Turing machine

用法示例

1. A Turing machine is a theoretical model of computation that defines which functions are computable.图灵机是一种理论计算模型，用于定义哪些函数是可计算的。
2. The concept of a universal Turing machine allows one machine to simulate any other Turing machine.通用图灵机的概念允许一台机器模拟任何其他图灵机。
3. In cognitive science, some researchers ask whether the human brain is equivalent to a Turing machine.在认知科学中，一些研究者追问人脑是否等价于图灵机。
4. The halting problem for Turing machines is undecidable, as Turing proved in 1936.图灵机停机问题是不可判定的，正如图灵在1936年所证明的那样。
5. Unlike a finite-state machine, a Turing machine has an infinite tape and can perform more complex computations.与有限状态机不同，图灵机具有无限纸带，能执行更复杂的计算。
6. The professor explained that a Turing machine is not a physical device but a mathematical abstraction.教授解释说，图灵机不是物理设备，而是一种数学抽象。

含义详解

Turing machine 的本义指一种理论计算模型：一条无限长的纸带被划分为格子，一个读写头在纸带上移动，根据当前状态和读到的符号，按照有限规则表执行写入、移动和状态转换。它由艾伦·图灵于1936年提出，用于严格定义“可计算函数”的概念。引申义有两个方向：其一，在计算机科学中泛指任何具有等价计算能力的抽象机器，如“通用图灵机”指能模拟其他图灵机的图灵机；其二，在哲学和认知科学中，常被用来讨论心灵、意识与计算的关系，如“人脑是否是一台图灵机”。本义与引申义之间是模型到隐喻的关系：从精确的数学对象扩展为衡量计算能力和智能边界的参照标准。

词源解析

Turing 来自英国数学家 Alan Turing 的姓氏，machine 源自希腊语 mēkhanē（意为“装置、工具”），经拉丁语 machina 进入英语。该短语的构词逻辑是“专有名词 + 普通名词”，属于人名命名的科学术语，类似 Boolean algebra、Newtonian mechanics。记忆时可拆分为 Turing（图灵）与 machine（机器），联想“图灵设计的抽象机器”。注意 Turing 首字母大写，因为它是专有形容词；在句中通常写作 Turing machine，首字母大写 T，小写 m，除非出现在标题或句首。

适用语境

该词主要出现在学术写作中，尤其是计算机科学、数学逻辑和认知科学领域的教材、论文和讲义。在学术语境下，它语气中立、精确，通常作为定义或理论推导的基础概念。在技术新闻报道或科普文章中，它可能被用来解释计算极限或人工智能话题，语气相对通俗但仍保持专业。在日常口语中极少出现，除非说话者具有相关专业背景。在法律文本或文学作品中几乎不出现。商务邮件中若涉及技术方案，可能用于说明计算模型的理论基础，但一般会附带解释。总体而言，该词属于专业术语，语域较高，不适合非正式场合。

用法须知

Turing machine 是可数名词短语，复数形式为 Turing machines。作为主语时，谓语动词用单数或复数取决于单复数形式。常见句型包括：A Turing machine consists of ...；A Turing machine can simulate ...；A function is computable if and only if it can be computed by a Turing machine。易错点：一是首字母大小写，Turing 必须大写，machine 在句中通常小写；二是不要与 Turing test（图灵测试）混淆，两者是不同概念；三是作为专有术语，一般不加定冠词 the，除非特指某一台具体的图灵机，如 the Turing machine described in the paper。

相似词辨析

与 Turing machine 相近的词包括 finite-state machine（有限状态机）、pushdown automaton（下推自动机）和 lambda calculus（λ演算）。有限状态机没有无限纸带，计算能力弱于图灵机；下推自动机增加了一个栈，能力介于有限状态机和图灵机之间；λ演算与图灵机在可计算性上等价，但风格不同，前者基于函数抽象，后者基于状态转换。当讨论计算能力的理论上限时，用 Turing machine 最准确；当描述具体硬件或协议的状态转换时，用 finite-state machine 更合适；当讨论函数式编程的理论基础时，lambda calculus 更常见。

常见误区

Turing machine 是专业术语，语域较高，主要用于学术和技术文本。它不带褒贬色彩，是中性描述。常见误用包括：一是将其与 Turing test 混为一谈，图灵测试是关于机器智能的行为测试，而图灵机是计算模型；二是误以为图灵机是实际存在的机器，实际上它是抽象数学模型；三是在非专业语境中滥用，可能造成理解障碍。在写作中，若面向普通读者，首次出现时应给出简要解释。此外，注意区分“通用图灵机”（universal Turing machine）和普通图灵机，前者能模拟后者。

常见搭配

• universal Turing machine
• Turing machine halting problem
• simulate a Turing machine
• Turing machine model
• deterministic Turing machine
• non-deterministic Turing machine
• Turing machine equivalence
• Turing machine tape