人物,誰更配得上計算機之父呢?

從一口君心理來講,其實“計算機之父”這種籠統(tǒng)的稱謂沒有明確的結果,非要叫的話,在一口君心里幾位大神地位如下:

巴貝奇Charles Babbage——通用計算機之父圖靈Alan Turing——計算機科學之父約翰·阿坦那索夫John Vincent Atanasoff——電子計算機之父馮·諾依曼John von Neumann——現(xiàn)代計算機之父

其中巴貝奇是機械計算機的巔峰人物,而且創(chuàng)造性地提出了很多關于計算機的基礎思想,本文僅討論現(xiàn)代計算機。

二、生平簡介

首先還是讓我們來看下兩位大神的生平吧!

1. 圖靈

艾倫·麥席森·圖靈(英語:Alan Mathison Turing,1912年6月23日—1954年6月7日),英國數(shù)學家、邏輯學家,被稱為計算機科學之父、人工智能之父。

1.1 時間線

1.2 生平

1912年6月23日,艾倫·麥席森·圖靈生于英國帕丁頓。家族成員里有三位當選過英國皇家學會會員,祖父曾獲得劍橋大學數(shù)學榮譽學位。父親早年就讀于牛津大學歷史系,后來在印度公務署為英帝國效力。母親曾就讀于巴黎大學文理學院。

圖靈天資聰穎,3歲時,圖靈就進行了他的首次實驗,把一個玩具木頭人的小胳膊、小腿掰下來栽到花園里,等待長出更多的木頭人。

到了8歲,他寫了一部科學著作,題目為《關于一種顯微鏡》。圖靈曾說:“我似乎總想從最普通的東西中弄出些名堂!彼睦蠋熣J為:“圖靈的頭腦思維可以像袋鼠一樣進行跳躍!

圖靈在中學時發(fā)現(xiàn)了他的同性戀傾向,克里斯托弗是他的初戀,他們一起做化學實驗,學習數(shù)學公式。

1931年,圖靈考入劍橋大學國王學院,由于成績優(yōu)異而獲得數(shù)學獎學金,他的數(shù)學能力得到充分的發(fā)展。

1935年,他的第一篇數(shù)學論文“左右殆周期性的等價”發(fā)表于《倫敦數(shù)學會雜志》上。同一年,他還寫出“論高斯誤差函數(shù)”一文。這一論文使他由一名大學生直接當選為國王學院的研究員,并于次年榮獲英國著名的史密斯數(shù)學獎,成為國王學院聲名顯赫的畢業(yè)生之一。

1936年5月,圖靈寫出了表述他的最重要的數(shù)學成果的論文“論可計算數(shù)及其在判定問題中的應用”,該文于1937年在《倫敦數(shù)學會文集》第42期上發(fā)表后,立即引起廣泛的注意。

文中,他分析了計算的過程,給出了理論上可計算任何“可計算序列”——某種0和1的序列——的“通用”計算機概念,并利用這一概念解決了D.希爾伯特提出的一個著名的判定問題。

24歲時提出了一種抽象的計算模型——圖靈機(TuringMachine),用紙帶式機器來模擬人們進行數(shù)學運算的過程。

1937年,圖靈發(fā)表的另一篇文章“可計算性與λ可定義性”則拓廣了丘奇提出的“丘奇論點”,形成“丘奇-圖靈論點”,對計算理論的嚴格化,對計算機科學的形成和發(fā)展都具有奠基性的意義。

1936年9月,圖靈應邀到美國普林斯頓高級研究院學習,并與丘奇一同工作,在美國期間,他對群論作了一些研究,并撰寫了博士論文,1938年在普林斯頓獲博士學位,其論文題目為“以序數(shù)為基礎的邏輯系統(tǒng)”, 1939年正式發(fā)表,在數(shù)理邏輯研究領域中產(chǎn)生了深遠的影響。

1938年夏,圖靈回到英國,仍在劍橋大學國王學院任研究員,繼續(xù)研究數(shù)理邏輯和計算理論,同時開始了計算機的研制工作,第二次世界大戰(zhàn)打斷了他的正常研究工作。

1939年秋,他應召到英國外交部通信處從事軍事工作,主要是破譯敵方密碼的工作。由于破譯工作的需要,他參與了世界上最早的電子計算機的研制工作,他的工作取得了極好的成就,協(xié)助軍方破解德國的著名密碼系統(tǒng)Enigma,幫助盟軍取得了二戰(zhàn)的勝利。

二戰(zhàn)最偉大的英雄

“擊退”德國潛艇的武器

二戰(zhàn)期間,作為當時頂尖的數(shù)學家、邏輯學家,艾倫·圖靈被英國軍方秘密地派遣到歷史悠久的布萊切利園,一座位于英格蘭米爾頓凱恩斯(Milton Keynes)布萊切利鎮(zhèn)內的宅第,同時也是二戰(zhàn)期間英國政府進行密碼解讀的大本營。

圖靈當時最重要的工作,就是幫助盟軍破解納粹軍方復雜而精密的通訊安全系統(tǒng)——Enigma密碼機。

這種當時先進的密碼機由一系列不斷隨機變化的轉子組成,其結果擁有多達百萬的三次方種不同可能性!這夸張的數(shù)字一時間讓盟軍無計可施。而德國軍方也因此自信地以為盟軍無法在有限的時間內破譯他們的通訊系統(tǒng),這為他們之后的挫敗埋下了伏筆。

在戰(zhàn)爭期間的某日清晨,盟軍從一艘德軍潛艇處截獲了一段通訊信息,后來表明這只是敵方內部交換的一份天氣預報而已,但圖靈卻抓住了這次機會,把它變成了意想不到的突破。

圖靈在這份加密了的文檔中窺探到了常人難以察覺的蛛絲馬跡——一種可以被利用的加密模式,并依此不顧反對地堅持建造起一部絕無僅有的巨型機器,聲稱其可以快速地區(qū)分擁有百萬種可能性的代碼。

事實上,當時完成的第一臺解碼機通過極其復雜、龐大的計算操作成功地在一分鐘內破解了兩條訊息。

直擊納粹元首

圖靈成功地破解了Enigma密碼從而為盟軍帶來了巨大的收獲——讓英國艦隊能夠在大西洋上安全地航行。要知道當時幾乎所有人,包括丘吉爾,都堅信大西洋上的德國潛艇是盟軍最大的威脅。

之后,圖靈在戰(zhàn)爭期間做出的第二個巨大貢獻便是破解了Tunny密碼——一種高度加密的代碼,被用來讓納粹元首希特勒和戰(zhàn)場上的軍官作直接交流!然而即便如此,依舊在不久之后便被圖靈的解碼機所破解。甚至據(jù)傳言,盟軍曾通過破譯系統(tǒng)獲取到了希特勒和他的將軍在早餐時間的對話內容……

最終,憑借著強大的破譯機器,德國軍方在二戰(zhàn)期間幾乎所有等級的通信加密系統(tǒng)均被一一破解。這不僅讓盟軍能夠牢牢鎖定敵方的每一絲動向,更允許己方對電報進行篡改、偽造,從而扮演起一個難以識破的“雙重間諜”角色,有力地破壞了納粹的戰(zhàn)爭攻勢。

據(jù)保守估計,由于圖靈的貢獻,二戰(zhàn)歐洲戰(zhàn)場的戰(zhàn)事至少被縮短了2年,拯救了一千四百萬的生命。

于1945年獲政府的最高獎——大英帝國榮譽勛章(O.B.E.勛章)。

1945年,圖靈結束了在外交部的工作,他試圖恢復戰(zhàn)前在理論計算機科學方面的研究,并結合戰(zhàn)時的工作,具體研制出新的計算機來,這一想法得到當局的支持。同年,圖靈被錄用為泰丁頓國家物理研究所的研究人員,開始從事“自動計算機”的邏輯設計和具體研制工作。這一年,圖靈寫出一份長達50頁的關于ACE的設計說明書。

這一說明書在保密了27年之后,于1972年正式發(fā)表。在圖靈的設計思想指導下,1950年制出了ACE樣機,1958年制成大型ACE機。

圖靈思想活躍,但性格較內向,他愛好體育,在劍橋上學時就當過賽艇劃手,40年代以后更把長跑當作主要的鍛煉和休息形式。他在國家物理學研究所的運動會上得過1英里跑和3英里跑的冠軍;還得過3英里跑的俱樂部冠軍;1947年,他參加了英國業(yè)余體聯(lián)舉辦的馬拉松冠軍賽并進入了前15名,此時他已名揚四海,報紙上稱他為“電子運動員”。

1948年,圖靈接受了曼徹斯特大學的高級講師職務,并被指定為曼徹斯特自動數(shù)字計算機項目的負責人助理,具體領導該項目數(shù)學方面的工作。作為這一工作的總結,1950年圖靈編寫并出版了《曼徹斯特電子計算機程序員手冊》這期間,他繼續(xù)進行數(shù)理邏輯方面的理論研究。

早在1947年,圖靈就提出過自動程序設計的思想,1950年,他提出關于機器思維的問題,他的論文“計算機和智能,引起了廣泛的注意和深遠的影響。1956年,在收入一部文集時此文改名為“機器能夠思維嗎?”,至今仍是研究人工智能的首選讀物之一。

1951年,圖靈當選為英國皇家學會會員。1952年,他辭去劍橋大學國王學院研究員的職務,專心在曼徹斯特大學工作。除了日常工作和研究工作之外,他還指導一些博士研究生,還擔任了制造曼徹斯特自動數(shù)字計算機的一家公司——弗蘭蒂公司—的顧問。

1952年,圖靈被判犯有“嚴重猥褻罪”,隨后被迫接受了化學閹割。他因與一名19歲的男子交往而被捕。

根據(jù)當時維多利亞時代的刑法修正案,艾倫·圖靈步了偉大的作家與藝術家奧斯卡·王爾德的后塵,以“惡劣猥褻罪”被逮捕并起訴。在當時強烈的反同性戀呼聲中,圖靈不得不接受來自“正義”的懲罰——由內政大臣發(fā)起的號稱能幫助英格蘭驅逐“瘟疫”的“陋習驅逐計劃”。

在判決的當天,法官給了圖靈兩個選擇:或是坐牢,或是進行“器官治療”,實際上,所謂的“器官治療”就是我們所常說的化學閹割,通過注射大量雌性荷爾蒙來徹底剝奪一個男人的性能力……

圖靈是一個偉大的科學家,相對于身體上的殘缺,時間和自由反而對他來說是最寶貴的財富,所以最終他還是選擇了荷爾蒙療法。

然而,使圖靈自己也沒想到的是,漸漸隆起的乳房、完全變樣的聲線……在之后的歲月里無不給他的自尊心帶來了極大的折磨,而痛苦隨著時間只有與日俱增。

1954年6月7日,圖靈被發(fā)現(xiàn)死于家中的床上,床頭還放著一個咬了一口的蘋果。警方調查后認為氰化物中毒,調查結論為自殺,年僅42歲。

在他的房間,發(fā)現(xiàn)了那個咬了一口的蘋果。

為紀念他在計算機領域的卓越貢獻,美國計算機協(xié)會于1966年設立圖靈獎,此獎項被譽為計算機科學界的諾貝爾獎。

2009 年,時任首相戈登·布朗代表英國政府就 “他(圖靈)所受的駭人聽聞的對待方式” 作出正式道歉。

2013年12月24日,在英國司法大臣克里斯·格雷靈的要求下,英國女王伊麗莎白二世向圖靈頒發(fā)了皇家赦免。

2014年,是由莫騰·泰杜姆執(zhí)導《模仿游戲》,講述了“計算機科學之父”艾倫·圖靈的傳奇人生,故事主要聚焦于圖靈協(xié)助盟軍破譯德國密碼系統(tǒng)“英格瑪”,從而扭轉二戰(zhàn)戰(zhàn)局的經(jīng)歷。

該片獲得第87屆奧斯卡金像獎最佳改編劇本獎,以及包括最佳影片、最佳導演、最佳男主角、最佳女配角在內的7項提名。

而這部電影正是根據(jù)英國作家安德魯·霍奇斯的《艾倫·圖靈傳》改編。

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