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你知道吗?计算机界也有诺贝尔奖!

这几天2019年诺贝尔奖陆续颁布,诺贝尔奖最初分设物理、化学、生理学或医学、文学、和平等五个奖项,于1901年首次颁发。1968年,瑞典国家银行增加设立了诺贝尔经济学奖。但是一直就是没有诺贝尔计算机奖。其实是有的,计算机界诺贝尔奖——图灵奖。

今天和大家聊聊“计算机界的诺贝尔奖”——图灵奖 ,图灵奖是美国计算机协会(ACM)于 1966年第一个设立的奖项,专门奖励那些对计算机领域 做出重要贡献的个人,素有“计算机界的诺贝尔奖”的美誉。从颁发至今已有近50多个年头,截至2018年,共计有70多名科学家获此殊荣。

2000年著名的华裔科学家姚期智教授因在计算理论方面基础性的工作而获得此项奖励成为首位获得该奖的华人使得该奖引起国人的关注。图灵奖颁发的历史,实际上是计算机科学技术发展史的缩影,而且从图灵奖获得者身上,我们会受到很多有益的启迪。

01 认识图灵

为什么计算机界的最高奖项会以图灵来命名呢?图灵是什么人呢?

图灵全名是阿兰·麦席森·图灵(Alan Mathison Turing),是英国著名的数学家和逻辑学家,被称为计算机科学之父、人工智能之父,是计算机逻辑的奠基者,提出了“图灵机”和“图灵测试”等重要概念。

图灵1912年6月23日出生于英国,图灵的父亲是英国在印度的行政机构的一名官员母亲平常也在印度陪伴其丈夫。1926年图灵的父亲退休以后因为退休金不高。为了节省,他们夫妇又选择在生活费用较低的法国居住 , 没有回英国定居。因此图灵和他的一个叫约翰的哥哥很少见到父母亲他们是由从军队中退休的沃德夫妇带大的。或许是童年时缺乏父爱和母爱使得图灵自幼起性格和行为就比较怪僻。图灵13岁进入寄宿的谢博恩中学学习成绩并不特别好, 只有数学例外,演算能力特别强。

1931年中学毕业以后,图灵想进剑桥大学最负盛名的 “ 三圣学院“ 。但两次未被录取。只好进了剑桥的另外一所学院——“国王学院”攻读数学。第一年的课笔记浅,图灵很厌烦,没有好好学,结果在剑桥大学特设的一种叫Tripos的荣誉学位考试中只得了“二等”。好在他急起直追,最后毕业时的数学学位考试还是拿了第一等。图灵的学位论文课题是关于概率论的中心极限定理。实际上,由于他在研究这个课题时对前人在这方面所做的工作一无所知,可以说是图灵自己又重新发现了这个定理。1936年图灵因就同一课题所发表的论文而获得史密斯奖。

20世纪的数学界正在热烈的讨论当时最伟大的科学发现之一——哥德尔的不完全定理,在那以前,数学家们总认为,一个数学问题虽然要找到答案也许会有些困难,但理论上总有一个确定的答案,一个数学命题,要么是真的,要么是假的。而哥德尔的不完全定理指出,在一个稍微复杂一点的数学公理系统中,总存在那样的命题,我们既不能证明它是真的,也不能证明它是假的。

数学家们大吃一惊,发现以往大家认为绝对严密的数学中,原来有如此令人如此不安的不确定性。每个逻辑学家都在苦苦思索,试图为陷入了危机的数学找到一条出路,这些逻辑学家包括当时在剑桥的贝特朗·罗素、阿尔弗雷德·怀特海等著名的逻辑学家。这时的图灵正在剑桥求学。他也同样为此问题陷入了困境。

1936年,图灵做出了他一生最重要的科学贡献他在其著名的论文《论可计算数在判定问题中的应用》一文中,以布尔代数为基础,将逻辑中的任意命题 ( 即可用数学符号) 用一种通用的机器来表示和完成,并能按照一定的规则推导出结论。这篇论文被誉为现代计算机原理开山之作它描述了一种假想的可实现通用计算的机器后人称之为“ 图灵机” 。

这种机器能进行多种运算并可用于证明一些著名的定理。这是最早给出的通用计算机的模型。图灵还从理论上证明了这种假想机的可能性。尽管图灵机当时还只是一纸空文,但其思想奠定了整个现代计算机发展的理论基础。

1945年,图灵被调往英国国家物理研究所工作。他结合自己多年的理论研究和战时制造密码破译机的经验起草了一份关于研制自动计算机器的报告,以期实现他曾提出的通用计算机的设计思想。通过长期研究和深入思考图灵预言,总有一天计算机可通过编程获得能与人类竞争的智能。

1950年10月,图灵发表了题为《机器能思考吗?》的论文 , 在计算机科学界引起巨大震撼 。为人工智能学的创立奠定了基础。同年,图灵花费4万英镑,用了约8 0 0个电子管的自动计算机器样机研制成功, 它的存储容量比世界上第一台计算机爱尼亚克大了许多。在公开演示会上, 它被认为是当时世界上速度最快、功能最强的计算机之一。

图灵还设计了著名的 “ 模仿游戏试验 “ , 后人称之为“图灵测试” 。该实验把被提问的一个人和一台计算机分别隔离在两间屋子让提问者用人和计算机都能接受的方式来进行问答测试。如果提问者分不清回答者是人还是机器那就证明计算机已具备人的智能(1993年美国波士顿计算机博物馆举行的著名的“ 图灵测试 “ 充分验证了图灵的预言) 。

由于图灵的一系列杰出贡献和重大创造,1951年他被选为英国皇家学会院士。但这之后,他就因私生活方面的问题而陷入困境。图灵是一位同性恋者。在曼彻斯特,他和一位19岁的所谓“街头青年”默里有染。默里把他的一个同伙带到图灵住处,这个同伙本是惯偷,临走时顺手牵羊拿走了图灵一些不太值钱的东西。图灵不知就里,报了案,警察侦破后在审讯中得知了图灵和默里的关系。20世纪50年代,社会对同性恋不像现在这么宽容,而认为是严重的伤风败俗。

1952年图灵被法院传讯,指控行为“极端不当”。但由于他战后受过勋,社会地位比较高,而且是一个名人,因此没有被判入狱,而是给予一年监外察看,并给予药物治疗,注射雌性荷尔蒙。两年以后,1954年,图灵因吃了在氯化物溶液中浸泡过的苹果而在家中死去,年仅42岁。

02 认识图灵奖

图灵一生短暂,1954 年英年早逝,年仅42岁。回顾图灵的一生,不得不感叹,传奇而卓越,因为即使以我们现在的数学知识和计算机知识,也许根本无法理解“图灵机”和“图灵试验”。

图灵去世后,即1966年,图灵奖在美国被确立,图灵奖是美国计算机协会设立的第一个奖项,成立的目的一是为纪念图灵在计算机领域的卓越贡献,其次旨在推动计算机科学技术的发展和学术交流。成立最初的奖金金额不算太高,设奖初期为2万美元,1989 年调整为 2.5万美元,而目前图灵奖由英特尔公司赞助,奖金为每年10万美元。

图灵奖对获奖条件要求极高,评奖程序极严,一般每年只奖励一名计算机科学家,只有极少数年度有两名合作者或在同一方向作出贡献的科学家共享此荣。它是计算机界最负盛名、最崇高的一个奖项,有“计算机界的诺贝尔奖”之称。

03 图灵奖带来的启示

1. 热爱计算机科学

图灵奖的历任获得者都是对计算机事业充满了热爱,正是这种热爱,不遗余力的奖自己的光阴、青春、乃至生命投入到科学研究中;也正是这种热爱,他们才在计算机领域取得了辉煌的成绩。“计算机是如此重要,因此不能把它只留给男人去做!”这是剑桥大学计算机女科学家 Karen Sparck Jones 的一句广为流传的话。 她的这句话在2006年图灵奖获得者 Frances E.Allen 身上得到验证。

Allen 深深热爱着科学研究,强烈的兴趣吸引着她津津乐道其中。她于1957 年加盟 IBM 公司,1989年成为第一位女性 IBM院士(IBM Fellow)。1995 年,她被任命为 IBM 技术研究院院长。Allen在研究领域内成就卓越,她的研究几乎影响了计算机科学发展的 整个历程。作为在一个男性占统治地位行业的女性,特别是在60年代,是相当痛苦的,但是正是凭着这种热爱,Allen在破译“冷战时 代”编码(Cold War-era code)和预测天气上的杰出成就,成为截至图灵奖史上首位女性获得者。

2. 注重团队合作

计算机领域博大精深,研究开发非一人之力所能完成,需要有共同目标,有同一信念并具备实力的人,互相扶持,互相合作,充分调动团队的智慧和力量,才能创造计算机科学史上的奇迹。

在图灵奖获得者中,不乏有团队合作的例子。1994年图灵奖的获得者 Edward Feigenbaum、Raj Reddy,他们在卡内基--梅隆大学是师生关系,又是亲密的合作伙伴,正所谓禅宗里所说的“以心传心”,凭借着彼此的默契,包容,他们成功的设计和建造了大规模 人工智能系统,证明了人工智能技术的重要性和其潜在的商业价值。

美国人罗伯特·卡恩 Robert E.Kahn 和温 顿·瑟 夫 Vinton G Cerf 正是凭借着彼此的信任和默契共同创造了一系列计算机网络间共享数据,使互联网不断扩展和增强的标准,合称传输控制协议和互联网协议(TCP/IP),于 2004年获得了图灵奖设立 38年以来首次被颁发于计算机网络领域的殊荣。

纵观当今科学技术发展日新月异,单枪匹马的科研方式显得力不从心,很难完全处理各种错综复杂的问题。只有通过团队之间互相信赖、相互合作、相互关联,依靠团队力量创造奇迹。

3. 锲而不舍,勇于实践

在计算机学科的研究过程中,需要勇于实践,锲而不舍,有执著追求的信念的人。执著追求是一种锲而不舍的精神,对自己理想的追求,在正确的方向中不停前进,不断的追求。图灵奖获得者的所有成就,无一例外地,都是大量实践和坚持不懈的结果。

例如,莫里斯·威尔克斯是一位颇有影响力的科学家,在计算机科学领域卓有建树,因由于设计和制造了第一台内部存储程序 的计算机EDSAC 而荣获 1967 年图灵奖。莫里斯?威尔克斯的一生充满了变化,但又始终很“执著”,并对涉足过的每个领域都产生了革命性的影响。在设计EDSAC 过程中,遇到了很多问题,比如:在遇到资金的困难的时候,威尔克斯成功地说服了伦敦一家面包 公司老板投资该项目,于1949年5月 6日,使 EDSAC 首次运行成功并很快投入生产。

其实,所有的成功都不是一蹴而就的,在努力过程中,都会遇到不可预测的问题,所有的问题又都不是简单可以解决的,需要不断地实践,坚持不懈,朝着奋斗的方向前进,唯有如此,才可能成功。

4. 注重学科交叉,不断创新

对于计算机科研者来讲,多学科交叉融合是信息技术发展的关键,当不同的学科、理论相互交叉结合,同时一种新技术达到成 熟的时候,往往就会出现理论上的突破和技术上的创新。

图灵奖就是计算机和其他学科之间的交叉产生的成果 ,1969年图灵奖获得者 Marvin Minsky 和1971年图灵奖获得者 John Mc- Carthy 由于对人工智能领域的贡献而获奖;1975年图灵奖获得者 Allen Newell 和 Herbert A.Simon 由于在人工智能、人类识别心理 和表处理的基础贡献而获奖;1988年图灵奖获奖者 IvanSutherland 由于在计算机图形学方面开创性和远见性的贡献获奖;2000年,因为对计算理论包括伪随机数生成、密码学与通信复杂度的突出贡献,华裔计算机博士姚期智获得图灵奖;2004年图灵奖获奖者 Vinton G.Cerf、Robert E.Kahn由于在互联网方面开创性的工作而获奖。

图灵奖的获得者使得计算机与其他学科结合,不断向其他领域拓宽,完善了理论增加了应用,使计算机为人类的服务面更宽广。

04、写在最后

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原始发表时间:2020-03-03

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