分享

图灵奖

 浩荡乾坤一世情 2017-07-03
获奖人士

世界上第一台存储程序式计算机EDSAC的研制者

1967年(第二届)的图灵奖授予了英国皇家科学院院士、计算技术的先驱莫里斯·威尔克斯(MauriceVincentWilkes),以表彰他在设计与制造世界上第一台存储程序式计算机EDSAC以及其他许多方面的杰出贡献。

威尔克斯1913年生于英国中西部的达德利,距著名的工业重镇伯明翰仅20公里。威尔克斯在中学时代,对数学、物理和无线电非常爱好。1931年他进入剑桥的圣约翰学院,1934年以优秀成绩毕业。之后他进入剑桥著名的卡文迪什实验室工作。这个实验室有“诺贝尔奖的摇篮”的美称。威尔克斯在这里完成了“关于甚长无线电波在电离层中的传播特性”的研究,并以此为题完成了博士论文,于1938年10月取得剑桥大学博士学位,而他的硕士学位是在当年年初才获得的。

威尔克斯博士毕业后,战争阴云已布满欧洲上空。二战期间,威尔克斯被吸收到研制侦察潜水艇、军舰和飞机的雷达设备的项目中去,所研制的导航技术在大战中最受盟军飞行员欢迎。

战后,威尔克斯回到剑桥大学,担任数学实验室(后改名计算机实验室)主任。1946年5月他获得了冯·诺依曼起草的EDVAC计算机设计方案的一份复印件。这里要说明一下世界上第一台计算机究竟是哪一台?实际上世界上第一台电子计算机叫“ENIAC”(它是ElectronicNumericalIntegratorandComputer的词头缩写,意为“电子数字积分器和计算机”),是美国宾西法尼亚大学莫尔学院研制的,但它不具备存储程序能力,程序要通过外接电路板输入。“存储程序”(storedprogram)的概念是现代电子计算机最基本概念之一,也是其最基本特征之一。1945年6月30日,冯·诺依曼发表了题为“关于离散变量自动电子计算机的草案”的长文,正式提出了存储程序的概念,因此存储程序式计算机被称为“冯·诺依曼结构”,而他所建议的“离散变量自动电子计算机”就是上面提到的EDVAC(ElectronicDiscreteVariableAutomaticComputer)。由于工程上遇到困难,EDVAC迟至1952年才完成。威尔克斯在获得EDVAC复印件后,仔细研究了该方案,并又到美国进行了学习和调研。回国后,威尔克斯立即以EDVAC为蓝本设计自己的计算机并组织实施,起名为EDSAC(ElectronicDelayStorageAutomaticCalculator)。当时也遇到了资金上的困难。在关键时刻,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,终于使计划绝处逢生。1949年5月6日,EDSAC首次运行成功,真正成为世界上第一台存储程序式计算机,并于1951年正式投入市场,成为世界上第一个商品化的计算机型号。

威尔克斯在设计与建造EDSAC过程中,决不是简单地模仿和照搬EDVAC的设计,而是创造和发明了许多新的技术和概念,例如“变址”;“宏指令”;微程序设计;子例程及子例程库;高速缓存Cache等等。所有这些都对现代计算机体系结构和程序设计技术产生了深远的影响。威尔克斯的贡献是多方面的,他当之无愧地成为第二届图灵奖获得者。

程序设计语言的先驱开拓者—艾伦·佩利

艾伦·佩利(AlanJ.Perlis)由于在ALGOL语言定义和扩充上所作出的重大贡献,以及在创始计算机科学教育,使计算机科学成为一门独立的学科上所发挥的巨大作用而成为1966年首届图灵奖获得者。

佩利1922年4月1日生于美国宾西法尼亚州的匹兹堡。在卡内基理工学院学的专业是化学,1942年毕业取得学士学位。当时正值第二次大战其间,佩利应征入伍,在空军服役。战后他进入加州理工学院继续深造,改学数学,于1947年取得硕士学位,然后又到麻省理工学院(MIT)攻读博士学位并于1950年取得该学位。1951年他在美国陆军军械部设在马里兰州的阿伯丁试验基地的“弹道研究实验室”(冯·诺依曼曾在该实验室当顾问)干了一年,然后又回到母校MIT参加“旋风”(Whirlwind)计算机计划,为“旋风”编制程序。“旋风”计算机是世界上第一台存储程序式的并行计算机,它的研制工作从1946年开始,1950年试运行成功。1952年9月佩利离开“旋风”,之后来到暜渡大学,出任暜渡大学计算中心的第一任主任。在他的努力下,计算中心先安装了一台IBM的CPC计算机,佩利为之设计了称为IT(InternalTranslator)的语言,并开发了IT的编译器。1956年佩利转到卡内基理工学院,又推动该校成立了计算中心并出任主任,配置了IBM650计算机。佩利把他在暜渡开发的IT及其编译器移植到IBM650上,曾经在美国许多大学的IBM650上被广泛采用。在IT基础上,佩利和其他学者一起又为IBM650设计与开发了新的代数语言和汇编语言。1958年,在苏黎世举行的ACM小组和欧洲小组的联合会议上,两个小组把他们关于算法表示法的建议综合为一,形成了ALGOL58。在其基础上,1960年1月在巴黎举行的有全世界一流软件专家参加的讨论会上,确定了程序设计语言ALGOL60,发表了“算法语言ALGOL60报告”。1962年又发表了“算法语言ALGOL60的修改报告”。ALGOL60具有局部性、动态性、递归性、严谨性等特点。后来的面向对象语言SUMUL67,1971年出现的PASCAL语言,都是在它的基础上加以扩充而形成的。ALGOL60是程序设计语言发展史上的里程碑,它标志着程序设计语言由一种“技艺”转而成为一门科学,开拓了程序设计语言的研究领域,又为后来软件自动化的工作及软件可靠性问题的发展奠定了基础。

与此同时,在佩利的积极组织下,卡内基理工学院率先在大学生中开设程序设计课程。它的开设是计算机科学教育的开端(此前,有关程序设计知识是作为“数值分析”课程内容的一部分予以介绍的)。这引起了计算机的最大用户ARPA出面,出资资助对计算机科学及其教育立项研究,其结果是20世纪60年代中期首先在卡内基理工学院、斯坦福大学、MIT等少数几个大学建立起了计算机系和计算机研究生院,使计算机科学脱离电气工程、数学等学科而成为一门独立的学科。鉴于佩利在其中所起的巨大作用,佩利被称为“使计算机科学成为独立学科的奠基人”(AfoundingfatherofComputerScienceasaseparatediscipline)。

计算机科学家Dijkstra

1972年的图灵奖授予荷兰的计算机科学家埃德斯加·狄克斯特拉(EdsgarWybeDijkstra)。狄克斯特拉1930年5月11日生于荷兰鹿特丹的一个知识分子家庭。1948年他进莱顿大学学习数学与物理,在学习理论物理过程中,狄克斯特拉发现这个领域中许多问题都需进行大量复杂的计算,于是决定学习编程,并自费赴英参加了剑桥大学举办的一个程序设计班。大学毕业后,他成为阿姆斯特丹数学中心全日制的工作人员,主要做程序员工作,从此进入计算机领域,逐渐成为该领域的知名专家,他后在阿姆斯特丹大学获博士学位,博士论文就是“实时中断”问题。狄克斯特拉创造出许许多多的“第一”,例如,最短路径高效算法、ALGOL60编译器、具有多道程序设计能力的操作系统等。1968年3月,CommunicationsofACM登出了狄克斯特拉的一封影响非常深远的信,在信中他根据自己编程的实际经验和大量观察,提出如下结论:一个程序的易读性和易理解性同其中所包含的无条件转移的个数成反比关系,也就是说,转向语句的个数愈多,程序就愈难读、难懂。因此他认为“GOTO是有害的”,并从而启发了结构化程序设计思想。1972年他与另一图灵奖获得者霍尔合箸了《结构化程序设计》一书,,进一步发展与完善了这一思想,并且提出了另一著名的论断:“程序测试只能用来证明有错,决不能证明无错!”(Programtestingcanbeusedtoshowthepresenceofbugs,butnevertoshowtheirabsence!)。

1974年的图灵奖授予了当时年青的唐纳徳·克努特(DonadErvinKnuth)。克努特1938年1月10日生于威斯康辛州。他因为洋洋数百万言的多卷本《计算机程序设计艺术》(TheArtofComputerProgramming)而荣获此殊荣。该多卷本堪称计算机科学理论与技术的经典巨作,有评论认为其作用与地位可与数学史上殴几里得的《几何原理》相比。

克努特从小喜欢学习和音乐,并表现出与众不同的才能。在数学上,也很早就表现出天才。1956年进入俄亥俄州克利夫兰的开思理工学院攻读物理。大学一年级结束以后的暑假,克努特在学校打工,负责把统计数字画成图表。碰巧他工作室的隔壁就是计算机房,新到了一台IBM650。当时的计算机体积都很庞大,有控制台及其上面的指示灯等,计算机工作时指示灯快速闪烁变化出不同的图案,这引起克努特极大的好奇与兴趣,他接连好几天彻夜不眠地呆在计算机房,观察它的工作,钻研使用手册,探究计算机的奥秘。一年以后,他终于改学数学,并与计算机结缘。1960年,克努特在开思理工学院毕业,同时获学士和硕士学位。之后他进入加州理工学院研究生院,1963年获博士学位。后转入斯坦福大学任教。

克努特至今进行了两大工程,第一个大工程就是《计算机程序设计艺术》系列,计划出七卷,第一卷《基本算法》于1968年出版,第二卷《半数字化算法》于1969年出版,第三卷《排序与搜索》于1973年出版,后面尚在写作之中。在出版过程中,克努特根据自己在校对清样时的感受,决心对排版技术进行彻底改造,因此终止了第一期工程,而开始其第二期工程。为此,克努特花费了整整九年的时间和精力,结果就是对整个西文印刷业带来了革命性变革的TEX排版软件和METAFONT字型设计软件。这两个软件为克努特赢得了ACM的另一个奖项:1986年度的软件系统奖。克努特的两大工程都取得了很大的成功。《计算机程序设计艺术》一书以其内容的丰富和深刻喻为经典,有人甚至称之为“计算机的圣经”,被译成多国文字在世界各国广为传播。

1977年的图灵奖授予了世界上第一个高级程序设计语言FORTRAN和最广泛流行的元语言BNF的发明人约翰·巴克斯(JohnWarnerBackus)。

巴克斯1924年12月3日生于美国费城,青少年时代不爱学习,曾是纨绔子弟,被大学开除。1943年巴克斯参军入伍,当了一名下士。在此期间,巴克斯不经意地显露出他的聪明和才能,受到上级赏识,陆军决定送他上学深造。这样,当他的战友们都被送往二次大战战场上去的时候,巴克斯却上了哈弗福德学院的医学院预科。但巴克斯对医学不感兴趣,因此只学了9个月的医学就离开了那里,转到哥伦比亚大学学习数学。经过这番磨练,巴克斯已经从混沌走向清醒,开始正经学习。1949年他取得学士学位。后来一个偶然的机会,他到IBM公司的计算中心参观,在那里见到了IBM早期的SSEC计算机。尽管SSEC体积庞大,比较原始,但看到现场的环境和气氛,立刻心里一亮:这正是他要找的工作!经考核通过后,巴克斯从此开始了在IBM公司的工作并做出了巨大贡献。

“人工智能”的创始人和开拓者

1969年的图灵奖授予了人称“人工智能之父”和框架理论的创立者—马文·明斯基(MarvinLeeMinsky)。

明斯基1927年8月9日生于纽约市。小学和中学,他对电子学和化学表现出兴趣。高中毕业后入伍。退伍后,1946年他进入哈佛大学主修物理,但他选修的课程相当广泛,从电气工程,数学,到遗传学等涉及多个学科专业,有一段时间他还在心理学系参加过课题研究。后来他放弃物理改修数学,并于1950年毕业,之后进入暜林斯顿大学研究生院深造。1951年他提出了关于思维如何萌发并形成的一些基本理论,并建造了一台学习机叫Snarc。Snarc是世界上第一个神经网络模拟器,其目的是学习如何穿过迷宫,其组成中包括40个“代理”(agent)。他以“神经网络和脑模型问题”为题完成了他的博士论文,1954年取得博士学位。1958年,明斯基从哈佛转至MIT,与其他专家一起,他们在这里共同创建了世界上第一个人工智能实验室。1975年,明斯基首创了框架理论,框架理论的核心是以框架形式来表示知识。框架的顶层是固定的,表示固定的概念、对象、或事件。下层由若干槽(slot)组成,其中可填入具体值,以描述具体事物特征。利用多个有一定关联的框架组成框架系统,就可以完整而确切地把知识表示出来。框架理论一经提出,在人工智能界引起巨大反响,成为通用的知识表示方法被广泛接受和应用。明斯基还把人工智能和机器人技术结合起来,开发出了世界上最早的能够模拟人活动的机器人RobotC,使机器人技术跃上了一个新台阶。明斯基还是虚拟现实的倡导者。

1971年的图灵奖授予了提出“人工智能”这一术语并使之成为一个重要学科领域的斯坦福大学教授约翰·麦卡锡(JohnMeCarthy)。

麦卡锡1927年9月4日生于波士顿。在上初中时,他就表现出是很高的天赋。1944年进入加州理工学院后曾免修两年数学,当时因战争环境他要在军队中充任一个小职员,占去了部分时间,仍得以在1948年按时完成学业。然后到暜林斯顿大学研究生院深造,于1951年取得数学博士学位。留校两年后,他先后去斯坦福大学和达特茅斯学院任教。1956年夏天他发起并成功举办了成为人工智能起点的有历史意义的“达特茅斯会议”,麦卡锡是东道主,并和会议参加者一起,满怀信心地宣布“人工智能”这一崭新学科的诞生。1958年麦卡锡到MIT任职,与明斯基一起组建了世界上第一个人工智能实验室,并第一个提出了将计算机的批处理方式改造成为能同时允许数十甚至上百用户使用的分时方式(time—sharing)的建议,推动了MIT成立组织开展研究。其结果就是实现了世界上最早的分时系统——基于IBM7094的CTSS和其后的MULTUCS。后来麦卡锡又回斯坦福并在那里组建了第二个人工智能实验室。在达特茅斯会议前后,麦卡锡的主要研究方向是计算机下棋。下棋程序的关键之一是如何减少计算机需要考虑的棋步。经艰苦探索,麦卡锡终于发明了著名的α-β搜索法,使搜索能有效进行。在该搜索法中,麦卡锡将结点的产生与求评价函数值(或称返上值或倒推值)两者巧妙地结合起来,从而使某些子树结点根本不必产生与搜索(这谓之“修剪”—pruning或cut—off),使下棋快速搜索能有效进行。α-β搜索法至今仍是解决人工智能问题中一种常用的高效方法。1959年,麦卡锡还开发了著名的LISP语言(LisiProcessinglanguage),成为人工智能界最广泛流行的语言,后已经证明,LISP的许多特点是解决人工智能核心问题的关键。

1975年度的图灵奖同时授予卡内基—梅隆大学的两位教授:赫伯特·西蒙(HerbertAlexanderSimon)和艾伦·纽厄尔(AllenNewell)。他们曾是师生,后来成为极其亲密的合作者,共事长达42年,直至纽厄尔于1992年去世。

西蒙1916年6月15日生于美国威斯康辛州密西根湖畔。他从小聪明好学,当入学芝加哥大学时年方17。1936年他从芝加哥大学毕业,取得政治学学位。参加工作后广泛接触计算机并产生了浓厚兴趣。1939年,他转至加州大学伯克利分校,在那里完成了博士论文,经他的原母校芝家哥大学进行评审答辩,被授予政治学博士学位。1949年他来到他的最后一个落脚点卡内基—梅隆大学。

纽厄尔1927年生于旧金山。二战期间,曾在海军服了两年预备役,表现出色。战后他进入斯坦福大学学习物理,1949年获得学士学位。之后他在暜林斯顿大学研究生院攻读数学,一年后辍学到RAND公司工作,和空军合作开发早期预警系统。系统需要模拟在雷达显示屏前工作的操作人员在各种情况下的反应,这导致纽厄尔对“人如何思维”这一问题发生兴趣。也正是从这个课题开始,纽厄尔和卡内基—梅隆大学的西蒙建立起了合作关系。在合作过程中,纽厄尔所表现出的才能和创新精神深得西蒙赞赏,在西蒙的竭力推荐下,纽厄尔得以在卡内基—梅隆大学注册为研究生,并在西蒙指导下完成其博士论文,于1957年获得博士学位.并且他还提出了“中间结局分析法”作为求解人工智能问题的一种技术。

利用这种方法,他们合作开发成功了最早的启发式程序“逻辑理论家”LT(LogicThorist)和“通用问题求解器”。LT证明了数学名著《数学原理》一书第二章52个定理中的38个定理(1963年对LT改进后可证明全部52个定理),从而也开创了机器定理证明(mechanicaltheoremproving)这一新的学科领域。在开发逻辑理论家的过程中,他们首次提出并成功应用了“链表”(list)作为基本的数据结构,并设计与实现了表处理语言IPL。IPL是所有表处理语言的始祖,也是最早使用递归子程序的语言。其实他们两人在人工智能中作出的最基本贡献还在于他们提出了“物理符号系统假说”PSSH(PysicalSymbolSystemHypothesis),成为人工智能中影响最大的符号主义学派的创始人和代表人物,而这一学说则鼓励着人们对人工智能进行伟大的探索。根据这一假说,物理符号系统也就是对一般智能行为具有充分而必要手段的系统,即任一物理符号系统如果是有智能的,则必能执行对符号的输入、输出、存储、复制、条件转移和建立符号结构这样6种操作。反之,能执行这6种操作的任何系统,也就一定能表现出智能。依此推论:人是具有智能的,因此人是一个物理符号系统;计算机是一物理符号系统,因此它必具有智能;计算机能模拟人,或者说能模拟人的大脑。

1956年夏天,西蒙和纽厄尔参加了著名的“达特茅斯会议”,他们和该会议的发起人麦卡锡和明斯基一起,被人称为“人工智能之父”。

西蒙除和纽厄尔共获图灵奖外,还在1978年获诺贝尔经济学奖。1980年,被天津大学聘为名誉教授,并派出一些学者在西蒙指导下进行短期记忆方面的研究。

1994年度的图灵奖又由两位人工智能专家分享,其一是声名卓著的爱徳华·费根鲍姆(EdwardAlbertFfeigenbaum);另一位是后起之秀劳伊·雷迪(RajReddy)。

费根鲍姆1936年1月20日生于美国新泽西州,生父是波兰移民。费根鲍姆1952年进入卡内基—梅隆大学电气工程系,师从西蒙教授,并取得博士学位。之后曾去英国国立物理实验室NPL工作过一段时间,回美国后进入斯坦福大学继续其人工智能的研究。费根鲍姆的重大贡献在于:通过实验和研究,证明了实现智能行为的主要手段在于知识,在多数实际情况下是特定领域的知识,从而最早倡导了“知识工程”(KnowleadgeEngineering),并使知识工程成为人工智能领域中取得实际成果最丰富、影响也最大的一个分支。知识工程的提出,使人工智能从理论走向应用,从基于推理为主的模型转向主要基于知识的模型,如果不说这是划时代的话,至少也是开创了一个新阶段。通常认为,凡是用自动机对知识进行获取、操作、和利用的工程系统读可以称为知识工程。费根鲍姆本人,作为知识工程的倡导者和实践者,还和他人合作,开发出世界上第一个和多个专家系统程序。

雷迪本是印度人,1937年6月13出生于新德里附近的一个小城。雷迪1958年在印度大学毕业,取得学士学位后,去澳大利亚留学,在新南威尔士大学获硕士学位,之后再到美国深造,于1966年在斯坦福大学获得了博士学位并加入美国国籍。雷迪自称是“第二代的人工智能研究者”,因为他在斯坦福大学的博士导师就是有“人工智能之父”之称的麦卡锡,而另一位人工智能大师明斯基当时也在斯坦福大学。学成以后,雷迪来到卡内基—梅隆大学工作。雷迪主持过许多大型人工智能系统的开发,取得了一系列引人注目的成就,例如他们开发成功的能在道路上行驶并可跨越原野的自动驾驶车辆,在计算机视觉、机器人路径规划、自动控制、障碍识别等方面都有重大技术突破;LISTEN语音识别系统,类似一个文化教员,可以“听”孩子念课文,念错了或不会念时提供帮助;以意大利诗人但丁命名的火山探测机器人项目等。雷迪还开创了一个他称之为“白领机器人学”(White-collarRobotics)的新学科领域,就是由机器人去完成白领职工的工作,诸如生产调度等功能。雷迪现任卡内基—梅隆大学计算机学院院长。

2011年,图灵奖的桂冠再次折落在人工智能领域,获得者是UCLA的JudeaPearl教授(75岁)。他提出概率和因果性推理演算法,彻底改变了人工智能最初基于规则和逻辑的方向。

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多