架构思维训练之自己推导图灵机( 四 )

关于图灵的生平,我们简单介绍到这里。但有一点我们需要注意,图灵作为数学家参与密码破译工作,一定会遇到大量的数学计算。二战所处的时代是机械化的时代,战争的紧迫,密码破译仅靠人力计算肯定是不够的。这就促使以图灵为代表的科学家,思考能否通过机器实现数学问题的计算,这就引出了图灵机的提出。

为什么提出图灵机

如我们之前所分析,由于战争的现实需求,迫使人们产生一个愿望:能否使用机器进行计算。

要实现这个愿望,不能靠祈求阿拉丁神灯之类的方法。科学时代要使用科学的方法,在实现这样的机器之前,首先要能够在理论上证明使用机器进行计算是否可行。只有理论上通过之后,才能对实践进行精确的指导。当然这里的论证主要是指数学论证,而这正是科学家的工作,是由牛顿论证运动三大定律为肇始的科学工作方式(由牛顿巨著《自然哲学的数学原理》所确定的方式)。因此,提出可行的机器计算模型,就成为图灵这样的先驱的工作重点。

为此图灵进行了如下思考:首先,需要确定可计算问题的范围,排除掉那些不能被计算的问题。据一位苏联数学家的证明,不能计算的问题比能计算出答案的问题还要多;其次,再排除掉那些不能在有限时间内计算出结果的问题,这就意味着问题的计算步骤必须是有限的;最后,对可在有限时间内的计算的问题,提出一个假想的机器模型,让它不断运行,最后机器停下来的时候,数学答案就计算出来了。

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