图灵1912年6月23日生于伦敦近郊。1931 年进入剑桥大学国王学院(King' s College)攻读数学。毕业后进入普林斯顿大学攻读博士学位。1936年发表论文 “论可计算数及其在判定问题中的应用”，给“可计算性”下了一个严格的数学定义，并提出了一种计算机的抽象模型，现在被大家称作“图灵机”(Turing Machine)。1938年回到英国剑桥大学。第二次世界大战爆发后，1939年秋季开始，图灵就进入英国外交部的科学研究机构做破译德军密码的工作。他用继电器做成一个所谓“炸弹”的译码机，破译了德军的不少“恩尼格玛”密报。“炸弹”后来改用电子管，命名为“巨人”(Colossus），内含1800多个电子管，被认为是第一台投入运行的数字电子计算机。
1946年2月美国宾夕法尼亚大学莫尔学院由冯·诺伊曼设计了世界上第一台用程序控制的计算机ENIAC。实际上，在此之前，图灵就打算设计自动计算机(Automatic Computing Engine，ACE)，根据图灵的设计，ACE是一台串行定点计算机，字长32位，主频1MHz,采用水银延迟线作存储器，是一种存储程序式计算机。但是，由于没找到合适的团队，其样机Pilot ACE到1950年5月才完成。1945年6月30日，冯 · 诺伊曼发表了题为“关于离散量自动电子计算机的草案”的文章，正式提出了存储程序的概念，因此存储程序式计算机被称为“冯·诺伊曼体系结构”。冯·诺伊曼曾经对图灵十分欣赏并邀请他到他那里工作，但图灵没有接受这个邀请。
图灵在计算机科学上的开拓性的工作使得他在其他方面的成绩被掩盖了。实际上，正如许多科学史上的集大成者一样，图灵堪称为让人们重新认识世界的另一位老师。图灵曾经发表了3篇关于生命科学的文章，它们分别是1936年发表的论文《可计算数及其在判定问题上的应用》、1950年的《计算机和智能》、以及在1952年的《形态发生的化学基础》。
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图灵机与细胞
1935年，图灵开始对数理逻辑发生兴趣。数理逻辑(mathematical logic)又叫形式逻辑(formal 1ogic)或符号逻辑(symbolic logic)，是逻辑学的一个重要分支。数理逻辑用数学方法，也就是用符号和公式、公理的方法去研究人的思维过程、思维规律，其起源可追溯到17世纪德国的大数学家莱布尼茨(Gottfried Wilhelm Leibniz，1646～1716)，其目的是建立一种精确的、普遍的符号语言，并寻求一种推理演算，以便用演算去解决人如何推理的问题。在莱布尼茨的思想中，数理逻辑、数学和计算机三者均出于一个统一的目的，即人的思维过程的演算化、计算机化，以至在计算机上实现。图灵提出的计算模型现在被大家称作“图灵机”(Turing Machine)。
具有重大科学价值和历史意义的计算模型，并非图灵那篇论文的主题。图灵那篇论文主要是回答同样是德国大数学家的戴维•希尔伯特(David I-Hilbert，1862～1943)在1900年举行的世界数学家大会上提出的著名的“23个数学难题”中的一个问题的，这个问题涉及逻辑的完备性，即是否所有的数学问题在原则上都是可解的。图灵的论文回答了这个问题：有些数学问题是不可解的。而自动计算机的理论模型则是图灵在其论文的一个脚注中“顺便”提出来的。
赫胥黎的神经电传导模型为如何理解生物工作的原理提供了理论的方法，但该模型同样包括离子通道和离子泵，而这些都是从基因中构建出来的。现在生物学的主要问题是理解机器制造者的部分，而非机器本身。在这个水平上，细胞恰好涵盖了所有有待解决的问题。
在薛定谔还在《生命是什么》中认为染色体既是“建筑师的计划”又是“工人的草图”（即染色体既是信息的载体，又是功能）时，图灵用另一种方法证明了生物运作的规则。生物体如何运行？它们如何被制造出来以及为何采取该种方式？回答这三个问题甚至超出了生物学本身，如果将细胞看成是一架“图灵机”，那么在细胞核中长长的染色体就是纸带。图灵的设想至少在此已经和自然界的选择相同。
图灵测试
所谓图灵测试是一种测试机器是不是具备人类智能的方法。被测试的有一个人，另一个是声称自己有人类智力的机器。测试时，测试人与被测试人是分开的，测试人只有通过一些装置（如键盘）向被测试人问一些问题，这些问题随便是什么问题都可以。问过一些问题后，如果测试人能够正确地分出谁是人谁是机器，那机器就没有通过图灵测试，如果测试人没有分出谁是机器谁是人，那这个机器就是有人类智能的。
要分辨一个想法是“自创”的思想还是精心设计的“模仿”是非常难的，任何自创思想的证据都可以被否决。图灵试图解决长久以来关于如何定义思考的哲学争论，他提出了一个虽然主观但可操作的标准：如果一台电脑表现（act）、反应（react）和互相作用（interact）都和有意识的个体一样，那么它就应该被认为是有意识的。为了消除人类心中的偏见，图灵设计了一种“模仿游戏”，即现在说的图灵测试：远处的人类测试者在一段规定的时间内，根据两个实体对他提出的各种问题的反应来判断是人类还是电脑。通过一系列这样的测试，从电脑被误判断为人的几率就可以测出电脑智能的成功程度。
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图灵斑图
19世纪末20世纪初，杜里舒通过试验发现，在海胆卵分裂过程中，任取其中的一个细胞或者将其细胞扰乱，都能发展成为一完整的幼虫。他认为这是因为“每一细胞都有发展成一生机体之可能”。他把这种现象称之为“平等可能系统”。杜里舒把生物学上的这种现象升华为一种哲学理论，提出了他的生机哲学的基本概念。在杜里舒看来，探究生命早期的结构化模式是毫无希望的，这也是他倒向生命原力论的主要原因。
如果说前两篇文章对于计算机科学的科学家更有指导意义，《形态发生的化学基础》则是纯粹的生物科学文献。在《形态发生的化学基础》一文中，图灵通过简单的数学模型证明模式完全可以从初始状态产生。图灵提出的“成型素”概念意味着一个分子具有可以导致组织分化的能力。分子生物学家可能马上会想到HOX基因，基因是一种“同源异形”基因，是动物形态蓝图的设计师，在发育过程中控制身体各部分形成的位置。如果同源异形基因发生突变，会使动物某一部位的器官变成其他部位的器官，叫做同源异形。同源异形盒是一类含有同源框的基因。在胚胎发育中的表达水平对于组织和器官的形成具有重要的调控作用。该类基因的突变，就会在胚胎发育过程中导致某一器官异位生长，即本来应该形成的正常结构被其他器官取代了。例如，果蝇的同源异型基因Antp的突变，导致果蝇的一对触角被两只腿所取代。
已发现的 Hox基因的产物基本上都是转录因子，同源框的蛋白产物呈螺旋-转角-螺旋的立体构型，可以和DNA双螺旋的主沟吻合，附着于邻近于TAAT的碱基，由于它能识别所控制的基因启动子的特异序列，从而在转录水平调控基因表达。不仅在果蝇中,在小鼠、人等哺乳动物中也存在有同源异型基因,称Hox基因家族。
模式形成过程的核心是对称的破坏，在图灵认为，动物胚胎中广泛而平均地分布着成型素，在特定的组织形成之后，对称性随之丧失。尽管被物理学家奉为原则的对称性在生命科学中并非完全适用，但图灵的观点仍直指生命的开始。
图灵该篇文章包括一个巧妙的数学技巧，它将一个非线性的过程离散地组织在一个线性系统中，在无扩散时，该系统保持稳定，一旦扩散开始，该系统表现为运动并形成空间化的模式。该技巧在于在一定的时间点上启动非线性变化，而在绝大多数时间系统维持线性变化。在许多时候，非线性系统往往造成函数图像的散乱无章，但图灵成功地生成了扩散模式。
图灵的这篇文章很难将它简单地表达出来，它提出的这个时间正好处于数学从分析性数学到计算性数学的历史阶段。尽管该篇文章的主体是分析性的证明，但这几乎是历史上第一篇关于模式形成的模拟论文，也有可能是第一篇公开发表的计算实验性文章。“绝大多数的情况、绝大多数的物种都是从一种模式过渡到另一种模式，而非从同质化的物质过渡到一种模式。”图灵的文章最后如是说。
半个多世纪以来，化学家致力于寻找可以产生结构的反应体系，生物学家的努力则集中在寻找所谓的形态发生素或抑制因子。《形态形成的化学基础》发表10多年后，普里高津对耗散结构的研究证实了图灵斑有可能存在，20多年后，德国马普生物发展研究所的两位科学家在实验室中完美地演绎了图灵失稳，通过一个使用显色剂的反应-扩散体系得到一些类似于动物表皮的条状花纹。在生物学领域，一切工作却可说近几年内才刚刚起步，因为尽管该模型在数学和物理层面表达正确，但他毕竟是在现代分子遗传学建立之前就完成了他的工作，有很多当时还未开启的学科知识没有涉及。威斯康星大学麦迪逊分校的发育和进化生物学家肖恩•卡罗尔团队发现了一种果蝇身上的Wnt信号系统；西雅图华盛顿大学的大卫•帕里奇团队找到了一种能够控制斑马鱼身上色素细胞的蛋白；而在最近，英国伦敦国王学院的杰里米•格林团队又发现一种特定成形素，能够指导小鼠上颚的褶皱图案依循图灵方程所预测的方式变化。这篇《自然遗传学》上发表的论文，首次提供了图灵假说的实验证据。图灵将这对成形素称为“激活剂（activator）”和“抑制剂（inhibitor）”，研究人员识别出了特定的成形素——FGF(纤维母细胞生长因子)和Shh (Sonic Hedgehog）。他们发现当这些成形素活跃度增加或减少时，动物的条纹模式会按照图灵的方程式预测的那样受到影响。
在图灵生活的那个年代呈现了自然科学之间广泛而多样性的联系，赫胥黎的神经传导模型成为目前生物物理学与系统生物学实验的范本，图灵的这篇文章从简单的化学现象入手探讨了生物的本源，从而成为数理生物学的里程碑，而沃森及克里克的双螺旋的提出则成为现在占主导地位的分子生物学的发端。尽管双螺旋的提出可被认为是最重要的生物学史事件，但不可否认的是，当今的生物医学研究被严格地控制在分子生物学的范畴中，所有的现象必须回归到生物大分子的层面。所幸在60年过后的今天，这些线索正在被人们所重拾。 今天年轻的生物学工作者可能不容易理解图灵这篇文章的“含义”，因为至今看来这篇文章也并非主流的生物研究文章。图灵的文章对于今天的年轻生物学家最有意义的一点并不是被看做“可供商榷”的材料，而是提供一种解决具体问题的理论框架。（编译：李秋实）