重生1895，我在南洋立新国 第825章 图灵机
热门推荐：
穿成死对头生的女儿，我只想登基
高武：错练邪功，天下无敌
重生2003之逐梦人生
重生1950：从参谋到战神
震惊，这个反派世子背景无敌
舔狗反派只想苟，女主不按套路走！
重生58：有系统谁还娶俏寡妇
时空洞天三千法则铸无上
人皮子的异世界讨封
皮埃尔走到展厅墙边的一排铅制防护箱前，打开其中一个箱门，里面是分层的铅隔板，每个隔板上都有凹槽，用于放置镭化合物安瓿瓶。
“总长先生，这是南洋科学院材料研究所专门为我们设计的防护储存箱。箱体内壁衬有十厘米厚的铅板，箱门边缘设有铅制密封条，确保即使是最强的伽马射线也无法穿透。”
“所有实验操作都在专门的铅玻璃手套箱内完成。实验室工作人员每两周进行一次血液检查，监测白细胞计数，确保辐射暴露剂量在安全范围内。”
“很好。”刘志俊合上防护箱的箱门，然后转向居里夫妇，“但是还不够。我要你们建立一套更严格的辐射安全标准。”
“所有接触放射性物质的工作人员，辐射暴露剂量必须控制在比目前国际通用安全标准更严格的水平以下。”
“你们自己，作为长期接触镭的研究人员，也要定期接受健康检查。你们两人的身体，是这个国家最宝贵的科学资产之一。”
玛丽微微愣了一下，然后笑了。她的笑容在展厅灯光下显得温暖而略带疲惫。“谢谢您，总长。我们会注意的。”
“还有一件事。”刘志俊从口袋里掏出一张折好的纸，展开后是一份手写的备忘录，“我注意到你们的研究所目前使用的高纯度铅全部依赖从英国进口。”
“最近由于战争期间，英国的铅矿产量大幅下降，价格涨了将近三倍。”
“我已经让工业部协调，从澳大利亚芒特艾萨铅锌矿调拨一批高纯度铅，专门供应你们的实验室。
“第一批五吨已经在路上了，预计下周运到日惹。”
皮埃尔的眼眶微微泛红。他的嘴唇动了动，想说什么，但最终只是伸出手去，用力地和刘志俊握了一下。
作为一个在巴黎的破旧木棚里提炼了整整四年镭的科学家，他知道研究经费和物资保障意味着什么。
……
第三个展区属于艾伦·图灵。这位年仅二十五岁的英国数学家是三年前受聘来到南洋科技大学的，他的研究方向是数理逻辑和可计算性理论。
在来南洋之前，他在剑桥大学国王学院发表了一篇题为《论可计算数及其在判定问题上的应用》的论文，在数学界引起了不小的轰动。
但剑桥的保守派教授们对这个满脑子抽象符号和假想机器的年轻人并不友善，他的研究经费一再被削减，最终几乎难以为继。
是南洋科学院驻伦敦的联络员发现了这个天才，并将他的论文寄回了坤甸。
刘志俊读完之后，亲自批示了一笔为期五年的研究资助，邀请图灵来南洋科技大学建立自己的实验室。
图灵站在他的展区前，穿着一件略显宽大的灰色西装，领带系得有些歪。
他的头发是褐色的，微微卷曲，脸上的皮肤因为长期待在室内而显得有些苍白。他的手指不自觉地玩弄着一支铅笔，看起来有些紧张。
他面前的展台上放着一台机器。严格来说，那还不能算是一台完整的机器，而是一个由黄铜齿轮、纸带阅读器和继电器矩阵组成的复杂装置。
装置的长度大约有一米二，宽度大约六十厘米，高度大约四十厘米。
纸带阅读器的一端连接着一卷打孔纸带，另一端连接着一排电磁铁，电磁铁驱动着一组黄铜齿轮，齿轮的转动又带动着一排机械计数器。
整个装置通过一团密如蛛网的电线连接在一起，看起来既精密又凌乱，像是一件尚未完工的精密钟表。
“图灵先生，”刘志俊走到展台前，饶有兴致地打量着这台复杂的装置，“这就是你在报告中提到的‘通用计算机模型’？”
“是的，总长。”图灵放下铅笔，站直了身体。他的英语带着一种受过良好教育的剑桥口音。
他的语速很快，像是脑子里有太多想法同时涌出来，嘴巴跟不上思考的速度。
“这台机器的核心设计思想来源于我提出的一种假想装置，我称之为‘图灵机’。”
他走到机器的纸带阅读器旁边，用手指轻轻敲了敲。“这个纸带阅读器就是图灵机的物理实现。纸带上打有孔洞，每一个孔洞的位置组合代表一个符号。
纸带在阅读器中匀速移动，阅读器的电刷接触纸带表面，没有孔洞的地方电路断开，有孔洞的地方电路接通。
通过接通和断开的组合，机器就可以读取纸带上记录的符号序列。”
他的手指沿着电线的走向移动到继电器矩阵上。“这里的继电器矩阵相当于图灵机中的‘有限状态表’。
继电器是一种电磁开关，当通电时衔铁吸合，断电时衔铁弹开。通过继电器的吸合和弹开，我们可以表示不同的状态。
机器的运算规则以接线的形式固化在继电器之间的连接方式中。不同的接线方式，就对应不同的算法。”
他的手指最后停在那排机械计数器上。“这里是输出端。计算结果通过电磁铁驱动齿轮转动。
齿轮每转动一格，计数器就加一或减一。最终的计算结果以十进制数字的形式显示在计数器的刻度盘上。”
图灵从展台上拿起一张打孔纸带，塞进阅读器的入口。然后他按下机器侧面一个黄铜制成的开关按钮。
继电器发出了一阵密集的咔哒声，齿轮开始转动，纸带以大约每秒钟两厘米的速度穿过阅读器。
大约三十秒后，纸带从阅读器的出口吐出来，计数器上的数字跳动了几下，最后停在一个数字上。
“我刚才输入的是一道简单的加法题：二百三十七加一百二十八。”图灵指着计数器上的刻度盘说道，“答案是三百六十五。机器算对了。”
刘志俊俯下身，仔细端详着那排机械计数器上显示的数字。三百六十五。一个最简单的加法，却是由一台机器而不是人脑完成的。
他直起身，目光落在图灵的脸上。“图灵先生，这台机器目前能做哪些运算？”
“目前它只能做加减法和乘法，”图灵坦诚地说，“除法还不太稳定，因为除法的运算步骤比加减法复杂得多。
需要的继电器数量急剧增加。这台机器只有三十二个继电器，做一些简单的四则运算已经接近极限了。”
他走到展台旁边的一块黑板前，黑板上用粉笔画着这台机器的逻辑结构图。“但理论上，这台机器实现了我提出的图灵机模型。
根据我在论文中的证明，任何可计算的问题，只要能用有限的步骤描述出来，都可以用图灵机来求解。
换句话说，这台机器在理论上可以实现任何一种数学运算，只要给它足够的时间和足够多的纸带。”
“足够多的时间是多长？”刘志俊问道。
图灵拿起粉笔，在黑板上快速写下了几个公式。“这取决于问题的复杂度和机器的运算速度。
目前这台机器的运算速度是每秒钟大约一次加减法。如果用这台机器来计算简单的炮弹弹道轨迹方程。
我了解到这是贵国国防部非常关心的一类问题，一个典型的弹道方程需要大约两万次运算，也就是大约六个小时。
如果是更复杂的方程组，比如需要求解多个变量的联立方程，可能需要几十个小时甚至更长。”
“六个小时算一条弹道。”刘志俊的手指在展台的边缘轻轻敲着，“当前我们的炮兵部队使用对数表和计算尺手工解算弹道。
一个训练有素的炮兵计算员解算一条弹道大约需要三十分钟。你的机器比人工还慢。”
“但现在慢，不等于将来慢。”图灵放下粉笔，转过身来，目光直视刘志俊。他说话的速度更快了，脸上泛起一层因为兴奋而产生的潮红。
“总长，这台机器只是第一代原型机，它的运算速度受限于继电器的机械动作速度。但如果我们用真空管取代继电器。
真空管的开关速度是继电器的成千上万倍，机器的运算速度将实现质的飞跃。
同时，如果我们能找到一种方法，将运算规则以电子信号而不是机械接线的方式存储在机器内部。
那么这台机器就不需要每次更换算法时重新接线，而可以像更换纸带一样快速切换不同的运算程序。”
他深吸一口气，说出了那句后来被载入科技史册的话：“总长，我确信，在十年之内，我们将建成一台真正的电子计算机。
它将拥有数百甚至数千个真空管，运算速度将是这台机械计算机的几百倍甚至几千倍。
到那时候，用六个小时手工计算一条弹道的时代将一去不复返。”
……
“总长先生，这是南洋科学院材料研究所专门为我们设计的防护储存箱。箱体内壁衬有十厘米厚的铅板，箱门边缘设有铅制密封条，确保即使是最强的伽马射线也无法穿透。”
“所有实验操作都在专门的铅玻璃手套箱内完成。实验室工作人员每两周进行一次血液检查，监测白细胞计数，确保辐射暴露剂量在安全范围内。”
“很好。”刘志俊合上防护箱的箱门，然后转向居里夫妇，“但是还不够。我要你们建立一套更严格的辐射安全标准。”
“所有接触放射性物质的工作人员，辐射暴露剂量必须控制在比目前国际通用安全标准更严格的水平以下。”
“你们自己，作为长期接触镭的研究人员，也要定期接受健康检查。你们两人的身体，是这个国家最宝贵的科学资产之一。”
玛丽微微愣了一下，然后笑了。她的笑容在展厅灯光下显得温暖而略带疲惫。“谢谢您，总长。我们会注意的。”
“还有一件事。”刘志俊从口袋里掏出一张折好的纸，展开后是一份手写的备忘录，“我注意到你们的研究所目前使用的高纯度铅全部依赖从英国进口。”
“最近由于战争期间，英国的铅矿产量大幅下降，价格涨了将近三倍。”
“我已经让工业部协调，从澳大利亚芒特艾萨铅锌矿调拨一批高纯度铅，专门供应你们的实验室。
“第一批五吨已经在路上了，预计下周运到日惹。”
皮埃尔的眼眶微微泛红。他的嘴唇动了动，想说什么，但最终只是伸出手去，用力地和刘志俊握了一下。
作为一个在巴黎的破旧木棚里提炼了整整四年镭的科学家，他知道研究经费和物资保障意味着什么。
……
第三个展区属于艾伦·图灵。这位年仅二十五岁的英国数学家是三年前受聘来到南洋科技大学的，他的研究方向是数理逻辑和可计算性理论。
在来南洋之前，他在剑桥大学国王学院发表了一篇题为《论可计算数及其在判定问题上的应用》的论文，在数学界引起了不小的轰动。
但剑桥的保守派教授们对这个满脑子抽象符号和假想机器的年轻人并不友善，他的研究经费一再被削减，最终几乎难以为继。
是南洋科学院驻伦敦的联络员发现了这个天才，并将他的论文寄回了坤甸。
刘志俊读完之后，亲自批示了一笔为期五年的研究资助，邀请图灵来南洋科技大学建立自己的实验室。
图灵站在他的展区前，穿着一件略显宽大的灰色西装，领带系得有些歪。
他的头发是褐色的，微微卷曲，脸上的皮肤因为长期待在室内而显得有些苍白。他的手指不自觉地玩弄着一支铅笔，看起来有些紧张。
他面前的展台上放着一台机器。严格来说，那还不能算是一台完整的机器，而是一个由黄铜齿轮、纸带阅读器和继电器矩阵组成的复杂装置。
装置的长度大约有一米二，宽度大约六十厘米，高度大约四十厘米。
纸带阅读器的一端连接着一卷打孔纸带，另一端连接着一排电磁铁，电磁铁驱动着一组黄铜齿轮，齿轮的转动又带动着一排机械计数器。
整个装置通过一团密如蛛网的电线连接在一起，看起来既精密又凌乱，像是一件尚未完工的精密钟表。
“图灵先生，”刘志俊走到展台前，饶有兴致地打量着这台复杂的装置，“这就是你在报告中提到的‘通用计算机模型’？”
“是的，总长。”图灵放下铅笔，站直了身体。他的英语带着一种受过良好教育的剑桥口音。
他的语速很快，像是脑子里有太多想法同时涌出来，嘴巴跟不上思考的速度。
“这台机器的核心设计思想来源于我提出的一种假想装置，我称之为‘图灵机’。”
他走到机器的纸带阅读器旁边，用手指轻轻敲了敲。“这个纸带阅读器就是图灵机的物理实现。纸带上打有孔洞，每一个孔洞的位置组合代表一个符号。
纸带在阅读器中匀速移动，阅读器的电刷接触纸带表面，没有孔洞的地方电路断开，有孔洞的地方电路接通。
通过接通和断开的组合，机器就可以读取纸带上记录的符号序列。”
他的手指沿着电线的走向移动到继电器矩阵上。“这里的继电器矩阵相当于图灵机中的‘有限状态表’。
继电器是一种电磁开关，当通电时衔铁吸合，断电时衔铁弹开。通过继电器的吸合和弹开，我们可以表示不同的状态。
机器的运算规则以接线的形式固化在继电器之间的连接方式中。不同的接线方式，就对应不同的算法。”
他的手指最后停在那排机械计数器上。“这里是输出端。计算结果通过电磁铁驱动齿轮转动。
齿轮每转动一格，计数器就加一或减一。最终的计算结果以十进制数字的形式显示在计数器的刻度盘上。”
图灵从展台上拿起一张打孔纸带，塞进阅读器的入口。然后他按下机器侧面一个黄铜制成的开关按钮。
继电器发出了一阵密集的咔哒声，齿轮开始转动，纸带以大约每秒钟两厘米的速度穿过阅读器。
大约三十秒后，纸带从阅读器的出口吐出来，计数器上的数字跳动了几下，最后停在一个数字上。
“我刚才输入的是一道简单的加法题：二百三十七加一百二十八。”图灵指着计数器上的刻度盘说道，“答案是三百六十五。机器算对了。”
刘志俊俯下身，仔细端详着那排机械计数器上显示的数字。三百六十五。一个最简单的加法，却是由一台机器而不是人脑完成的。
他直起身，目光落在图灵的脸上。“图灵先生，这台机器目前能做哪些运算？”
“目前它只能做加减法和乘法，”图灵坦诚地说，“除法还不太稳定，因为除法的运算步骤比加减法复杂得多。
需要的继电器数量急剧增加。这台机器只有三十二个继电器，做一些简单的四则运算已经接近极限了。”
他走到展台旁边的一块黑板前，黑板上用粉笔画着这台机器的逻辑结构图。“但理论上，这台机器实现了我提出的图灵机模型。
根据我在论文中的证明，任何可计算的问题，只要能用有限的步骤描述出来，都可以用图灵机来求解。
换句话说，这台机器在理论上可以实现任何一种数学运算，只要给它足够的时间和足够多的纸带。”
“足够多的时间是多长？”刘志俊问道。
图灵拿起粉笔，在黑板上快速写下了几个公式。“这取决于问题的复杂度和机器的运算速度。
目前这台机器的运算速度是每秒钟大约一次加减法。如果用这台机器来计算简单的炮弹弹道轨迹方程。
我了解到这是贵国国防部非常关心的一类问题，一个典型的弹道方程需要大约两万次运算，也就是大约六个小时。
如果是更复杂的方程组，比如需要求解多个变量的联立方程，可能需要几十个小时甚至更长。”
“六个小时算一条弹道。”刘志俊的手指在展台的边缘轻轻敲着，“当前我们的炮兵部队使用对数表和计算尺手工解算弹道。
一个训练有素的炮兵计算员解算一条弹道大约需要三十分钟。你的机器比人工还慢。”
“但现在慢，不等于将来慢。”图灵放下粉笔，转过身来，目光直视刘志俊。他说话的速度更快了，脸上泛起一层因为兴奋而产生的潮红。
“总长，这台机器只是第一代原型机，它的运算速度受限于继电器的机械动作速度。但如果我们用真空管取代继电器。
真空管的开关速度是继电器的成千上万倍，机器的运算速度将实现质的飞跃。
同时，如果我们能找到一种方法，将运算规则以电子信号而不是机械接线的方式存储在机器内部。
那么这台机器就不需要每次更换算法时重新接线，而可以像更换纸带一样快速切换不同的运算程序。”
他深吸一口气，说出了那句后来被载入科技史册的话：“总长，我确信，在十年之内，我们将建成一台真正的电子计算机。
它将拥有数百甚至数千个真空管，运算速度将是这台机械计算机的几百倍甚至几千倍。
到那时候，用六个小时手工计算一条弹道的时代将一去不复返。”
……