阿兰·图灵(Alan Mathison Turing,1912年6月23日-1954年6月7日)是一位杰出的英国数学家、逻辑学家、密码学家和计算机科学家,被誉为计算机科学之父和人工智能之父。
早年生活与教育背景
图灵出生于伦敦的一个富裕家庭,他的父母分别是数学家朱利叶斯·麦席森·图灵和埃塞尔·莎拉·斯托尼。尽管母亲希望他接受经典教育,但图灵自幼便对数学和科学情有独钟。他在三四岁时便自学阅读,对数字和智力游戏尤其着迷。中学时期,图灵在数学和逻辑推理方面展现出了卓越的天赋,他在8岁时写下了第一篇“科学”短文《说说显微镜》。
1931年,图灵进入剑桥大学国王学院学习数学,他的数学才能在这里得到了充分的展示和发展。1934年,他以优异成绩获得学士学位,并开始从事更深入的研究。1935年,他的第一篇数学论文“左右周期性的等价”发表于《伦敦数学会杂志》上,同年他还写出“论高斯误差函数”一文,这一论文使他由一名大学生直接当选为国王学院的研究员,并于次年荣获英国著名的史密斯(Smith)数学奖。
划时代的贡献
1936年,图灵发表了划时代的论文《论可计算数及其在判定问题中的应用》,在这篇论文中,他提出了图灵机的概念。图灵机是一种假想装置,由分成离散单元的无限磁带、可以读写符号的磁带头以及一组指示其操作的规则或指令组成。尽管图灵机很简单,但它能够模拟任何算法过程,使其成为一种通用的计算模型。这种通用性为我们现在所认识的“可计算性理论”奠定了基础,而可计算性理论是理论计算机科学的基石。
图灵机的提出不仅解决了戴维·希尔伯特的 Entscheidungs 问题(判定问题),还引入了计算的极限。他的见解对于理解机器能做什么和不能做什么的界限仍然至关重要。
二战时期的贡献
随着第二次世界大战的爆发,图灵的才华被及时地应用于军事领域。他受邀加入英国的密码破译工作,负责破解德军的恩尼格码机。他的研究成果显著提升了盟军的信息处理能力,在战争的多个关键时刻帮助最终取得胜利。图灵借助他对数学和逻辑的深入理解,设计了名为“机械人”的密码破译机器,这是现代计算机的一种雏形,帮助他团队高效破解了大量德军情报。
战后的研究与发展
在战后,图灵的研究从军事转向了更广泛的科学探讨。1945年,他应邀在英国国家物理实验室从事计算机理论研究工作。1946年,图灵在计算机和程序设计原始理论上的构思和成果,已经确定了他的理论开创者的地位。由于图灵的杰出贡献,年轻的他被英国皇室授予OBE爵士勋衔。
1947年-1948年,图灵主要从事计算机程序理论的研究,并同时在神经网络和人工智能领域做出开创性的理论研究。1948年,他应邀加入英国曼彻斯特大学从事研究工作,担任曼彻斯特大学计算实验室副主任。
个人生活与遗产
图灵的一生充满了辉煌与悲剧,他的性取向使他遭受了长期的不公和歧视。1954年6月7日,图灵因食用浸过氰化物溶液的苹果去世。尽管他的贡献在生前并未得到充分的认可,但他在计算机科学和人工智能领域的开创性工作为后世提供了丰厚的理论基础,使得他成为20世纪最具影响力的科学家之一。