艾倫·馬西森·圖靈（Alan Mathison Turing，23年1912月7日－1954年XNUMX月XNUMX日）是一位英國數學家、計算機科學家和密碼學家。他被認為是計算機科學的創始人。通過他開發的圖靈測試，他提出了機器和計算機是否能夠具有思考能力的標準。

二. 他被認為是戰爭英雄，因為他在第二次世界大戰期間破解德國密碼方面發揮了至關重要的作用。此外，在曼徹斯特大學期間，他通過定義一種稱為圖靈機的算法奠定了現代計算機的概念基礎。

他的名字也因丘奇-圖靈假說而載入數學史冊，他與他在普林斯頓大學共事的論文老師阿隆佐·丘奇提出了丘奇-圖靈假說。本文指出，所有可以用算法描述的計算都由可以用投影、鉸接和掃描四種操作描述的計算組成。它是關於數學哲學的未經證實的假設，而不是數學定理。

1952年，圖靈向警方投訴稱自己受到敲詐並宣稱自己是同性戀，結果以同性戀罪名受審，被判處注射雌激素槍殺，並作為化學閹割手段1年。 1954年，他因氰化鉀中毒去世。警方調查確定，圖靈是因與吃的蘋果一起服下氰化物毒藥而自殺身亡。然而，有人認為圖靈的中毒並非由於他本人自殺，而是其他人參與了這起可疑的死亡。

他憑藉圖靈獎而躋身學術信息學界，該獎以他的名字命名，被認為是計算機科學界的諾貝爾獎。

反應擴散模型是發育生物學中最重要的數學模型之一，也是由圖靈提出的。

童年和青年時期

他的母親薩拉在印度奧里薩邦的恰特拉普爾鎮懷孕了。他的父親朱利葉斯·馬西森·圖靈是英屬印度殖民政府的一名印度公務員。朱利葉斯和他的母親薩拉希望出生在英國，因此他們來到倫敦，並在梅德谷（現為柱廊酒店）的一所房子裡定居下來，艾倫·圖靈於 23 年 1912 月 XNUMX 日出生於此。他有一個哥哥，名叫約翰。他的父親從事印度公務員行業，在圖靈的童年時期，全家往返於英國吉爾福德和印度之間，留下兩個兒子與英國黑斯廷斯的朋友住在一起。圖靈早年就表現出了天才的跡象，並且始終如一地展現出來。

當他 6 歲時，他的父母將他送入聖邁克爾斯走讀學校。他的其他導師，以及後來的學校校長，很快就認識到了他的聰明才智。 1926年，14歲的他進入了多塞特郡一所著名的非常昂貴的私立學校舍伯恩學校。開學第一天恰逢英國大罷工。然而，圖靈對他的學校非常熱情，以至於在全國沒有火車的那天，他獨自從南安普頓騎自行車60多英里去學校，中途在一家旅館過夜。

圖靈對數學和科學的天生傾向並沒有為他贏得老師的尊重，老師們對舍伯恩教育的定義更多地集中在古典古希臘語和拉丁語上。該校校長寫信給家人：“希望他不要對兩所學校一無所知。如果他/她要留在私立學校，他/她必須接受私立學校的特殊教育；如果他只是想成為一名忠誠的科學家，那麼他在這所私立學校就是浪費時間。”

儘管如此，圖靈仍然在他熱愛的研究中展示了他的傑出才能，甚至在他在課堂上學習導數和積分主題之前就解決了高等數學中的問題。 1928年，16歲的他接觸到了阿爾伯特·愛因斯坦的著作；不僅掌握了它；他通過研究愛因斯坦對牛頓運動主張的批評發現了這一點（沒有使用沒有解釋它們的教科書文本）。

圖靈與克里斯托弗·莫科姆（Christopher Morcom）建立了親密的友誼和戀情，克里斯托弗·莫科姆是一名年齡稍大的學生。莫科姆在舍伯恩的最後一個學期結束幾週後就因肺結核去世，他小時候因飲用結核牛奶而感染了肺結核。圖靈的宗教信仰被摧毀，他成為無神論者。他相信所有世界現象，包括人腦的運作，都是唯物主義的。

大學和他在可計算性方面的工作

圖靈不願意學習古典古希臘語和拉丁語，而且他一直更喜歡數學和科學，這使他無法獲得劍橋三一學院的獎學金。他去了劍橋國王學院，這是他的第二選擇。 1931 年至 1934 年，他是該學院的學生，以優異的榮譽獲得了文憑，並於 1935 年因一篇關於中心極限定理的論文而被選為國王學院的學術成員。

在他於 28 年 1936 月 1931 日發表的一篇非常重要的文章《可計算數：決策問題的應用》中，他重新闡述了計算極限證明的結果以及庫爾特·哥德爾在 XNUMX 年用他的基於通用算術的形式語言準備的證明，並引入了基於更簡單和形式化方法的證明，我們現在將其稱為圖靈機。他證明了任何可以想像到的數學問題都可以用這樣的機器來解決，只要它可以用算法來表示。

圖靈機是當今計算理論的主要研究元素。他繼續證明圖靈機的終止問題是不可判定的，並且它不是決策問題的結果：一般來說，即使算法呈現的圖靈機總是終止，也不可能判定。儘管他的證明發表晚於 Alonzo Church 基於 lambda 計算理論對圖靈結果的等效證明，但圖靈的工作更容易被接受和直觀。他的理論的一個新方面是“通用（圖靈）機器”的概念，即一台可以完成任何其他機器任務的機器的想法。文章還介紹了可識別數字的概念。

從 1936 年 1938 月到 1938 年 XNUMX 月，他幾乎一直在普林斯頓大學高級研究所與阿隆佐·丘奇一起工作。除了抽像數學之外，他還研究密碼學，並完成了四級機電二進制乘法機的三個階段。 XNUMX 年 XNUMX 月，他提交了論文，並獲得了普林斯頓大學哲學博士學位。在他的科學論文中，他研究了與占卜機相關的圖靈機的計算概念，使他能夠研究圖靈機無法解決的問題。

回到英國劍橋後，他參加了路德維希·維特根斯坦關於數學基礎的講座。兩人發生爭吵，合不來。圖靈提倡形式主義，維特根斯坦聲稱數學發明新事實而不是重新發現它們。他還在政府代碼和密碼學校 (GCCS) 兼職。

圖靈-韋爾奇曼“炸彈”機

加入布萊切利公園幾週後，圖靈設計了一台機電機器來幫助快速破解恩尼格瑪密碼機；這台機器被命名為 Bombe，參考了 1932 年從波蘭設計的機器開發而來的設備的 Bombe 名稱。根據數學家 Gordon Welchman 的建議，Bombe Enigma 被用作攻擊受保護消息流量的最重要且唯一的全自動代碼破解機器。

與圖靈同時在布萊奇利公園從事密碼分析工作的傑克·古德教授後來這樣評價圖靈：“在我看來，圖靈最重要的貢獻是密碼分析機Bombe的設計。它基於一個邏輯定理，對於未經訓練的人來說似乎很荒謬，甚至是我們很可能能夠理解一切的矛盾想法。”

Bombe 探索了在恩尼格瑪機消息中使用的可能正確設置（例如 cog 命令、cog 設置等），並將其用於測試以找到合適且合理的明文片段。對於輪子來說，一般三輪恩尼格瑪機有 1019 種可能的狀態，四輪潛艇恩尼格瑪機有 4 種可能的狀態。 Bombe展示了一系列基於嬰兒床的邏輯結論，這些結論是通過電力完成的。 Bombe 檢測到何時出現衝突，並通過將其移至下一個來消除編輯。許多可能的安排不一致，其餘的被丟棄，留下一些細節有待探索。圖靈的 Bombe 於 1022 年 18 月 1940 日首次安裝。到戰爭結束時，已有兩百多枚炸彈投入使用。

第一台計算機和圖靈測試

1945 年至 1947 年，他在國家物理實驗室從事 ACE（自動計算機引擎）設計工作。 19年1946月1947日，他發表了關於第一台程序存儲器計算機的詳細設計的文章。儘管 ACE 是一個可行的設計，但布萊奇利公園戰時工作的保密性導致了項目啟動的延遲，並使其難以想像。 10年底，經過六年的持續學習，他回到劍橋，在自己選擇的領域從事自己喜歡的工作。當他在劍橋時，飛行員 ACE 就在他缺席期間完成了。它的第一個節目於 1950 年 XNUMX 月 XNUMX 日舉行。

1948年，他被任命為曼徹斯特數學系講師。 1949 年，他成為曼徹斯特大學計算機實驗室的副主任，並為第一批真正的計算機之一開發了曼徹斯特 Mark 1 軟件。在此期間，他繼續做更多的抽象工作，在《計算機機制與智能》（Mind，1950年XNUMX月）中，圖靈指出了人工智能，並提出了一個現在被稱為圖靈測試的實驗，試圖建立機器被稱為“智能”的標準。他聲稱，如果計算機能夠在對話中欺騙提問者，讓他或她相信自己是一個人，那麼計算機思考就是可能的。

1948 年，圖靈在與研究生同事 DG Champernowne 合作時開始為當時還不存在的計算機編寫國際象棋程序。 1952 年，他給計算機加電以執行該程序，並玩了一個模擬圖靈計算機的遊戲，每一步大約需要半個小時。比賽被記錄了下來，儘管據說查珀諾恩戰勝了他的妻子，但程序還是輸給了圖靈的同事阿利克·格倫尼。

樣本格式和數學生物學

從 1952 年到 1954 年去世，圖靈一直致力於數學生物學，特別是形態發生。 1952年，他寫了一篇名為“形態發生的化學基礎”的論文，提出了圖靈樣本成形假說。該領域關注的焦點是了解生物結構中斐波那契數的存在，即斐波那契葉序。該示例使用了反應擴散方程，該方程現在是整形領域的核心。直到 1992 年《AM 圖靈編譯研究》出版後，他的最後幾篇文章才發表。

猥褻猥褻罪的定罪

同性戀在英國是非法的，儘管被認為是一種精神疾病，但也被視為刑事犯罪。 1952年19月，圖靈在電影院結識了1885歲的艾倫·默里，艾倫·默里多次去圖靈家過夜。幾週後，艾倫·默里和一個熟人一起去搶劫圖靈的房子。圖靈向警方報告了這起盜竊事件。警方抓獲了小偷，在調查過程中，艾倫·默里與圖靈有同性戀關係的事實曝光。圖靈也承認這是真的。圖靈和穆雷被指控犯有猥褻罪，並根據 11 年《刑法補充》第 50 條被送上法庭。圖靈不思悔改，被判犯有與XNUMX年前奧斯卡·王爾德同樣的罪行。

圖靈面臨著一個選擇，要么被定罪，要么根據他的病情，緩刑他正在進行的激素治療以降低性慾。為了越獄，他接受了雌激素注射，這將在一年內閹割他。由於他被判有罪，他的政府機密事務可信度被撤銷，他在當時絕密的政府通信總部正在進行的密碼問題諮詢也被終止。當時，英國政府正在處理“劍橋五人組”的問題，這是一群特工（蓋伊·伯吉斯和唐納德·麥克林），他們中的大多數人在牛津劍橋大學學習期間同意為蘇聯從事間諜活動，隨後在英國知識界擔任最高職務。有人擔心間諜和蘇聯特工可能會誘騙同性戀者擔任高位。即使這麼多年過去了，圖靈仍然在絕密的布萊切利公園擔任要職，並被判同性戀罪。

8 年 1954 月 XNUMX 日，他的管家發現他死在曼徹斯特的家中。據報導，他前一天因吃了留在床邊的吃了一半的氰化物中毒蘋果而死於氰化物中毒。由於某種原因，蘋果本身從未經過氰化物毒物測試。儘管聲稱死因是氰化物中毒，但沒有對他的屍體進行屍檢。

這導致人們認為圖靈這個對國家絕密事務擔任非常重要職位且死因可疑的人的死是故意的，甚至是英國軍情五處（秘密情報）部門的暗殺，並被賦予了自殺的外貌。另一方面，他的母親一再聲稱，由於兒子不小心儲存和使用實驗室藥品，毒物被意外傳染到了她吃的蘋果上。有人認為圖靈是假裝白雪公主自殺的。還有人指出，雖然圖靈失去了官方信譽，但他的護照沒有被拿走，而且在這項規定之後（儘管沒有被美國接受），他因學術原因被允許多次前往歐洲。眾所周知，圖靈在這些訪問期間遭到暗殺的概率非常高。儘管如此，英國當局發現他們故意對這些訪問和暗殺的高概率視而不見。圖靈的傳記作者安德魯·霍奇斯認為，圖靈以這種方式自殺是為了給他的母親一些合理的否認。

死後紀念

自 1966 年以來，圖靈獎每年由計算機機制協會頒發給為計算機社區撰寫技術文章的人。該獎項如今被公認為計算機界的諾貝爾獎。

圖靈在倫敦的出生地（現為柱廊酒店）前和他在曼徹斯特居住和去世的房子前的每棟建築上都放置了一塊藍色牌匾，以表明英國重要的歷史人物曾居住在那裡。

23年2001月28日，圖靈銅像落成儀式在位於曼徹斯特惠特沃斯街大學建築之間的薩克維爾公園舉行。 2004年1,5月19日，由雕塑家“John W. Mills”創作的青銅雕塑在英格蘭南部吉爾福德的“薩里大學”校園落成。在圖靈工作的貝爾奇利公園，另一座重達 2007 噸的圖靈雕像於 XNUMX 年 XNUMX 月 XNUMX 日舉行揭幕儀式，該雕像由雕塑家史蒂芬·凱特爾 (Stephen Kettle) 用來自威爾士的薄板岩製成。

英國和世界各地，特別是大學裡，都會舉辦各種活動，目的是為了永存圖靈的記憶，院系和校園裡的特殊大廳、建築和廣場都被稱為圖靈。例如，伊斯坦布爾比爾吉大學每年都會舉辦一次名為“圖靈日”的國際科學研討會。會議的目的是創建一個平台，在國際界討論和介紹“計算理論和計算機科學”的新趨勢和發展。

10 年 2009 月 50 日，艾倫·圖靈去世 2013 年後，英國首相戈登·布朗承認這位著名數學家所遭受的一切令人震驚。2 年，英國女王伊麗莎白二世在圖靈去世後給予了皇家赦免，以表彰他無與倫比的成就。

艾倫·圖靈是誰？