带你深入了解图灵机——天才时代
事实上，没有计算机专业知识的学生很难理解这个词的含义。事实上，计算机专业的学生并没有深刻理解图灵机、图灵完备性、图灵测试等概念的内涵。为了方便理解区块链技术和智能合约，作者准备分几篇文章由浅入深，带你一步步了解图灵机。相信通过这几篇文章，你就能明白什么是图灵完整了。
阿兰·麦席森·图灵(1912年6月23日-1954年6月7日)，英国数学家和逻辑学家，被誉为计算机科学理论和人工智能之父。
1931年，图灵被剑桥大学国王学院录取，并因成绩优异获得数学奖学金。
1936年5月，年仅24岁的图灵发表了题为《论数字计算在决策问题中的应用》的论文。论文中提出了一种计算设备，后来被称为“图灵机”。图灵机不是具体的计算机，而是一种计算概念和理论。
1938在普林斯顿获得博士学位，论文题目是《基于序数的逻辑系统》，对数理逻辑的研究产生了深远的影响。同年，图灵回到英国，在剑桥大学国王学院担任研究员。
二战期间，图灵到1939英国外交部通信处从事军事工作，主要是破译敌方密码。因为破译的需要，他参与了世界上最早的电子计算机的研制。他的工作取得了优异的成绩，破译了德国恩尼格玛密码，获得了政府的最高奖项——1945大英帝国荣誉勋章。
从65438年到0945年，图灵完成了他在外交部的工作。他试图恢复战前在理论计算机科学方面的研究，并开发一种新的计算机。
1950年发表论文《计算机械与智能》，为后来的人工智能科学提供了开拓性的思路。提出了著名的图灵测试。
1950，1950，10年6月，图灵发表论文《机器能思考吗？。这项划时代的工作为图灵赢得了“人工智能之父”的称号。此时，人工智能也进入了实用化发展阶段。随着近年来AI技术的不断成熟，人们越来越意识到图灵思想的深刻性:它们仍然是人工智能的主要思想之一。
1954年6月7日，年仅41岁的图灵被发现死在家中的床上，头上咬着一个苹果。这就是现在著名的苹果电脑公司标志的来源。
从图灵的生平，我们知道他出生于20世纪初，1912。
在世界国家结构中，第一次世界大战正好在这个时候爆发(1913 ~ 1921)，紧接着第二次世界大战从1939爆发到1945。众所周知，这两次世界大战迫使很多科技发展。二战期间，
在科技文明的发展中，逻辑的数学化促进了数理逻辑学科的诞生和发展。但与此同时，这一时期数学发生了第三次数学危机，具体介绍如下。图灵在剑桥时选修了“数学基础”这门课。演讲者是纽曼。纽曼的全部课程包括哥德尔不完全性定理的证明和未解决的决定性问题。
这些科技事件的背后其实是人们对可计算性理论的认知研究，图灵就是这个问题的终结者。
顺带一提，爱因斯坦在1905年提出狭义相对论，1927年才15岁的图灵为了帮助母亲理解相对论写了论文摘要。
在20世纪之前，一般认为所有的问题类都有算法，人们的计算研究就是找出算法。1900年，当时著名的数学家希尔伯特在世纪之交的数学家大会上向国际数学界提出了23个著名的数学问题。
第十个问题是这样的:
“丢番图方程”是指一元或多元的整系数方程，它们的解只在整数范围内。
上述问题的简单解释就是:任意给定一个不确定方程，通过有限步运算判断方程是否有整数解。
这个问题在1970，苏联一位数学家证明，其实很多数学问题是没有答案的，甚至没有答案的问题比有答案的问题还多。
这里提出了有限的、机械的证明步骤的问题，其实就是一个算法。但当时人们并不知道什么是“算法”。事实上，当时数学领域的很多问题都与“算法”密切相关，于是一个科学的“算法”定义便呼之欲出。然后到了30年代，终于有两个人提出了精确定义算法的方法，一个是图灵，一个是丘奇。其中图灵提出的图灵机模型比较直观。
图灵对这个问题的思考方式与常人不同。在写前面提到的论文《论可数及其在确定性问题中的应用》时，图灵在思考三个问题。
像图灵这样的天才，对思维的理解是高调的。
图灵首先考虑的是是否所有的数学问题都解决了。这个问题不解决，他会努力解决，最后发现无解。所有的努力都是浪费时间和精力。
对于有答案的数学问题，在有限的步骤中只能完成其中的一部分，从而决定了计算机的边界。
在确定了边界之后，要设计一个通用的、有效的、等价的机器，保证我们按照这个方法做事，最终得到答案。图灵机就是这样一种由图灵设计的机器。严格来说是数学模型，理论计算模型。
图灵机提出至今已经80多年了。今天所有的计算机，包括量子计算机，都没有超出图灵机的理论范围。
第三次数学危机产生于19世纪末20世纪初，当时数学正处于前所未有的繁荣时期。首先是逻辑的数学化，它促进了数理逻辑的诞生。
早在19年底，康托尔就对集合论做了基础性的研究。发现所有的数学都可以用集合的概念来概括，也就是说集合是所有数学的基础。然而，当这座建筑即将完工时，一件可怕的事情发生了，罗素悖论粉碎了这位数学家的梦想。
罗素悖论的一个流行版本是:
为什么是第三次数学危机？
因为有一个非常重要的概念:关机问题，这是逻辑数学的可计算性理论中非常重要的问题，也是第三次数学危机的解决方法。
停机问题通俗地说就是判断任何一个程序能否在有限的时间内结束运行。这个问题等价于下面的判断问题:是否存在程序P，对于任意输入程序W，都可以判断W将在有限时间内结束或者无限循环。
有人推测图灵机模型是图灵在思考停机时间的时候设计出来的，非常合理。
在剑桥大学国王学院期间，图灵研究了一本名为《量子力学的数学基础》的新书，这本书的作者是年轻的匈牙利数学家约翰·冯·诺依曼。图灵意识到计算可以用确定性的机械运动来表示。其实我们现在的电子计算机虽然不是我们传统意义上的机械，但是CPU内部的电子运动相当于机械运动。
同时，图灵也意识到，人的思想和意识来源于量子力学中的测不准原理，不仅是微观世界，也是宇宙本身的规律。于是图灵意识到，计算是确定的，可确定的，而意识是不确定的，不可数的。
在AI人工智能大发展的今天，很多人都在担心计算机会不会像人一样有意识。其实图灵在80多年前就已经考虑过这个问题了。
前面提到，图灵在1950写了一篇论文《计算机器与智能》，其中提出了图灵测试这个词:
这个测试有多难？目前我们所有的人工智能都没有完成这个测试。2065438+2008年3月Google I/O大会上展示的AI产品，据说已经“部分通过了图灵测试”。这部分有多少是未知的。
从历史上看，19年底到20世纪中叶这段时间是第二次工业革命和第三次工业革命的过渡时期。第二次工业革命主要是关于电、磁和内燃机的发明和使用。到了这个时候，科学家对世界有了越来越清晰的认识，物理、数学等自然科学发展很快。这个时候的数学家发现，很多现象都可以用数学模型来表达，从物体的运动到行星的运动，从热能转化为动能，从电转化为磁等等。那么问题来了，是不是所有的现象都可以用数学模型来表达？正是这个问题促使人们思考和研究数学中的许多基础性问题。
中国有句老话:乱世出英雄。在图灵时代，科学史上有很多科学英雄，包括爱因斯坦、冯·诺依曼、图灵、哥德尔等等。一方面是时代背景，另一方面是他们的才华和努力大大加速了以信息化为代表的第三次工业革命的进程。
从这些高手的思维、解题方法、认知来看，是超出常人的。从可计算性理论的思考中，它给我们很大的启示:
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