信息技術與計算科學(三)阿蘭.圖靈


信息技術革命歷經四個階段,數千年時間最終來到了計算機的時代。也是我們如今所處的時代,瞭解這個時代就必須瞭解一位偉大的人物。

一、阿蘭·麥席森·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),英國數學家、邏輯學家,被稱爲計算機科學之父,人工智能之父。1931年圖靈進入劍橋大學國王學院,畢業後到美國普林斯頓大學攻讀博士學位,第二次世界大戰爆發後回到劍橋,後曾協助軍方破解德國的著名密碼系統Enigma,幫助盟軍取得了二戰的勝利。

短短的幾行介紹離我們瞭解這位計算機科學的先驅還很遠。但彆着急,接着往下看

圖靈早年間發表的兩篇文章對我們現在的社會產生了重大的影響

  1. 《論數字計算在決斷難題中的應用》
  2. 《機器能思考嗎》

1936年5月,圖靈向倫敦權威的數學雜誌投了一篇論文,題爲《論數字計算在決斷難題中的應用》。該文於1937年在《倫敦數學會文集》第42期上發表後,立即引起廣泛的注意。在論文的附錄裏他描述了一種可以輔助數學研究的機器,後來被人稱爲“圖靈機”,這個設想最有變革意義的地方在於,它第一次在純數學的符號邏輯,和實體世界之間建立了聯繫,後來我們所熟知的電腦,以及還沒有實現的“人工智能”,都基於這個設想。這是他人生第一篇重要論文,也是他的成名之作。

1950年,圖靈編寫並出版了《曼徹斯特電子計算機程序員手冊》(The programmers’handbook for the Manchester electronic computer)。這期間,他繼續進行數理邏輯方面的理論研究。並提出了著名的“圖靈測試”。同年,他提出關於機器思維的問題,他的論文“計算機和智能*(Computingmachiery and intelligence)*,引起了廣泛的注意和深遠的影響。1950年10月,圖靈發表論文《機器能思考嗎》。這一劃時代的作品,使圖靈贏得了“人工智能之父”的桂冠。

其中第二篇文章的第一節"imitation game"模仿遊戲就與當前火熱的人工智能有關。

二、圖靈機

img

圖靈機由三部分構成

  1. 讀寫頭
  2. 無限長的帶子(存儲器)
  3. 控制器(計算程序)

圖靈機是現代計算機的通用理論模型,它理論上可以計算任何可以計算的函數,因爲它的帶子,也就是存儲器無限大,可以存儲連續的對象。而實際的計算機沒有無限空間,因此對象往往要離散化後才能計算。

控制規則:1. 讀操作,當讀入0-9時,讀寫頭右移一位;然後重複操作

2.當讀到空格,在當前位置寫入0,停機

實際就是一個“x10”的算法。

三、圖靈測試

指測試者與被測試者(一個人和一臺機器)隔開的情況下,通過一些裝置(如鍵盤)向被測試者隨意提問。

進行多次測試後,如果機器讓平均每個參與者做出超過30%的誤判,那麼這臺機器就通過了測試,並被認爲具有人類智能。圖靈測試一詞來源於計算機科學密碼學的先驅艾倫·麥席森·圖靈寫於1950年的一篇論文《計算機器與智能》,其中30%是圖靈對2000年時的機器思考能力的一個預測,目前我們已遠遠落後於這個預測。

img

四、默默無聞的英雄

破解德軍Enigma密碼:爲二戰立下汗馬功勞

在二戰期間,圖靈曾協助英國軍方破譯德國著名的密碼系統Enigma,爲扭轉二戰盟軍的大西洋戰場戰局立下汗馬功勞。

圖靈在分析了大量的德國電文後,發現許多電報有相當固定的格式。以此爲突破點,想到了用“候選單詞”這一方法來破譯Enigma電文,並提出了唯有機器才能擊敗機器的理論。

但是他的這一觀點,起初並不被同事上司所看好,並因此受到孤立。忍受了兩年被人鄙夷的白眼,圖靈終於用候選單詞、字母循環圈和線路連接起來的多臺Enigma機構成了密碼分析的強大武器,使得機器的搜索設置得到了具體的目標,只需幾分鐘便能破譯德軍的Enigma系統,將英國戰時情報中心每月破譯的情報數量從39000條提升到84000條,讓二戰至少提前結束了幾年。

1941 年5 月21 日,破譯小組第一次立了大功,因爲截獲了希特勒給海軍上將雷德爾的一封密電,將當時號稱世界上最厲害的一艘德國戰列艦“俾斯麥”號擊沉。
1943 年4 月,日本聯合艦隊總司令長官山本五十六,在4 月18 日將飛抵卡西里灣,這份情報被破譯小組破譯,於是,這位戰功卓著的日本司令的飛機,在距離卡西里只有幾英里被攔截並擊落。
圖靈的許多思想和預見都在他死後不斷得到驗證,也始終引導、推動着計算機科學的發展。國際計算機協會於1966 年設立“圖靈獎”,以專門獎勵對計算機科學研究與推動計算機技術發展有卓越貢獻的傑出科學家。

在這裏插入圖片描述

大家可以觀看《模仿遊戲》,這部電影主要介紹了圖靈在二戰中破解德軍密碼機的經過。

發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章