迈克尔·拉宾(Michael Rabin,1931年9月1日 - ),1976年图灵奖得主,致力于有限自动机的研究。

迈克尔·拉宾于1931年出生于德国布雷斯劳,即现在的波兰佛罗茨瓦夫。他的父亲是一名拉比,拉比是犹太人中的一个特别阶层,是老师也是智者的象征,指接受过正规犹太教育,系统学习过《塔纳赫》、《塔木德》等犹太教经典,担任犹太人社团或犹太教教会精神领袖,主要为有学问的学者。在父亲的熏陶教育下,拉宾早早接触到了宗教、哲学和各种经典著作,培养了他严谨的思维方式和对问题深入探究的习惯。
迈克尔全家于1935年搬到巴勒斯坦,他接受了非常好的小学教育,就读于海法最好的高中。
高中时,他由以色列总理内塔尼亚胡的叔叔 Elisha Netanyahu 教数学,而 Elisha Netanyahu 后来成为海法以色列理工学院的教授和理学院院长。在担任高中教师期间,Elisha Netanyahu 每周组织一次研讨会,向选定的学生群体教授高等数学主题。迈克尔·拉宾参加了比赛,并很快学到了比他这个年龄的学生所学多得多的东西。
迈克尔·拉宾16岁完成了高中学业,随后他被应征入伍,为当时新成立的以色列国的独立而战。他通过阅读数学教科书来填补闲暇的时间。他给亚伯拉罕·弗兰克尔「Abraham Fraenkel」教授写信讨论关于集合论的论文,教授对他的信印象深刻,他会见了迈克尔·拉宾。后来,拉宾从军中被召集到耶路撒冷大学学习代数,他直接被录取攻读硕士学位,并于1953年获得了理学硕士学位。
迈克尔·拉宾的硕士学位论文解决了德国数学家埃米·诺特「Emmy Noether」提出的一个重要的开放性问题。迈克尔·拉宾开发了一个素数测试算法,称为米勒·拉宾测试,该测试证明了随机算法的有效性,并使生成大型随机素数成为可能,从而构建RSA密码系统的候选实例,从本质上讲,几乎所有密码系统都需要生成大素数,米勒·拉宾测试在实践中效率高,它包含在许多加密产品中,并在许多加密标准中指定。迈克尔·拉宾解释了概率自动机的概念,并与加里·米勒一起将其应用于素数测试的工作。
凭借硕士论文,迈克尔·拉宾被普林斯顿大学录取攻读博士学位,在那里他是从阿朗佐·丘奇「Alonzo Church」并于1957年毕业。
完成博士学位后,迈克尔·拉宾应 IBM 邀请参加一个面向精选年轻科学家的夏季研究讨论会。在那里迈克尔·拉宾和 Dana Scott 合作撰写了著名的论文「有限自动机及其决策问题」,该论文是他们获得1976年图灵奖的重要基础。这一观点打破了传统自动机理论的局限,为计算机科学的发展开辟了新的道路。传统的确定自动机在处理某些复杂问题时存在局限性,而非确定自动机则能够更灵活地处理不确定性和并行性,大大提高了计算机对复杂问题的处理能力。
自动机理论始于1943年 Walter Pitts 和 Warren McCulloch 对人工神经网络的研究。在传统的确定自动机中,每个状态在接收一个输入符号后,会明确地转移到下一个状态,这种确定性使得自动机在处理一些简单任务时高效且可靠。然而,当面对复杂的问题,如自然语言处理、模式识别等,确定自动机的局限性就暴露无遗。
迈克尔·拉宾和Dana Scott 提出了非确定自动机观点。非确定自动机则打破了这种确定性的束缚,它允许一个状态在接收一个输入符号后,转移到多个可能的状态。这一创新的观点为计算机科学带来了全新的思路,使得计算机能够更好地处理不确定性和并行性。在自然语言处理中,一个单词可能有多种语义,非确定自动机可以同时考虑这些可能的语义,从而更准确地理解句子的含义;在模式识别中,面对复杂的图像或声音模式,非确定自动机能够并行地探索多种可能的匹配路径,提高识别的效率和准确性。非确定自动机的提出,不仅推动了自动机理论的发展,也为后续的计算机算法设计、人工智能等领域的研究奠定了基础,成为计算机科学发展史上的一个重要里程碑。
第二年夏天,迈克尔·拉宾再次被邀请参加 IBM 研讨会,这次他遇到了另一位未来的图灵奖获得者约翰·麦卡锡「John McCarthy」。麦卡锡向他解释了一个关于间谍和警卫的谜题,这个谜题促使拉宾在密码学方面也取得了重要成就。
1978年,迈克尔·拉宾发明了「米勒-拉宾」检验算法,这是一种相当快速的随机化算法,用于判断一个大数是否是素数。在密码学、数论等领域,判断一个大数是否为素数是一个至关重要的问题。传统的素数判断方法在面对大数时,计算量巨大,效率低下,难以满足实际应用的需求。「米勒-拉宾」检验算法基于费马小定理和二次探测定理,巧妙地利用了随机化的思想,大大提高了判断的效率。
1979年,迈克尔·拉宾发明了第一个非对称密码系统 - 拉宾密码系统。拉宾密码系统采用了公钥和私钥的机制,通信双发无需事先交换密钥,发送方使用接收方的公钥对消息进行加密,接收方使用自己的私钥进行解密,这种非对称的加密方式大大提高了密钥管理的便利性和安全性。
迈克尔·拉宾还有很多其他方面的成就,1981年提出了「不经意传输技术」,这是一种在密码学中非常重要的技术。1987年,迈克尔·拉宾和理查德·卡普提出了「拉宾-卡普算法」,这是一种用于字符串搜索的高效算法,在文本处理、生物信息学等领域,大大提高了字符串搜索的效率。