稀世奇才——图灵

第二次世界大战期间，英国是当之无愧的多国盟军的大后方。许多军事装备、给养都是通过船只沿英吉利海峡源源不断地运往前线。而摧毁或阻止盟军在英吉利海峡的供给船队就成了德军的主要偷袭目标。这是一个阴云密布、阵雨不断的坏天气，在英格兰东南部的多佛尔海域，一支英国大型运输船队借助于天气的掩护徐徐航行着。这只船队的行驶看起来并不像往日那么紧张，英军仅派出了架飓风式战斗机担任空中护航任务。可能是由于天气的原因，使英军有些疏忽大意吧！

中午时分，德军阵地一个道—17轰炸机大队，一个梅—109式战斗机大队和一个梅—110驱逐机大队在空中集结编队后径直向英国海岸飞去。此时天气稍稍转好，20分钟后，德军飞机飞抵战斗区域，70架德国飞机像蝗虫般地向英国船队扑去。

担任护航的英军6架飓风战斗机好像并不慌张。在这关键时刻，英国飞行员机智勇敢，巧妙地躲过了20架德军战斗机的先头部队，降低飞机高度，摆出一副向飞行在德军战斗机群下面的轰炸机进攻的姿态。

德机大队指挥官看到敌人仅仅有6架飞机，心花怒发，自恃机多势众，心想先收拾了这6架飓风战斗机，再炸毁英国船队也不迟；等英军空大队人马赶来增援时，那最快也是十几分钟以后的事，他们还未来到，我们轰炸已经大功告成了。这时，梅—109和梅—110机群凶狠地向寡不敌众的飓风式战斗机猛扑下去。

突然数道闪电从高空射下。几十架英国喷火式战斗机冲出云层，天神般地出现在德机群面前。只见它们像一群矫健的银燕，灵巧地冲入敌阵，所有的机枪在发射着愤怒的子弹。

一架梅—109式战斗机丢开飓风式，朝前面的喷火式飞机发起攻击，喷火式飞机轻轻地往右一拐，敌机从机身旁擦过，喷火式飞机利用这一瞬间，将这架梅—109式飞机套入光环，按下了射击按钮，梅—109式飞机被打得凌空爆炸。

德机指挥官万万没有想到英机来得这么快，他们被这突如其来的情况搞懵了，迅速撤离。喷火式飞机紧咬不放，一架梅—109式飞机赶忙降低高度，想从海面上逃跑，一架喷火式飞机追了下去，对准射击。梅—109式飞机被打中发动机和冷却器，机翼顿时失去了作用，飞机拉出一条白烟，歪歪扭扭地栽入大海。此次空战，德机损失惨重。

原来，当德军情报机关得到英军供给船队在多佛尔海区的方位、航线及目的地等情报时，经核对计算后，用密电告诉德军前线指挥部。而这一密码电文被英军截获，他们通过一部电子式密码译解机几分钟就破译了，得知德军将派遣道—17轰炸机大队和梅—109式战斗机护航机群偷袭轰炸的计划，特别调遣能够对付德梅—109式战斗机的喷火式战斗机参加截击，并通知运输船队及护航飞机做好战斗准备。当德军战斗机大队向战斗区域扑来时，英军飞机也已经从英国本土起飞，径直增援多佛尔海区护航的飓风式战斗机。看来打有备之仗的总是赢家。这次空战的胜利归功于这部电子计算机——密码译解机的快速和准确。

这部名叫COLOSSUS（巨人）专用电子计算机，英国共有10台，它们从1943年开始服役，在第二次世界大战中，发挥了很重要的作用，成功地破译了德国许多密码，运行情况令人非常满意。该机使用了1500个电子管，由输入装置、输出装置、内部的电子数字电路、二进制运算电路及逻辑运算电路等组成，有极快的处理数据的能力。它很可能是世界上第一批电子计算机。但遗憾的是，这批电子计算机从研制开始就属于英国的机密，一直不为世人所知，时至今日，这种电子计算机的详细情况仍然是机密，别国无法对它进行研究。但是人们已经知道，研制它的主要设计人是英国数学家、理学博士图灵（Turing，Alan Mathison，1912—1954）。为此，英国政府授予图灵政府最高勋章。一部50多年前的电子管计算机至今没有解密的原因看来只有两个：一是它的设计思想至今还是较先进的，起码不是大众化的；二是它曾做过的工作仍属于不能公开范畴，而一旦公开了它的特殊工作机理，就有可能泄密。也可能两者兼而有之。我们不知道图灵用什么方法迅速地破解密码，但是我们可以想象，这种方法是非常有效的。

图灵是数学界和计算机界的奇才，让人钦佩之至的是，在世界上还没有通用计算机问世以前，图灵就从理论上证明了通用数字计算机是可以制造出来的。这一深刻的证明给以后的计算机发展奠定了坚实的理论基础，就像人类掌握核动力之前爱因斯坦预见了质和能的关系一样，图灵的理论对现代计算机的发展是必不可少的。

任何一种科学，在它发展过程中，首先要着重研究的是它自己的“方法”的正确性和有效性，以避免科学方法的盲目性。早在17世纪，莱布尼兹在研制机械计算器时，经常想到这一问题，是否可以用单纯的代数计算来代替所有的计算呢？并企图制造出一种不仅能计算而且还可以检验假设的计算机，以便建立起一种普遍的方法，“把一切正确的推理归结为一种计算”，但是莱布尼兹没有做到。一百多年以前，巴贝奇就开始设计制造通用数字计算机——分析机，然而他并没有证明这是必然可行的。人们不免要提出一个问号，通用数字计算机是否真正存在，怎么断定一个数学问题是机械可解的，或者说，怎么判断一些函数是不是可计算的？这是一个使许多科学家一筹莫展的难题。

图灵经过多年的研究和思考，创造了一个用机器概念来解决抽象的数学问题的前所未有的方法。为此，他提出了理想计算机理论，给可计算性这一概念下了严格的数学定义。他还证明了一个很重要的定理：即存在一种图灵机，它能够模拟任一给定的图灵机，这种能够模拟任一给定图灵机的机器就是“通用图灵机”，这便是现代通用计算机的数学模型。图灵在不考虑硬件的情况下，严格描述了计算机的逻辑结构。值得指出的有两点：通用图灵机是把程序和数据都以数码的形式存储起来；这种程序能把高级语言写的程序翻译成机器语言的程序。有了这个模型，人们已经看到制造通用数字计算机的可能性。同时，可以在图灵机上按照适当的程序写出任何一个可计算数，并给出检验一个可计算数标准。这种方法所阐述的理论是相当深刻的，直到几十年后，人们才普遍认识到这种机器证明论是多么的简明和多么的有效。而图灵发表这著名的《理想计算机》论文时，年仅24岁。

图灵不仅在证明通用计算机的可行性上作出了伟大的贡献，在计算机领域的其他研究成果也是跨时代的。在1945—1947年，图灵参与研制英国自动计算机工程（Automatic Computing Engine，简称ACE）。他在这个ACE方案中提出了不少独创性的内容，其中包括，“微程序控制”的运算方式、指令寄存器和指令地址寄存器、子程序和子程序库、存储程序等等。特别是他在这里指出了“仿真系统”的思想，而这种功能的计算机在20世纪70年代才制造出来。所谓仿真系统，是这种机器可以没有固定的指令系统，但它能够模拟许多具有不同指令系统的计算机的功能，以突出它的通用性。正因为这个AEC方案的远见卓识，英国政府把它保密了27年之久，直到1972年才公布出来。人们看到图灵的设计思想，无不为之叹服。

1947年，图灵写了一份关于计算机人工智能方面的内部报告。他在报告中提出了不少令人感兴趣的概念，特别是首次阐述了自动程序设计的思想，即让计算机自动生成所要做工作的指令程序，以代替人编写的手工程序。这是一个大胆的设想，是后来人工智能中重要的研究课题，可直到20世纪80年代人们才制造出具有相应功能的计算机。图灵在《智能机器》一文中指出：“如果机器在某些规定的条件下，能够非常好地模仿人回答问题，以致使提问者在相当时间内误认为它不是机器，那么机器就可以被认为是能思维的。”图灵的这一观点，在后来的10年中一直被沿用，成为编写智能程序的指导思想。

1950年，图灵发表了著名论文“计算机能思考吗”，这篇论文对智能问题从行为主义的角度给出了定义，设计了著名的“图灵测验”。即一个人在不接触对象的情况下，同对象进行一系列的问答，如果他根据这些问答无法判断对象是人还是计算机，那么，就可以认为这个计算机具有同人相当的智力。可是，目前还没有一个计算机能通过图灵测验；但图灵预言，20世纪将会出现这样的机器。

1954年，图灵在一次意外的中毒事故中不幸逝世，年仅42岁。这真是科学界的不幸。然而，他为电子计算机的发展所作出的卓越贡献，却永远留在现代科学技术的光辉史册上。为了纪念图灵这位研究计算机理论的先驱者，美国计算机协会于20世纪60年代设立了“图灵奖”，每年一度奖励在计算机方面作出重大贡献的科学家。