艾倫·圖靈：破解現(xiàn)代計算的密碼

艾倫·圖靈是一位數(shù)學(xué)天才。將現(xiàn)代計算機(jī)的想法概念化是什么感覺，以前從未見過？還是一夜之間從破解密碼的戰(zhàn)爭英雄變成了罪犯？艾倫·圖靈的生活絕非平凡。這是他的故事。

圖靈的生活始于 1920 年代的英國。這是一個社會階層、教會和服務(wù)于大英帝國的要求統(tǒng)治的時代。不過，圖靈對其他事物充滿熱情，比如科學(xué)，這讓他的母親非常尷尬。她曾希望他學(xué)習(xí)經(jīng)典，走“君子”之路。

對于圖靈來說，科學(xué)是一種課外愛好，他可以在其中充分表達(dá)自己的原創(chuàng)想法，探索世界的自然奇觀。在 12 歲時，開始著迷于“使用自然界中最常見的東西，浪費(fèi)最少的能源”。他花了數(shù)年時間追尋存在的基本問題和人類思想的內(nèi)部運(yùn)作。但這是我們談?wù)摰?1920 年代，他所在學(xué)校的校長嚴(yán)肅地報告說：“如果他只是一名科學(xué)專家，他就是在公立學(xué)校浪費(fèi)時間?！?/span>

艾倫·圖靈年輕時。

當(dāng)圖靈在劍橋國王學(xué)院開始本科學(xué)習(xí)時，他的思想終于得到了放光。1933 年，他開始涉足數(shù)理邏輯領(lǐng)域，在那里他解決了一個仍未得到解答的問題：

是否存在可以確定任何數(shù)學(xué)陳述是否正確的方法？

為了回答這樣一個問題，圖靈展示了他在他的圖靈機(jī)上的工作。一臺能夠計算任何可計算事物的機(jī)器。它是當(dāng)今現(xiàn)代計算機(jī)的藍(lán)圖，除了圖靈在他從未見過的情況下將整個想法概念化。

圖靈機(jī)引入了通用機(jī)器的概念。當(dāng)我們說機(jī)器時，我們不是在談?wù)撎囟ǖ脑O(shè)備，而是更普遍的東西，比如公式或算法。存在許多公式或方程，可用于解決各種問題。圖靈機(jī)也不例外，它由一個無限的內(nèi)存組成，可以接受任何一組指令（一種算法），并執(zhí)行一個機(jī)械過程來計算它。這臺機(jī)器不只是解決一種算法；它可以解決所有問題。

它是解決所有可計算問題的一臺機(jī)器。我們今天所知道的計算機(jī)。

圖靈機(jī)及其各種組件。

如今，從我們的臺式電腦到我們口袋里的手機(jī)，圖靈機(jī)在我們身邊無處不在。圖靈機(jī)為我們所有的設(shè)備如何作為通用機(jī)器工作建立了基本的邏輯原則，可以通過程序中的一組指令來處理任何定義的任務(wù)。

這項發(fā)明是如此具有開創(chuàng)性，以至于《時代》雜志在 1999 年將圖靈列為本世紀(jì)最偉大的思想家之一。據(jù)他們報道，

“事實上，每個敲擊鍵盤、打開電子表格或文字處理程序的人，都在研究圖靈機(jī)的化身?！?/span>

圖靈的開創(chuàng)性工作將塑造整個計算時代，但他的故事才剛剛開始。1939年9月3日，英國正式向德國宣戰(zhàn)，開始了第二次世界大戰(zhàn)。正是在這段時間里，圖靈在白金漢郡布萊切利公園的戰(zhàn)時密碼分析總部任職。正是在這里，最高機(jī)密的工作正在破解德國使用的軍事密碼。圖靈就是解決這個問題的人。

布萊切利公園，現(xiàn)已向公眾開放。

圖靈工作的主要重點(diǎn)是破解德國的Enigma密碼。這是德國人用來發(fā)送有關(guān)武裝部隊和 U 艇位置的信息的加密機(jī)器。波蘭數(shù)學(xué)家已經(jīng)解決了如何閱讀 Enigma 消息的問題，但德國人每天都在改變他們的密碼系統(tǒng)。圖靈和他的團(tuán)隊有責(zé)任開發(fā)一種能夠跟上快速變化的機(jī)器。

德國人在二戰(zhàn)中使用的 Enigma 機(jī)器。

圖靈與同事Gordon Welchman一起開發(fā)了一種名為Bombe的機(jī)電機(jī)器。該設(shè)備幫助成功解密了德國 Enigma 傳輸，并且從 1940 年代開始，德國空軍的通信在布萊切利被解碼。

原始炸彈設(shè)備的娛樂。

圖靈還負(fù)責(zé)解密讓其他密碼學(xué)家感到困惑的先進(jìn)的德國海軍通信。他開發(fā)了一種名為Banburismus的方法，可以讀取所有加密的德國海軍信號。憑借這一壯舉，盟軍船只可以成功避開德國 U 艇的襲擊，這有助于扭轉(zhuǎn)大西洋戰(zhàn)局。

根據(jù)一些歷史學(xué)家和偉大的溫斯頓丘吉爾的說法，圖靈在布萊切利的工作幫助將歐洲戰(zhàn)爭縮短了兩到四年。想象一下艾倫·圖靈的工作挽救了多少生命。

隨著第二次世界大戰(zhàn)接近尾聲，圖靈開始將目光轉(zhuǎn)向人工智能 (AI)。他誕生了可以解決復(fù)雜數(shù)學(xué)問題的機(jī)器，但世界將如何衡量這種智能呢？需要進(jìn)行測試。

1950 年，圖靈發(fā)表了論文“計算機(jī)機(jī)械與智能”，其中涉及人工智能的概念以及現(xiàn)在被稱為圖靈測試的東西。今天仍然使用這個測試來確定人工智能的進(jìn)步程度。它指出，要讓計算機(jī)真正思考，它必須欺騙人類觀察者，使其認(rèn)為它是人類。據(jù)報道，這項測試在 2014 年由名為Eugene Goostman的計算機(jī)程序通過。然而，一些人工專家正在爭奪勝利，我們?nèi)栽诘却心芰Φ母偁幷摺?/span>

在圖靈生命的這個階段，他已經(jīng)完成了一些了不起的工作。在一個計算機(jī)被認(rèn)為是理所當(dāng)然的世界里，要闡明他的成就是多么具有開創(chuàng)性是非常具有挑戰(zhàn)性的。只是為了把要點(diǎn)帶回家，沒有艾倫圖靈，很可能沒有電腦。

1954年，圖靈被發(fā)現(xiàn)死在一個吃了一半的蘋果旁邊。死因？氰化物中毒。艾倫·圖靈在 41 歲時結(jié)束了自己的生命。

當(dāng)圖靈去世時，他的貢獻(xiàn)消失得無影無蹤。直到 1970 年代，他在布萊切利公園所做的絕密工作才被揭開。

今天，圖靈在計算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的成就已廣為人知和公認(rèn)。圖靈獎每年都會頒發(fā)給對計算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域做出持久技術(shù)貢獻(xiàn)的個人。還有圖靈測試，還在等待第一個人工智能讓我們都被愚弄。

就個人而言，我仍然記得我在 12 歲時擁有第一臺電腦、CRT 顯示器和所有設(shè)備的那一天。我永遠(yuǎn)無法描述窺視這個新數(shù)字世界的魔力。我設(shè)計了我的第一塊電路板，不是用膠帶和聚酯薄膜，且用我的第一個EDA 工具。計算機(jī)改變了我的生活，而圖靈使之成為可能。

謝謝你，艾倫圖靈，你的貢獻(xiàn)仍在努力工作。