艾蘭圖靈

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艾蘭圖靈范文第1篇

關鍵詞：計算機大師；創新；成才；因素

電子計算機是人類20世紀的偉大發明，是迅速發展并廣泛應用的重大科技成果。它給人類帶來了快速、便捷、強大、廉價、可靠、豐富多彩的計算工具；它擴展了計算的方式和內涵，將計算滲透到人類社會的各個領域；它帶來了嶄新的計算機文化、計算機產業、計算機學科和數以千萬計的從業人員。進入21世紀，用高密度廉價芯片和各種軟件“武裝”起來的計算機與網絡、多媒體、多種傳感器連接，逐步構成了與現實世界對應的世界范圍的網絡計算環境，使人類社會進入了知識經濟和信息化的新時代。2012年是圖靈誕辰100周年，回顧計算機發展成就，緬懷計算機大師們的創新和創業歷程，從中找出規律和啟迪，對于深化計算機教育教學改革、培養創新性人才具有深遠的現實意義。

一、榮獲圖靈獎和先驅獎的大師們

為表彰對計算機事業作出重大貢獻的科學家和工程師，1966年ACM設ACM圖靈獎，1966-2011年共有 58人獲圖靈獎。1980年IEEE/CS設計算機先驅獎，1980-2000年共有108人獲計算機先驅獎。

仔細分析獲獎的內容和獲獎者名單可以明顯感到，ACM圖靈獎的范圍是計算機科學，側重理論、概念、軟件、算法、方法學；IEEE/CS計算機先驅獎的范圍是計算機工程，側重計算機系統、實現技術、設備、產品。計算機科學為計算機工程提供理論基礎，計算機工程和應用技術深深地影響著計算機科學的發展。計算機科學與計算機工程的領域范圍可參照CC2004報告提供的示意圖，如圖1所示[1，2]。

圖1 （a）計算機科學學科范圍

圖1 （b）計算機工程學科范圍

ACM圖靈獎涉及的主要內容有：程序設計語言概念、操作系統原理、算法設計和復雜性、人工智能、數據庫、圖形學、數值和符號計算等。其獎勵對象主要是計算機科學家，如：從事ALGOL60語言的佩利、諾爾，FORTRAN語言、巴克斯范式BNF和函數式程序設計語言FP的發明人巴克斯，PASCAL語言和結構化程序設計的發明人沃思，C/UNIX的發明人丹尼斯·里奇和湯普森，面向對象語言SMALLTAK80的發明人艾倫等程

序設計語言大師；從事計算機科學理論的狄克斯特拉、克努特、庫克、卡普布盧姆、伯努利、姚期智等；從事人工智能和數據庫的明斯基、麥卡錫、西蒙、費根鮑姆、巴赫曼、科德、格雷等。

IEEE/CS計算機先驅獎涉及的主要內容有：具體的計算機系統、具體的器件和外設；具體的程序設計語言及編譯器、應用廣泛的數據編碼和算法等。其獎勵對象主要是計算機工程師，如：研制第一臺程序自動計算機的艾肯，研制第一臺電子計算機ENIVAC的?？颂?、莫奇利，研制第一臺存儲程序計算機的威爾克斯，研制第一臺存儲程序并行計算機Whirlwind的艾弗萊特，發明集成電路的基爾比、諾伊斯，提出RISK體系結構的科克，研制IBM360通用系列計算機的布魯克斯、伊萬斯，研制PDP和VAX系列小型機的貝爾，研制面向大規?？茖W計算超級計算機的克雷，鼠標器發明者恩格爾巴特，研制個人計算機和視窗系統的霍夫、蘭普森、薩克爾，Internet基礎通信協議TCP/IP發明者凱恩，等等。

在這些計算機大師中，佩利、巴克斯、狄克斯特拉、克努特、沃思、里奇、湯普森等人既獲得圖靈獎又獲得先驅獎，表明他們的工作在理論和工程兩方面都具有重要意義。

其實，還有一類計算機大師對計算機事業發展功不可沒，即計算機企業家，如IBM公司的沃森、Intel公司的莫爾、微軟公司的比爾·蓋茨、Apple公司的喬布斯等。如果沒有他們的創新與創業，計算機的發展不會有今天的成就。他們了解市場需求和計算機發展的最新成就，根據社會各種需求發展計算機技術，知人善任組織開發團隊，開發各類用戶想要的或還沒有想到的計算機產品。他們熟悉市場運作和相關的法律法規、善于企業經營和管理，為企業和計算機的發展籌集資金、招募人員、購置設備、開展科學研究和營造工作環境。他們靠良好的產品質量和信譽為客戶服務，并在此過程中不斷壯大自身企業的實力、擴大業務范圍，同時還承擔發展過程帶來的各種風險，為社會提供就業機會和創造財富。Apple公司、IBM公司、微軟公司、Intel公司已成為和石油、汽車、電信、銀行等傳統大型企業并駕齊驅的新興企業，2012年分別列為“財富”500強企業排名的第55位、57位、119位、173位。計算機企業家理應是計算機大師的重要組成部分，培養計算機企業家也是計算機及相關學科的一項重要任務。

計算機大師可能是科學家、工程師、教授、企業家，他們的分工如圖2所示。需要指出的是，同一位計算機大師可能身兼數職，承擔一種或幾種“角色”，他們可能既是科學家又是工程師，又是教授；或既是工程師，又是教授；或既是工程師，又是企業家，等等。這為人才的流動、理論與實踐結合、產學研結合提供了人力資源，創造了基本條件。

圖2 計算機大師的工作領域

二、計算機大師的創新

創新是計算機大師共有的品質和追求，是計算機大師成才的重要途徑。創新給人類社會帶來了新興的計算機學科、巨大的計算機產業、豐富的計算機產品、廣泛的計算機應用，同時也造就了一代又一代的計算機大師。計算機領域的創新可分為理論創新、技術創新、產品創新和學科創新。

計算機理論創新為計算機的發展和應用指明方向，提供新理論、新方法和新工具。其成果的主要形式是論文、專著，主要“角色”是科學家，如前面提到的計算機語言大師佩利、巴克斯、沃思，計算機理論大師狄克斯特拉、克努特，人工智能大師麥卡錫、西蒙、費根鮑姆等。

計算機技術創新為計算機的發展和應用提供新技術、新材料、新器件、新的系統架構、高效的方法和實用的工具，開發新的產品。其成果的主要形式是產品、專利、論文，主要“角色”是工程師，如著名計算機設計師?？颂?、莫奇利、威爾克斯、布魯克斯、貝爾、克雷、薩克爾、凱恩等。

計算機產品創新為社會提供豐富多彩的、質優價廉的、用戶滿意的各種類型、各種層次的計算機產品。其成果的主要形式是產品和服務，主要“角色”是企業家、工程師。例如，莫爾領導的Intel公司按照莫爾定律的預測不斷提供各種類型的計算機CPU芯片，沃森領導的IBM公司半個多世紀以來不斷提供先進的系列計算機和多種外部設備，比爾·蓋茨領導的微軟公司不斷提供的Windows操作系統和Office辦公軟件等，喬布斯領導的Apple公司為全球廣大用戶提供人見人愛的Macintosh、iPAD等系列產品。財富雜志評選20世紀最后25年具有劃時代意義的40項發明，Intel公司的微處理器芯片和Apple公司的Macintosh兩項電子產品榜上有名。

計算機學科建設和創新主要在大學的計算機系（所）進行。從莫克利1946年夏在莫爾學院舉辦為期6周的“電子數字計算機設計理論與技術”培訓班，到1956年佩利在卡內基理工學院建立計算中心、為大學生講授程序設計課程，計算機科學教育逐步形成，計算機課程體系逐步完善。進而卡內基理工學院、麻省理工學院、斯坦福大學等陸續成立計算機系，到20世紀60年代初計算機學科已經形成。ACM和IEEE/CS分別建立計算機科學和計算機工程的教育委員會，組織制訂推薦教育計劃。計算機科學研究、人才培養、師資隊伍建設、實驗環境建設等迅速發展。50多年來計算機學科范圍不斷擴展、內容不斷豐富，逐步由一個新興的學科發展成為一個擁有計算機科學、計算機工程、軟件工程、信息系統、信息技術等子學科的成熟學科。計算機學科在計算機科研、人才培養、社會服務等方面做出了巨大貢獻，產生了廣泛的影響。計算機學科成果的主要形式是人才、論文、專利、新設備等，主要“角色”是教授。卡內基·梅隆大學、麻省理工學院、斯坦福大學等著名大學的計算機系在學科建設上已形成自身的傳統和優勢。

理論創新、技術創新、產品創新和學科創新相互依賴，相互促進，共同發展成就了計算機事業的輝煌，造就了一代又一代的計算機大師。準確把握四類計算機創新的特點和規律是計算機學科與企業創新、發展和評估的基礎。

三、計算機大師成才的主要因素

我們常說做好一件事，內因（主觀因素）是根據，外因（客觀因素）是條件，外因通過內因起作用。大師們的創新成果取決于內因和外因，取決于主觀和客觀兩方面的因素及主觀因素與客觀因素的結合。學師們的創新、創業歷程發現，主觀因素主要包括勤奮、興趣、能力；客觀因素主要包括學術環境、社會環境等。主觀因素與客觀因素結合往往產生創新的激情、創新的過程和創新的成果。

1.成才的主觀因素

天才出于勤奮，任何創新都需要勤奮的學習和工作。佩利有一名言“一切名詞都可以變為動詞”，即通過自身的努力，一定能實現自己的目標。勤奮是做好一切工作的基礎，計算機大師們都有勤奮好學、基礎厚、能力強的共同特點。

興趣是人們對某項事物或實現某個“創意”、“夢想”的態度。創新源于興趣，源于對新事物的敏銳，需要探索的欲望。興趣的養成是長期形成的，20世紀40年代從事計算機硬件的計算機科學家，少年時代幾乎都喜愛物理或電氣，多數都有組裝收音機或無線電收發報機的興趣和經歷；從事計算機軟件和算法的科學家，少年時代幾乎都喜歡數學。大師們對某一事物或創意產生濃厚興趣會激發出巨大的動力，去追求、去奮斗，必要時甚至做出巨大的犧牲。?？颂?4歲放棄攻讀博士學位的機會轉而擔任ENIAC總設計師的故事，里奇和湯普森利用業余時間使用陳舊的PDP計算機開發UNIX操作系統和C語言的故事，喬布斯在車庫中艱苦創業開發Apple的故事等，早已成為人們廣為流傳的佳話。

實現一個創意、一個夢想只有興趣是不夠的，還需要掌握和運用求解問題的知識、經驗和技能，具備必要的獲取信息和學習的能力，語言和口頭的表達、交流能力，必要的組織、協調和社會活動能力等。善于不斷提出問題和解決問題的能力是計算機大師們成功的關鍵。能力源于理論學習和實踐經驗。計算機大師們不論在學校或在工作崗位都十分勤奮好學，從事計算機理論研究的科學家和教授大多在國際名牌大學接受過良好的高等教育，并獲得博士學位。如佩利是麻省理工學院數學博士，威爾克斯是劍橋大學物理學博士，明斯基和麥卡錫是普林斯頓大學數學博士，沃思是美國加州大學伯克利分校博士，艾倫·凱是猶他大學博士，等等。從事計算機開發（無論是硬件還是軟件）的學者們，幾乎都有在企業開發計算機的實際經驗。如佩利在MIT、CMU從事計算機教育之前，曾在世界第一臺存儲程序并行計算機“旋風”上，從事三年多半自動地面防空系統SAGE的程序設計和數據處理的工作，后到普渡大學建立計算中心并開發計算機語言的內部變換器IT，在此基礎上開發代數語言Algol；貝爾既是DEC公司 PDP和VAX系列小型機的總設計師，又是CMU計算機系的教授，等等。

由于計算機大師們科研和教學、理論和實踐結合緊密解決問題能力強，因此一人可勝任多種“行當”。程序設計語言大師不僅能設計程序設計語言，還能組織編寫編譯器。這樣的人到高等學校教課自然既可以講程序設計語言又可以講編譯原理和技術；計算機系統設計師不僅能設計計算機系統，熟悉計算機器件和電路設計，而且數學、物理功底深厚，到高等學校授課、帶實驗、編寫教材、指導研究生得心應手。

創新需要不怕失敗的毅力，需要有敢于挑戰權威和傳統觀念的勇氣，否則創新的“夢想”是不可能實現的。如巴克斯在IBM公司提出FORTRAN語言和編譯器的創意時，招到IBM公司顧問、著名計算機專家馮·諾依曼的反對。馮·諾依曼認為，巴克斯的想法不現實，沒有實際意義。但巴克斯在IBM公司赫德的支持下頑強地堅持下來，發明了FORTRAN語言，并于1957年研制出IBM704計算機FORTRAN語言編譯器。

2.成才的客觀因素

成才的客觀因素包括學術環境和社會環境。

學術環境包括科學技術水平、研究試驗條件、學術帶頭人和團隊、研究經費等。高水平的學術環境應處于科技前沿，遇到和需要解決的學術問題具有重大的理論或實踐價值，這樣才能激起人們的創新欲望和興趣。計算機發展不同時期從事的不同類型的創新活動對學術環境的要求有很大差異。一般說來，處于理論概念階段的創新對資源的要求低一些，一個人或幾個人在繼承和借鑒前人工作成果的基礎上即可完成，這樣的創新有一定的風險，可能成功也可能失敗，比較適合大學或小型公司。如早期的計算機研制多在大學，其中概念創新、科學試驗是主要工作。而計算機產品創新、標準化、系列化、質量保證、售后服務對資源的要求就比較高了。

創新的社會環境包括支持創新、鼓勵創新，尊重知識、尊重人才、尊重知識產權。要營造學術自由、包容的氛圍，這里關鍵是注重真才實學、重視實際效果，評價機制要務實、不求全責備，要適應創新人才的成長規律。計算機創新成果的價值最終應體現在計算機產品和服務上，必須接受社會和市場檢驗。學術成果的評價和市場檢驗的結果最終應該一致。只有這樣計算機創新才能有生命力，才能推動技術和社會進步，得到社會的廣泛支持。

社會應為企業和學校之間的人才流動創造條件，使學校、研究機構、企業間的人員自由流動形成常態，自然形成產學研相結合的局面。

計算機大師們的共同特點是國際化。他們有國際化的視野，能廣泛進行國際合作和交流，大多數人都有在幾個國際一流大學、一流企業學習工作的經歷。他們積極參與國際一流課題或計算機項目的研發，與國際一流的計算機大師們合作，站在巨人的肩膀上進行科技創新。取得的成果廣為人知，在國際學術界快速取得反響，及時得到推廣和應用。20世紀60年代前后由ACM程序設計語言專家組與歐洲專家組聯合開發程序設計算法語言Algol60的過程就是很好的例證。參加Algol60研究工作的科學家后來都成為程序設計語言領域的知名專家。

四、計算機大師的成才路

1972年佩利在北京中美計算機學術交流時曾經講過：“知識不是寶貝，把他藏起來怕被人偷去。知識是種子，播到各處發芽、生長、開花、結果?！币虼?，計算機大師們十分重視學術交流和人員流動。

一個大型項目的成功往往培養出一批計算機大師。ENIAC研制成功后涌現出?？颂亍⒛胬?、儒科夫、赫斯基、杰弗里·朱、伯克斯等。他們后來分別成為研制UNIVAC計算機、SWAC計算機、AVIDAC計算機的總設計師。人才流動為這些計算機的研制成功發揮了重要作用，也為人才的成長創造了條件。

1946年在莫爾學院舉辦的計算機培訓班，開啟了計算機培訓的先河。威爾克斯、阿里克山等參加了培訓，馮·諾依曼等人也到莫爾學院調研和交流。他們結合自身的工作將ENIAC的成功經驗和改進意見用于UNIVAC、EDSAC、MARK1、IAS、Whirlwind等計算機的開發，不僅促進了計算機性能的提高，也促進了劍橋大學、曼徹斯特大學、麻省理工學院、普林斯頓大學的計算機人才培養和科學研究，為計算機課程建設、專業建設打下了基礎，促進了蘭德公司等企業的計算機業務的發展，如圖3所示。

發揮優勢，“只做只有你才能做的事”，這是狄克斯特拉給年輕科技工作者的忠告，也是他從事科學研究的切身體會。計算機大師們為了實現自己的“創意”和“夢想”，往往主動適時地調整工作崗位。他們在一項工作完成時，便立即到企業、學校和科研機構尋找適合自己下一步的工作，有時甚至自己開一個小公司，發揮自身的最大潛能。

利用顯示屏和鼠標開發新型人機交互界面的Alto系統在施樂公司研制成功后，施樂公司沒能把這一重大技術創新成果轉化為產品。研制Alto系統的技術骨干艾倫·凱到Apple公司工作，薩克爾、蘭普森先后到DEC公司、微軟公司工作。通過人才流動，把人機交互的視窗技術普及到Apple、Windows等產品中，推動了視窗技術、個人計算機的創新與發展。

計算機科學家、計算機工程師和企業家的成才路如圖4和5所示。

圖3 ENIAC項目的輻射作用

圖4 計算機科學家的成才路 圖5 計算機工程師和企業家的成才路

五、信息時代我國培養計算（機）創新性人才的機遇和挑戰