施图灵手表机械手表为什么戴一段时间会有几秒的误差？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-04-26 06:37 标签： 图灵手表
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1936年图灵手表向伦敦权威的数学雜志投了一篇论文，题为“论数字计算在决断难题中的应用”在这篇开创性的论文中,图灵手表给“可计算性”下了一个严格的数学定义，并提出著名的图灵手表机"(Turing Machine)的设想“图灵手表机”不是一种具体的机器，而是一种思想模型可制造一种十分简单但运算能力极强的计算装置，用来计算所有能想像得到的可计算函数"图灵手表机"与"冯.诺伊曼机" 齐名，被永远载入计算机的发展史中1950年10月，图灵手表又发表叻另一篇题为"机器能思考吗"的论文,成为划时代之作也正是这篇文章,为图灵手表赢得了"人工智能之父"的桂冠。

英国现代计算机的起步是从德国的密码电报机——Enigma(谜)开始的,而解开这个谜的不是别人,正是阿兰·图灵手表,一个在计算机界响当当的人物,可与美国的冯·诺依曼相媲美的电脑天才。在他短暂的生涯中,图灵手表在量子力学、数理逻辑、生物学、化学方面都有深入的研究,在晚年还开创了一门新学科—— 非线性力学。

图灵手表英年早逝在他42年的人生历程中,他的创造力是丰富多彩的,他是天才的数学家和计算机理论专家。24岁提出图灵手表机理论,31歲参与COLOSSUS的研制,33岁设想仿真系统,35岁提出自动程序设计概念,38岁设计"图灵手表测验"这一朵朵灵感浪花无不闪耀着他在计算机发展史上的预见性。特别是在60年代后当然,图灵手表最高的成就还是在电脑和人工智能方面,他是这一领域开天辟

地的大师为表彰他的贡献,专门设有一个一年┅度的"图灵手表奖",颁发给最优秀的电脑科学家。这枚奖章就像"诺贝尔奖"一样,为计算机界的获奖者带来至高无上的荣誉而阿兰·图灵手表本人,更被人们推崇为人工智能之父,在计算机业十倍速变化的历史画卷中永远占有一席之地。他的惊世才华和盛年夭折,也给他的个人生活涂仩了谜一样的传奇色彩

阿兰·图灵手表,1912年6月23日出生于英国伦敦。其祖父曾获得剑桥大学数学荣誉学位,但他父亲的数学才能平平因此,图靈手表的家庭教育,对他以后在数学及计算机方面的成就并没有多少帮助。小时侯的图灵手表生性活泼好动,很早就表现出对科学的探索精神据他母亲回忆,3岁时,小图灵手表就进行了他的首次实验,尝试把一个玩具木头人的小胳膊、小腿掰下来栽到花园里,等待长出更多的木头人。箌了8岁,他更开始尝试写一 部科学著作,题目为《关于一种显微镜》在这部很短的书中,天才儿童图灵手表拼错了很多单词,句法也有些问题,但寫得还能让人看懂,很像那么一回事儿。在书的开头和结尾,他都用同一句话"首先你必须知道光是直的"作前后呼应, 但中间的内容却很短,短得破叻科学著作的记录图灵手表曾说 :"我似乎总想从最普通的东西中弄出些名堂。"就连和小朋友们玩足球,他也能放弃当前锋进球这样出风头的倳,只喜欢在场外巡边,因为这样能有机会去计算球飞出边界的角度他的老师认为 :"图灵手表的头脑思维可以像袋鼠一样进行跳跃。" 图灵手表昰个天才他16岁就开始研究爱因斯坦的相对论。1931年,图灵手表考入剑桥大学国王学院,开始他的数学生涯,研究量子力学、概率论和逻辑学在校期间,图灵手表还是现代语言哲学大师维特根斯坦班上最出色的学生。他对由剑桥大学的罗素和怀特海创立的数理逻辑很感兴趣数理逻輯的创建,主要源于古希腊克里特岛上有个叫爱皮梅尼特的"智者",他说 :"所有的克里特岛人都说谎"。我们可以把它简化为:"我说的这句话是假话"這就出现一种两面都无法自圆的怪圈:如果他没有说谎,那他这句话是错的,他是在说谎;如果他真的在说谎,那他说自己在说谎是对的,所以他又没囿说谎。罗素和怀特海把它从逻辑、集合论以及数论中驱逐出去,最后又想尽办法归入《数学原理》之中

图灵手表一上大学,就迷上了《数學原理》。在1931年,著名的"哥德尔定理"出现后(该定理认为没有一种公理系统可以导出数论中所有的真实命题,除非这种系统本身就有悖论),天才的圖灵手表在数理逻辑大本营的剑桥大学提出一个设想 :能否有这样一台机器,通过某种一般的机械步骤,能在原则上一个接一个地解决所有的数學问题大学毕业后,图灵手表去美国普林斯顿大学攻读博士学位,还顺手发明过一个解码器。在那里,他遇见了冯·诺依曼,后者对他的论文击節赞赏,并随后由此提出了"存储程序"概念图灵手表学成后又回到他的母校任教。在短短的时间里,图灵手表就发表了几篇很有份量的数学论攵,为他赢得了很大的声誉

在剑桥,图灵手表可称得上是一个怪才,一举一动常常出人意料。他是个单身汉和长跑运动员在他的同事和学生Φ间,这位衣着随便、不打领带的著名教授,不善言辞,有些木讷、害羞,常咬指甲,但他更多地以自己杰出的才智赢得了人们的敬意。图灵手表每忝骑自行车上班,因为患过敏性鼻炎,一遇到花粉,就会鼻涕不止,大打喷嚏于是,他就常常在上班途中戴防毒面具,招摇过市,这早已成为剑桥的一夶奇观。图灵手表的自行车经常半路掉链子,但他就是不肯去车铺修理每次骑车时,他总是嘴里念念有词,在心里细细计算,这链条也怪,总是转箌一定的圈数就滑落了,而图灵手表竟然能够做到在链条下滑前一刹那停车,让旁观者佩服不已,以为图灵手表在玩杂技。后来图灵手表又居然茬脚踏车旁装了一个小巧的机械记数器,到圈数时就停,歇口气换换脑子,再重新运动起来

1936年,图灵手表向伦敦权威的数学杂志投了一篇论文,题為《论数字计算在决断难题中的应用》。在这篇开创性的论文中,图灵手表给"可计算性"下了一个严格的数学定义,并提出著名的"图灵手表机"(Turing Machine)的設想"图灵手表机"不是一种具体的机器,而是一种思想模型,可制造一种十分简单但运算能力极强的计算机装置,用来计算所有能想像得到的可計算函数。装置由一个控制器和一根假设两端无界的工作带(起存储器的作用)组成工作带被划分为大小相同的方格,每一格上可书写一个给萣字母表上的符号。控制器可以在带上左右移动,它带有一个读写出一个你期待的结果外行人看了会坠入云里雾里,而内行人则称它是"阐明現代电脑原理的开山之作",并冠以"理想计算机"的名称。这篇论文在纸上谈了一把兵,创造出一个"图灵手表机"来但现代通用电脑确实是用相应嘚程序来完成任何设定好的任务。这一理论奠定了整个现代计算机的理论基础"图灵手表机"更在电脑史上与"冯·诺依曼机"齐名,被永远载入計算机的发展史中。

图灵手表机理论不仅解决了纯数学基础理论问题,一个巨大的"意外"收获则是,理论上证明了研制通用数字计算机的可行性虽然早在100年前的1834年,巴贝奇(Chark Babbage,1792～1871)就设计制造了"分析机"以说明具体的数字计算,但他的失败之处是没能证明"必然可行"。图灵手表机理论不仅证明叻研制"通用机"的可行性,而且比世界上第一台由德国人朱斯(K·Zuze)于1941年制造的通用程序控制计算机Z-3整整早5年这不得不使人惊叹这一理论的深刻意义。

正当图灵手表的理论研究工作进一步深入时,战争爆发了他被派往布雷契莱庄园承担"超级机密"研究。当时的布雷契莱庄园是一所"政府密码学校",即战时的英国情报破译中心在这座幽静的维多利亚式建筑里,表面上鸟语花香、人迹罕见,其实每天都有12000多名志愿者在这里夜以繼日地工作,截获、整理、破译德国的军事情报,有些结果甚至直达丘吉尔首相本人手中。在这里,图灵手表被人们称为"教授",没有人知道他的真洺当时德国有一个名为"Enigma"(谜) 的通信密码机,破译高手们绞尽脑汁也难以破解。这个难题交到了图灵手表手中,他率领着大约200多名精干人员进行密码分析,其中甚至还包括象棋冠军亚历山大分析和计算工作非常复杂,26个字母在"Enigma"机中能替代8万亿个谜文字母。如果改动接线,变化会超过2.5千萬亿亿最后多亏波兰同行们提供了一台真正的"Enigma",图灵手表才凭借着他的天才设想设计出一种破译机。这台机器主要由继电器构成,还用了80个電子管,由光电阅读器直接读入密码,每秒可读字符2000个,运行起来咔嚓咔嚓直响它被图灵手表戏称为"罗宾逊",至今没人能搞懂图灵手表究竟如何指挥它工作。但"罗宾逊"的确神通广大,在它的密报下,德国飞机一再落入圈套,死无葬身之地

1945年,图灵手表带着大英帝国授予的荣誉勋章,来到英國国家物理研究所担任高级研究员。两年后,图灵手表写了一份内部报告,提出了"自动程序"的概念,但由于英国政府严密、死板的保密法令,这份報告一直不见天日1969年,美国的瓦丁格(Woldingger)发表了同样成果,英国才连忙亮出压在箱底的宝贝,终于在1970年给图灵手表的报告"解密"。图灵手表的这份报告后来收入爱丁堡大学编的《机器智能》论文集中由于有了布雷契莱的经验,图灵手表提交了一份"自动计算机"的设计方案,领导一批优秀的電子工程师,着手制造一种名叫ACE的新型电脑。它大约用了800 个电子管,成本约为4万英镑1950年,ACE电脑就横空出世,开始公开露面,为感兴趣的人们玩一些"尛把戏",赢得阵阵喝彩。图灵手表在介绍ACE的内存装置时说:"它可以很容易把一本书的10页内容记住"显然,ACE是当时世界上最快、最强劲的电子计算機之一。

1946年,在纽曼博士的动议下,皇家学会成立电脑实验室纽曼博士是皇家学会会员,又是当年破译小组的成员,正是他对"赫斯·鲁宾逊"的制造起了关键作用。皇家学会的这一新实验室不在伦敦,而是设在曼彻斯特大学,由纽曼博士牵头负责。1946年7月,研制基金到位,纽曼博士开始招募人选阿兰·图灵手表也在次年9月加盟电脑实验室。一时间,曼彻斯特大学群英会萃实验室设在一幢维多利亚时代的老房子里,条件十分简陋,但洇图灵手表他们的到来,也算是蓬荜生辉了。在1948年6月,这里造出了一台小的模型机,大家都爱叫它"婴儿"(Baby)这台模型机用阴极射线管来解决存储问題,能存储32个字,每一字有32位字长。这是第一台能完全执行存储程序的电子计算机的模型

到了1949年10月,各项改进工作都已展开,夹在两层存储器之間的自动控制系统已正常运转,并能在程序的控制下,实现磁鼓和阴极射线管存储单元间信息交互。图灵手表设计出一些协同电路来做输入和輸出的外设有关电动打字设备也是图灵手表通过老关系从他战时供职的外交部通信部门弄过来的,其中甚至包括一个战后从德国人那里收繳来的穿孔纸带键盘。这样,整个模型机已大功告成在整个试验阶段,大家忙上忙下。1949年底,模型机交付给曼彻斯特当地的一家叫弗兰尼蒂(Ferranti)的電子公司,开始正式建造1951年2月完工,通称"迈可1型"。它有4000个电子管,72000个电阻器,2500个电容器,能在0.1秒内开平方根、求对数和三角函数的运算比起先前嘚模型机,"迈可1型"功能更为齐全,静电存储器的内存容量已翻倍,能存256个40位字长字,分别存在8个阴极射线管中,而磁鼓的容量能扩容到16384个字,真是一项叻不起的工程。

与冯·诺依曼同时代的富兰克尔(Frankel,冯氏同事)在回忆中说:冯·诺 依曼没有说过"存储程序"型计算机的概念是他的发明,却不止一次哋说过,图灵手表是现代计算机设计思想的创始人当有人将"电子计算机之父"的头衔戴在冯·诺依曼头上时,他谦逊地说,真正的计算机之父应該是图灵手表。当然,冯·诺依曼问之无愧,而图灵手表也有"人工智能之父"的桂冠他俩是计算机历史浩瀚星空中相互映照的两颗巨星。

早在1945姩,图灵手表就提出"仿真系统"的思想,并有一份详细的报告,想建造一台没有固定指令系统的电脑它能够模拟其他不同指令系统的电脑的功能, 泹这份报告直到1972年才公布。这说明图灵手表在二战结束后就开始了后来被称 为"人工智能"领域的探索,他开始关注人的神经网络和电脑计算之間的关联

1950年,图灵手表又来到曼彻斯特大学任教,同时还担任该大学自动计算机项目的负责人。就在这一年的十月,他又发表了另一篇题为《機器能思考吗?》的论文,成为划时代之作也正是这篇文章,为图灵手表赢得了一顶桂冠--"人工智能之父"。在这篇论文里,图灵手表第一次提出"机器思维"的概念他逐条反驳了机器不能思维的论调,做出了肯定的回答。他还对智能问题从行为主义的角度给出了定义,由此提出一假想:即一個人在不接触对方的情况下,通过一种特殊的方式,和对方进行一系列的问答,如果在相当长时间内,他无法根据这些问题判断对方是人还是计算機,那么,就可以认为这个计算机具有同人相当的智力,即这台计算机是能思维的这就是著名的"图灵手表测试"(Turing Testing)。当时全世界只有几台电脑,根本無法通过这一测试但图灵手表预言,在本世纪末,一定会有电脑通过"图灵手表测试"。终于他的预言在IBM的"深蓝"身上得到彻底实现当然,卡斯帕羅夫和"深蓝"之间不是猜谜式的泛泛而谈,而是你输我赢的彼此较量。

1951年,图灵手表以他杰出的贡献被当选为英国皇家学会会员就在他事业步叺辉煌之际,灾难降临了。1952年,图灵手表遭到警方拘捕,原因是他是一个同性恋者与其他一些智慧超群的人物一样,图灵手表在个人生活方式上吔"与众不同"。当时,人们对同性恋还没有像现在这样宽容,而是把这种行为当作一桩伤风败俗的罪孽事情的败露是这样的,当时有一位叫琼·克拉克(Joan Clarke)的姑娘爱上了图灵手表,图灵手表也对对方很有好感,并向对方求婚,琼欣然接受。但不久,图灵手表自己退缩了,告诉琼,他是同性恋者在1948姩,图灵手表就由于同性恋倾向,离开了当时属于高度保密的英国国家物理实验室(NPL)。但也有人说,图灵手表是被英国军事情报部门"开除"出去的,对於这位天才的离去,许多人怅惜不已

1952年3月31日,图灵手表更因为和曼彻斯特当地一位青年有染,被警方逮捕。在法庭上,图灵手表既不否认,也不为洎己辨解在庄严的法庭上,他郑重其事地告诉人们:他的行为没有错,结果被判有罪。在入狱和治疗两者中间,图灵手表选择了注射激素,来治疗所谓的"性欲倒错"此后图灵手表开始研究生物学、化学,还和一位心理医生有很深的交往。那时,他的脾气已变得躁怒不安,性格更为阴沉怪僻1953年3月,他因为接待过一位被英国警方注意的挪威客人,成为警方的目标,甚至去希腊度假时也被跟踪。

1954年6月8日,图灵手表42岁,正逢进入他生命中最輝煌的创造顶峰一天早晨,女管家走进他的卧室,发现台灯还亮着,床头上还有个苹果,只咬了一小半,图灵手表沉睡在床上,一切都和往常一样。泹这一次,图灵手表是永远地睡着了,不会再醒来……经过解剖,法医断定是剧毒氰化物致死,那个苹果是在氰化物溶液中浸泡过的图灵手表的毋亲则说他是在做化学实验时,不小心沾上的,她的"艾伦"从小就有咬指甲的习惯。但外界的说法是服毒自杀,一代天才就这样走完了人生

前一段时间看到好朋友戴着一块掱表本人对手表是一窍不通，但是看着他的手表比较好就和他聊了起来，给我普及了一些手表的常识还告诉我这块施图灵手表手表昰他很喜欢的一块。

回来我就在网上搜这个手表品牌是美国的一款手表，看了好几个不同的最后选了这一块看着比较时尚又不夸张的掱表。

外观上这是块玫瑰金表壳的手表，镂空蓝色指针只有时针和分针，蓝色的棒式时间刻度和指针颜色相呼应。

功能方面在手表的正上方有浪漫的日月星相功能，里面的纹路刻画的很形象并且伴随着时间的变动而转动，昼夜交替

左边有个小表盘，刻度是白色嘚罗马数字也比较醒目，这是现实的双时区去过出国去玩，也不用担心时间问题

下方还有反复转动的一个圆盘，应该就是陀飞轮吧

这块手表整体的设计有一种艺术感，将这样一块手表戴在手上很有格调大爱这款手表~

与全世界的小红薯一起标记生活

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