1912年,“计算机科学之父”阿兰图灵(Alan Turing)诞生。1930年代,计算机先驱们齐聚普林斯顿小镇,图灵、邱奇(Alonzo Church)、冯诺依曼(John von Neumann)、哥德尔(Kurt Gödel)、克林(Stephen Kleene)……。普林斯顿大学曾举行“世纪图灵纪念庆典”,邀请了20位嘉宾(包括8位图灵奖得主)介绍计算机科学的前世今生。
图灵机的偶然与必然。邱奇在1930年代初提出λ算子,核心思想是“万物皆可为函数”。邱奇给出一组无类型(untyped)的函数定义规则,然后又加了几条规则,试图用函数来形式化整个逻辑系统。但后来他的学生克林发现这套逻辑系统不一致。邱奇非常失望,把整个逻辑部分全都抛掉,在1935年只把λ算子部分发表了。1936年5月,图灵也发表了著名论文《论可计算数及其在判定问题上的应用》,提出了图灵机。
随后图灵来到了普林斯顿大学跟邱奇读博士。这段时间,他又证明了图灵机和λ算子也是等价的。而在1936年前后,克林提出了一般递归函数,后来邱奇证明和λ算子也是等价的。因此,图灵机、λ算子和一般递归函数都是等价的。
大科学。2000年图灵奖得主现清华大学的姚期智教授做了一场精彩的关于量子计算的报告。姚教授坦诚地说,现在自己也无法预言量子计算机何时能实用,但认为量子计算符合他定义的大科学标准。
什么是大科学?姚教授认为有两个参考标准:1)大科学是多学科交叉产生的;2)大科学伴随着颠覆性技术的出现。姚教授举了两个例子。一个是X射线晶体学。另一个是计算机科学。二十世纪初,希尔伯特提出数学的机械化证明。1936年图灵机出现,但只是理论模型。1945年,电子计算机发明,随后肖克利等发明了晶体管,从此计算机的运算速度便按照摩尔定律飞速发展,这是数学和半导体技术的结合。
毫无疑问,这两个例子都是伟大的科学,它们彻底地改变了人们的知识和生活。姚教授认为量子计算正是X射线晶体学与计算机科学的结合,目前已经有技术能实现14个粒子的量子纠缠;现在已出现传输单个光子的技术,这就意味着可以利用单个光子发送量子信号。姚教授认为,虽然很多人对量子计算表示怀疑,但从事量子计算的科学家们却要乐观的多。