在了解區塊鏈的過程中，我們經常會聽到介紹說以太坊是圖靈完備的區塊鏈平臺。圖靈完備一般作為一個特點用來形容一個系統或者一套語言，這么說吧，我們“人”本身也可以說是圖靈完備的，我們每一個會決策、會思考的人，都可以抽象地看成一個圖靈機，就像李笑來曾經說的，“每個人都有自己的操作系統，因為有元認知能力，還可以自己升級操作系統。”

但是，這么簡單粗暴地理解當然是不夠的，下面給大家詳細講解到底什么是圖靈機和圖靈完備。

什么是圖靈完備？

說到圖靈完備一般得先提到圖靈機的概念，圖靈機是英國數學家阿蘭·麥席森·圖靈在1963年提出的、為了研究可計算問題而構思的抽象計算模型——將人們傳統的使用紙筆進行數學運算的過程，進行抽象，由一個虛擬的機器替代人們進行無數次的數學運算。這個虛擬的機器就是圖靈機，也就是現在計算機的雛形。

如下圖，虛構的圖靈機長這個樣子。形象地來說，它就像是老式的電傳機：一個讀寫頭，一根紙帶（可能任意長），讀寫頭不斷讀取紙帶上的符號，并根據內在的狀態轉換規則轉換當前狀態，同時進行一些動作，比如擦除或改寫當前字符，向前/向后移動讀寫頭或保持不動等。

所以圖靈完備（Turing Complete）原本是來自計算機的概念，是程序員編寫的各種代碼語言，再加上一種能在圖靈機這種虛擬機中完美地運算的運算規則，因此滿足這樣要求的邏輯系統、裝置或者編程語言就叫圖靈完備。

簡而概之，圖靈完備的意思就是可以做到圖靈機所能做到的所有事情，解決所有的可計算問題的邏輯系統、裝置或者編程語言就叫做圖靈完備。

根據圖靈機與圖靈完備的定義，圖靈完備的語言有循環執行語句、判斷分支語句等，理論上能解決任何算法。那么它的一個顯著特點就是支持程序循環不斷地運行下去。缺點就是其有可能進入死循環而導致程序崩潰。

那么相反，圖靈不完備就是不允許或限制循環，可以保證每段程序都不會死循環，都有運行完的時候。

那么在區塊鏈支撐的分布式環境中，圖靈完備是如何應用在區塊鏈中的？它解決了區塊鏈的什么問題？

為什么區塊鏈行業需要圖靈完備？

說到區塊鏈，第一個肯定想到比特幣網絡。我們都知道，一直到目前為止比特幣系統上是幾乎不支持開發程序應用的，這是因為當初中本聰出于安全問題的顧慮，在設計比特幣時只采用了一種堆棧語言，不能做到圖靈機所能做到的所有事情，所以我們說比特幣系統是圖靈不完備的。

不過比特幣這樣的非圖靈完備的區塊鏈代碼協議的優點是很安全，從2009年誕生至今近10年的時間里，區塊鏈中發生過無數起黑客攻擊事件，但比特幣幾乎從未因本身腳本原因出現過資金損失。

那么問題來了，比特幣雖然安全，但是在其系統上不能開發復雜的邏輯程序，這就使得早些年區塊鏈的落地場景和應用十分少。而隨著區塊鏈的發展，這些需求不斷提上議事日程，人們開始逐漸需要能夠支持區塊鏈應用開發運行的系統出現，于是區塊鏈就引入了圖靈完備的概念。

在比特幣之后，為了能實現更豐富的功能和使用場景，一些圖靈完備的區塊鏈系統應運而生。

其中眾所周知的且最具代表性的就是以太坊。以太坊采用的是智能合約語言，它是一個圖靈完備的區塊鏈系統，其虛擬機可運行智能合約，理論上能夠解決所有的可計算問題，從而盡最大限度滿足各種現實應用場景的開發。程序員既可以利用以太坊的智能合約來編寫數字資產的代碼，創建新的數字資產；也可以通過編寫智能合約的代碼，創造非數字資產的功能，例如目前市場上的各種DApps。

總的來說，假如我們把比特幣的區塊鏈當做是一種數字資產的協議技術，那么以太坊的區塊鏈則可以說是這個數字資產協議的協議。

圖靈完備這一技術的特性使得以太坊上從一開始就涌現了大批商業應用，區塊鏈落地場景也逐漸增多。目前已有遠超200個基于以太坊的應用誕生，而隨著摩根大通、微軟、英特爾、三星、豐田等眾多企業巨頭的加盟，以太坊已逐漸從一開始的虛擬代碼技術，成為了虛擬世界最大的一條“高速公路”，被賦予了巨大的創新商業價值，所以以太坊一般也被稱為區塊鏈2.0。

但是，與此同時，圖靈完備有陷入死循環的風險。所以以太坊為了保證所寫出的程序不存在死循環，就在“智能合約”語言中加入了gas的概念，通過加入gas費用，程序每個運算過程都會消耗一定成本，就不會無限制地執行下去。

總結

以太坊雖說可以搭載很多應用，但是復雜的協議在設計和編碼過程中難以避免人工失誤，因此常常被黑客找到漏洞發起攻擊，損失巨大。比如著名的The DAO事件，The DAO資金池中價值6000多萬美元的以太幣在6個小時里被洗劫一空。

不管怎樣，技術是提供便利的，但無論什么技術都多少有雙面性，不論是圖靈完備還是區塊鏈。圖靈完備的開發語言將仍然是未來的主流，因為大多數項目都希望實現多樣的功能，有豐富的使用場景。但是不管做什么項目，安全性一定是不容忽視的考慮因素。