Кто такой Алан Тьюринг?

Алан Матисон Тьюринг (родился 23 июня 1912 г. - умер 7 июня 1954 г.) был английским математиком, компьютерным ученым и криптологом. Он считается основателем информатики. С помощью разработанного им теста Тьюринга он выдвинул критерий того, могут ли машины и компьютеры обладать способностью мыслить.

II. Его считали героем войны, потому что он сыграл решающую роль в взломе немецких кодов во время Второй мировой войны. Кроме того, во время учебы в Манчестерском университете он заложил концептуальную основу современных компьютеров с определением алгоритма, называемого машиной Тьюринга.

Его имя также вошло в историю математики благодаря гипотезе Черча-Тьюринга, которую он разработал вместе со своим учителем диссертации Алонзо Черчем, с которым он работал в Принстоне. Этот тезис утверждает, что все вычисления, которые могут быть описаны алгоритмом, состоят из вычислений, которые могут быть описаны четырьмя операциями: операциями проекции, сочленения и сканирования. Это неопровержимая гипотеза о философии математики, а не математическая теорема.

В 1952 году Тьюринг, который обратился в полицию с жалобой на то, что его шантажировали и объявил, что он гей, судили по обвинению в гомосексуализме и приговорили к выстрелу с инъекцией эстрогена, которая использовалась в качестве метода химической кастрации для 1 человека. год. Он умер в 1954 году от отравления цианистым калием. Полицейское расследование установило, что Тьюринг умер в результате самоубийства, приняв цианистый яд с яблоком, которое он съел. Однако утверждалось, что отравление Тьюринга не было вызвано его самоубийством, и что к этой подозрительной смерти приложили руку и другие.

Он стал частью академического мира информатики благодаря премии Тьюринга, названной в его честь и считающейся Нобелевской премией по информатике.

Модель реакции-диффузии, одна из важнейших математических моделей в биологии развития, также была сформулирована Тьюрингом.

Детство и юность

Его мать Сара забеременела в городе Чатрапур, штат Орисса, Индия. Его отец, Джулиус Мэтисон Тьюринг, был индийским государственным служащим в британской индийской колониальной администрации. Юлиус и его мать Сара хотели родиться в Англии, поэтому они приехали в Лондон и поселились в доме в Мейд-Вейл (ныне отель Colonnade), где 23 июня 1912 года родился Алан Тьюринг. У него был старший брат по имени Джон. Его отец работал на государственной службе Индии, и в детстве Тьюринга семья путешествовала между Гилфордом, Англия и Индией, оставив двух своих сыновей, чтобы остаться с друзьями в Гастингсе, Англия. Тьюринг проявил признаки гения в раннем возрасте и постоянно проявлял их.

Его родители зачислили его в дневную школу Сент-Майклс, когда ему было 6 лет. Другие его инструкторы, а затем и директор школы, быстро осознали его интеллект. В 1926 году в возрасте 14 лет он поступил в Sherborne School, известную очень дорогую частную школу в Дорсете. Первый день школьного семестра совпал с всеобщей забастовкой в ​​Англии; однако Тьюринг был так увлечен своей школой, что в тот день, когда в стране не было поездов, он в одиночку проехал на велосипеде более 60 миль от Саутгемптона до школы, проведя ночь в отеле на полпути.

Естественная склонность Тьюринга к математике и естественным наукам не снискала ему уважения со стороны его учителей, чье определение образования в Шерборне было больше сосредоточено на классическом древнегреческом и латыни. Директор школы написал своей семье: «Надеюсь, он не останется в неведении между двумя школами. Если он/она останется в частной школе, он/она должен принять специальное образование в частной школе; Если он просто собирается стать преданным ученым, он зря тратит время в этой частной школе.

Несмотря на это, Тьюринг продолжал демонстрировать свой выдающийся талант в изучении, которое он любил, решая задачи по высшей математике еще до того, как он изучил производные и интеграционные темы в своих классах. В 1928 году в возрасте 16 лет он познакомился с работами Альберта Эйнштейна; не только ухватился за это; он обнаружил это, изучая критику Эйнштейном заявлений Ньютона о движении (без использования текстов из учебников, которые не объясняли их).

Тьюринг подружился и завязал роман с Кристофером Моркомом, учеником немного старше его в школе. Морком умер всего через несколько недель после окончания последнего семестра в Шерборне от туберкулеза, которым он заразился в детстве от употребления туберкулезного коровьего молока. Религиозная вера Тьюринга была разрушена, и он стал атеистом. Он принял веру в то, что все мировые явления, включая работу человеческого мозга, материалистичны.

Университет и его работа по вычислимости

Нежелание Тьюринга изучать классический древнегреческий язык и латынь, а также то, что он всегда предпочитал математику и естественные науки, помешали ему выиграть стипендию в Тринити-колледже в Кембридже. Он пошел в Кембриджский Королевский колледж, его второй выбор. Он учился там с 1931 по 1934 год, получил диплом с отличием и был избран академическим членом Королевского колледжа в 1935 году за диссертацию по центральной предельной теореме.

В очень важной статье «Вычислимые числа: приложение к проблеме принятия решений», представленной 28 мая 1936 года, Курт Гёдель переформулировал результаты доказательств пределов вычислений и доказательств, подготовленных в 1931 году, на универсальном формальном языке, основанном на арифметике. , заменив его теперь машинами Тьюринга.Он выдвинул упомянутое нами доказательство, основанное на более простых и более формальных методах. Он доказал, что любую вообразимую математическую задачу можно решить с помощью такой машины, если ее можно представить алгоритмом.

Машины Тьюринга - главный исследовательский элемент сегодняшних теорий вычислений. Далее он доказал, что проблема завершения для машин Тьюринга неразрешима и что она не является следствием проблемы принятия решений: в общем, невозможно решить, даже если алгоритмически представленная машина Тьюринга всегда завершается. Хотя его доказательство было опубликовано позже, чем эквивалентное доказательство Алонзо Черча результата Тьюринга, основанное на теории лямбда-вычислений, работа Тьюринга была гораздо более приемлемой и интуитивно понятной. Новой стороной его теории была концепция «универсальной машины (Тьюринга)», идея машины, которая могла бы выполнять задачи любой другой машины. В статье также было введено понятие идентифицируемых номеров.

С сентября 1936 года по июль 1938 года он почти непрерывно работал вместе с Алонзо Чёрчем в Институте перспективных исследований Принстонского университета. Помимо абстрактной математики, он также занимался криптологией, а также выполнил три этапа четырехступенчатой ​​электромеханической двоичной машины умножения. Он представил свою диссертацию в июне 1938 года и получил звание доктора философии в Принстоне. В своей научной диссертации он исследовал концепцию вычислений с помощью машин Тьюринга, связанных с машинами предсказания, что позволило ему исследовать проблемы, которые машина Тьюринга не может решить.

Вернувшись в Кембридж, Англия, он посетил лекции Людвига Витгенштейна по основам математики. У них двоих были ссоры, и они не могли поладить. Тьюринг защищал формализм, а Витгенштейн утверждал, что математика изобретает новые факты, а не открывает их заново. Он также работал неполный рабочий день в Государственной школе кодирования и шифров (GCCS).

"Бомбовая" машина Тьюринга-Велчмана

Через несколько недель после прихода в Блетчли Парк Тьюринг разработал электромеханическую машину, которая поможет быстро сломать Enigma; Название Bombe было дано этой машине в связи с названием Bombe, присвоенным устройству, которое ранее было разработано на базе польских машин в 1932 году. С дополнениями, предложенными математиком Гордоном Велчманом, Bombe Enigma использовалась как наиболее важная и единственная полностью автоматизированная машина для взлома кода при атаке защищенного трафика сообщений.

Профессор Джек Гуд, который работал над криптоанализом в Блетчли-парке в то же время, что и Тьюринг, позже удостоил Тьюринга таких слов: «На мой взгляд, наиболее важным вкладом Тьюринга является разработка криптоаналитической машины Bombe. Он был основан на логической теореме, которая казалась абсурдной неподготовленному уху, или даже на противоречивой идее о том, что вполне вероятно, что мы можем понять все ».

Bombe исследовал возможные правильные настройки для использования в машинном сообщении Enigma (например, команды Cog, настройки Cog и т. Д.) И использовал их для тестирования, которое нашло подходящий и разумный фрагмент открытого текста. Для колес было 1019 возможных состояний для обычных трехколесных машин Enigma и 4 возможных состояний для 1022-колесных подводных машин Enigma. Бомбе представил серию логических выводов на основе шпаргалки, которые были завершены электрически. Bombe обнаружил возникновение конфликта и удалил правки, переместив его в следующий. Многие из возможных договоренностей были несовместимы, а от остальных отказались, оставив некоторые детали для изучения. Бомба Тьюринга была впервые установлена ​​18 марта 1940 года. К концу войны в эксплуатации находилось более двухсот бомб.

Первые компьютеры и тест Тьюринга

Он работал в Национальной физической лаборатории, где работал над проектом ACE (Automatic Computer Engine) с 1945 по 1947 год. 19 февраля 1946 года он представил статью о рабочем проекте первого компьютера с памятью программ. Хотя ACE был жизнеспособным проектом, секретность, окружавшая военные работы в Блетчли-парке, привела к задержкам в запуске проекта и сделала его невообразимым. В конце 1947 года, после шести лет непрерывной учебы, он вернулся в Кембридж, чтобы работать, как ему заблагорассудится, в выбранной им области. Пока он был в Кембридже, за время его отсутствия Pilot ACE был готов. Его первая программа прошла 10 мая 1950 года.

В 1948 году он был назначен преподавателем математического факультета Манчестера. В 1949 году он стал заместителем директора компьютерной лаборатории Манчестерского университета и работал над программным обеспечением Manchester Mark 1 для одного из первых реальных компьютеров. В это время он продолжал заниматься более абстрактной работой, и в книге «Компьютерный механизм и интеллект» («Разум», октябрь 1950 г.) Тьюринг указал на искусственный интеллект и продвинул эксперимент, теперь известный как тест Тьюринга, попытку установить стандарт для машины. чтобы называться «умным». Он утверждал, что компьютерное мышление возможно, если оно может обмануть спрашивающего, что он или она - человек, ведущий диалог.

В 1948 году Тьюринг начал писать шахматную программу для еще не существовавшего компьютера, работая с коллегой-выпускником Д. Г. Чамперноуном. В 1952 году, включив компьютер достаточно для выполнения программы, он сыграл в игру, в которой эмулировал компьютер Тьюринга, причем каждый ход занимал около получаса. Игра была записана, хотя Чамперноун, как говорят, выиграл игру у своей жены, программа проиграла коллеге Тьюринга Алику Гленни.

Форматирование выборки и математическая биология

Тьюринг изучал математическую биологию, в частности морфогенез, с 1952 года до своей смерти в 1954 году. В 1952 году он написал статью под названием «Химические основы морфогенеза», постулируя гипотезу формирования образца по Тьюрингу. Основное внимание в этой области уделяется пониманию существования чисел Фибоначчи в структуре живых существ, филлотаксису Фибоначчи. В примере использовалось уравнение реакции-диффузии, которое теперь является центральным для формирующего поля. Его последние статьи были опубликованы только в 1992 году, когда были опубликованы исследования AM Turing's Compilation Studies.

Осуждение за непристойное поведение

гомосексуальность был незаконен в Великобритании и, хотя и считался психическим заболеванием, считался уголовным преступлением. В январе 1952 года Тьюринг встретил 19-летнего Алана Мюррея в кинотеатре, и Алан Мюррей несколько раз приходил в дом Тьюринга, чтобы остаться с ним. Через несколько недель Алан Мюррей отправился со знакомым ограбить дом Тьюринга. Тьюринг сообщил об этой краже в полицию. Полиция поймала воров, и в ходе расследования выяснилось, что Алан Мюррей имел гомосексуальные отношения с Тьюрингом. Тьюринг признал, что это тоже правда. Тьюринга и Мюррея обвинили в непристойном поведении и передали в суд в соответствии с разделом 1885 Дополнения к Уголовному кодексу 11 года. Тьюринг не раскаялся и был осужден за то же преступление, что и Оскар Уайльд, 50 лет назад.

Тьюрингу был предложен выбор между осуждением и, в зависимости от его состояния, испытательным сроком на продолжающееся гормональное лечение для снижения его либидо. Чтобы сбежать из тюрьмы, он принял инъекции гормона эстрогена, который кастрировал его в течение года. Поскольку он был признан виновным, его допуск к правительственной тайне был аннулирован, а его текущие консультации по криптографическим вопросам в тогда еще совершенно секретном GCHQ были прекращены. В то время британское правительство занималось проблемой Кембриджской пятерки, группы агентов (Гай Берджесс и Дональд Маклин), большинство из которых согласились шпионить в пользу Советского Союза во время учебы в Оксфорд-Кембридж и позже. занимал высшие чины в британской интеллигенции. Были опасения, что шпионы и советские агенты могут заманить в ловушку гомосексуалистов на высоких постах. Даже после всех этих лет Тьюринг занимал руководящие должности в сверхсекретном Блетчли-парке и был осужден за гомосексуализм.

8 июня 1954 года его домработница нашла его мертвым в своем доме в Манчестере. Было объявлено, что он умер от отравления цианидом накануне, съев недоеденное отравленное цианидом яблоко, которое он оставил у своей кровати. Почему-то само яблоко никогда не проверялось на цианистый яд. Несмотря на заявление о том, что причиной смерти стало отравление цианидом, вскрытие его тела не проводилось.

Это привело к убеждению, что смерть Тьюринга, человека, который занимал очень важные должности в высших секретных делах государства и умер подозрительным образом, была преднамеренной, даже убийство британской службой MI5 (секретной разведки), и было дано появление самоубийства. Его мать, с другой стороны, неоднократно заявляла, что яд случайно попал в яблоко, которое она ела, из-за небрежного хранения ее сыном и использования лабораторных фармацевтических препаратов. Некоторые люди считают, что Тьюринг покончил жизнь самоубийством, притворившись Белоснежкой. Другие отмечают, что, хотя Тьюринг и потерял официальное доверие, его паспорт не был взят, и после этого положения (хотя и не принятого США) ему было разрешено несколько раз поехать в Европу по академическим причинам. Известно, что вероятность убийства Тьюринга во время этих визитов очень высока. Несмотря на это, британские власти считают намеренным закрывать глаза на эти посещения и высокую вероятность убийства. Биограф Тьюринга, Эндрю Ходжес, утверждает, что самоубийство Тьюринга таким образом должно было дать его матери разумное отрицание.

Поминовение после смерти

С 1966 года Премия Тьюринга ежегодно присуждается Ассоциацией компьютерных механизмов человеку, написавшему технические статьи для компьютерного сообщества. Эта награда сегодня признана Нобелевской премией компьютерного мира.

На каждом из зданий перед местом рождения Тьюринга в Лондоне (ныне гостиница «Колоннада») и перед его домом в Манчестере, где он жил и умер, была размещена синяя мемориальная доска, чтобы указать, что здесь жили важные исторические фигуры Англии.

23 июня 2001 года церемония открытия бронзовой статуи Тьюринга прошла в парке Саквилл, расположенном между университетскими зданиями на Уитворт-стрит в Манчестере. 28 октября 2004 г. в кампусе Университета Суррея в Гилфорде, Южная Англия, была открыта бронзовая скульптура скульптора Джона В. Миллса. В Белтчли-парке, где работал Тьюринг, 1,5 июня 19 года была торжественно открыта еще одна 2007-тонная статуя Тьюринга, сделанная скульптором Стивеном Кеттлом из тонких сланцевых камней из Уэльса.

В Англии и во всем мире проводятся различные мероприятия, особенно в университетах, с целью увековечить память о Тьюринге, а специальные залы, здания и площади на факультетах и ​​университетских городках называются Тьюрингом. Например, в Стамбульском университете Билги ежегодно проводится научный симпозиум с международным участием под названием «Дни Тьюринга». Цель встречи - создать платформу, на которой новые тенденции и разработки в области «теории вычислений и информатики» обсуждаются и представлены в международных кругах.

10 сентября 2009 года, через 50 лет после смерти Алана Тьюринга, премьер-министр Великобритании Гордон Браун признал, что то, что было сделано со знаменитым математиком, было ужасным. А в 2013 году королева Елизавета II помиловала Тьюринга после его смерти, отметив его беспрецедентные достижения. .