Чем прославился Алан Тьюринг? Вклад в информатику. Первый хакер алан мэтисон тьюринг Алан тьюринг биография

⁰

Современным математикам, программистам и компьютерным инженерам имя Алана Тьюринга хорошо знакомо еще со студенческой скамьи: всем им приходилось изучать "машину Тьюринга" - "основу основ" теории алгоритмов. Без "машины Тьюринга" не обходится ни один серьезный учебник по математической логике и теории вычислимости.

Почти за каждым выдающимся научным открытием стоит удивительная история. За "машиной Тьюринга" стоит история жизни научного гения - гения, который лишь через много лет после своей трагической смерти получил достойное признание.

Роль А.Тьюринга в истории информатики отнюдь не исчерпывается одним лишь изобретением "машины Тьюринга", как это может иногда показаться из-за относительной скудости опубликованных (на русском языке) сведений о нем.

Алан Тьюринг может быть причислен к плеяде составляющих гордость человечества величайших математических и философских умов, таких, как Р.Декарт, Г.В. Лейбниц, Б.Рассел, Д.Гильберт, А.Витгенштейн. Удивительно, сколь злую шутку сыграло с Тьюрингом его полное безразличие к борьбе за приоритет в научных открытиях: вплоть до недавнего времени его место в истории развития научных и инженерных идей представлялось очень неполно, если не сказать однобоко (и не в последнюю очередь благодаря некоторым американским историкам науки, тщательно заботившимся об абсолютизации своего национального приоритета в создании компьютеров, да и, пожалуй, в создании всей информатики).

Кстати, именно Алан Тьюринг впервые пустил в обращение сам термин "компьютер" в современном понимании. До этого так называли тех, кто занимался вычислениями, например, банковских служащих, работавших на арифмометре.

Мемориальная доска, установленная на стене одной из лондонских гостиниц, гласит:

"Здесь родился Алан Тьюринг (1912 - 1954), взломщик кодов и пионер информатики ". Действительно, сейчас (но отнюдь не при жизни!) Тьюринг признан одним из основателей информатики и теории искусственного интеллекта, его считают первым теоретиком современного программирования и, наконец, первым в мире хакером. (Между прочим, его "хакерская деятельность" внесла во время второй мировой войны существенный вклад в победу союзных войск над германским флотом, а один из коллег Тьюринга однажды сказал: "Я не берусь утверждать, что мы выиграли войну благодаря Тьюрингу. Однако без него могли бы ее и проиграть".)

Будущие родители Алана Тьюринга - Юлиус Мэтисон Тьюринг и Этель Сара Стоуни познакомились и обвенчались в Индии. Тьюринг служил в английском колониальном ведомстве, а Этель Сара была дочерью главного инженера Мадрасских железных дорог. Это была добропорядочная английская аристократическая семья, принадлежавшая к так называемому "высшему среднему классу" (upper-middle-class) и жившая в соответствии со строгими традициями Империи.

Спустя год после родов мать Тьюринга вернулась в Индию, оставив Алана на попечение друга семьи, отставного полковника. Позже мальчика отдали в частный интернат.

Маленький Алан обладал очень пытливым умом. Самостоятельно научившись читать в возрасте б лет, он просил у своих воспитателей разрешения читать научно-популярные книги. В 11 лет он ставил вполне грамотные химические опыты, пытаясь извлечь йод из водорослей. Все это доставляло огромное беспокойство его матери, которая боялась, что увлечения сына, идущие вразрез с традиционным воспитанием, помешают ему поступить в Public School (английское закрытое частное учебное заведение для мальчиков, учеба в котором была обязательна для детей аристократов). Но ее опасения оказались напрасны: Алан смог поступить в престижную Шербонскую школу (Sherborne Public School). Впрочем, вскоре ей пришлось опасаться уже того, сможет ли ее талантливый сын окончить эту школу...

О школьных успехах Алана красноречиво свиде¬тельствует классный журнал -

юный Алан Тьюринг ничего не делал на уроках, а в свободное время - изучал "внеклассные" науки. Пятнадцатилетним подростком он самостоятельно изучил теорию относительности: его дневниковые заметки сделали бы и в наше время честь студенту-младшекурснику.

Обстановка и стиль обучения в классической британской школе, воспитывающей добропорядочных и благонадежных подданных Империи, не располагали к дальнейшему росту подобных интересов, которые к тому же Тьюрингу было совсем не с кем разделить. Преподаваемые предметы оставляли его полностью равнодушным, он успевал еле-еле и в конце концов оказался перед реальной перспективой отказа в выдаче школьного аттестата, что в очередной раз привело его мать в ужас.

Юношеская жажда знаний быстро сблизила Тьюринга и Моркома, они стали неразлучными друзьями. Теперь они на уроках французского языка уже вместе зевали или играли в крестики-нолики, одновременно обсуждая астрономию и математику. После окончания школы они оба собирались поступать в Кембриджский университет, и Алан, избавившийся от многолетнего одиночества, возможно, был почти счастлив...

Первая попытка сдать предварительные экзамены в Кембридж, куда они ездили вместе, была для Алана неудачной. Но он не слишком расстраивался, потому что искренне радовался за Кристофера, который успешно прошел испытания и получил стипендию. Алан надеялся поступить со второй попытки, чтобы учиться вместе со своим другом. 13 февраля 1930 г. его Криса вдруг не стало. Внезапная смерть лучшего друга потрясла семнадцатилетнего Тьюринга, повергнув его в глубокую и долгую депрессию. Тем не менее, он, бывший худший ученик в классе, нашел в себе силы поступить в Кембридж. Его поддерживало твердое убеждение в своей обязанности совершить в науке то, что Кристофер уже не мог... Тьюринг очень не скоро оправится от потрясения: уже будучи студентом Кембриджа, на протяжении нескольких лет он пишет матери Моркома проникнутые душевной болью письма. В этих письмах он постоянно возвращается к размышлениям о том, как человеческий Разум - и, в частности, разум Кристофера - размешается внутри материальной оболочки и каким образом он освобождается от нее в момент физической смерти тела.

В 1932 году, во время одного из посещений семьи Моркомов, он составляет в их доме документ под названием "Природа Духа" - манифест своей веры в существование человеческого Духа после смерти. Основное положение этой работы состоит в том, что детерминизм традиционной физической картины мира и его очевидное противоречие с идеей свободы воли опровергаются новой наукой - квантовой физикой.

Вопрос об устройстве человеческого разума будет волновать его всю жизнь.

В 1939 году британское военное ведомство поставило перед Тьюрингом задачу разгадать секрет "Энигмы" – специального устройства, использовавшегося для шифровки радиограмм в германском военно-морском флоте и в "люфтваффе". Британская разведка раздобыла это устройство, но расшифровывать перехваченные радиограммы немцев не удавалось.

Тьюрингу была предоставлена свобода действий. Он пригласил в свой отдел "Британской школы кодов и шифров" нескольких друзей-шахматистов. У него работал, например, Гарри Голомбек, ставший впоследствии известным судьёй ФИДЕ и судивший финальный матч на звание чемпиона мира между Фишером и Спасским.

27-летнего Тьюринга и его коллег охватил настоящий спортивный азарт. Немцы считали "Энигму" неприступной. Сложность дешифровки усугублялась тем, что в закодированном слове получалось больше букв, чем в оригинале. Тем не менее, Тьюринг уже через полгода разработал устройство, названное им "Бомбой", которое позволяло читать практически все сообщения "люфтваффе". А спустя ещё год был "взломан" и более сложный вариант "Энигмы", использовавшийся нацистскими подводниками. Это во многом предопределило успех британского флота.

Заслуги Алана Тьюринга были по достоинству оценены: после разгрома Германии он получил орден, был включён в научную группу, занимавшуюся созданием британской электронно-вычислительной машины. В 1951 году в Манчестере начал работать один из первых в мире компьютеров. Тьюринг занимался разработкой программного обеспечения для него. Тогда он написал и первую шахматную программу для ЭВМ. Это был только алгоритм, потому что компьютера, способного применить эту программу, ещё не существовало.

Шахматы были не единственным хобби этого человека. Он занимался бегом, кроссом по пересеченной местности. В 1947 году на Всеанглийском марафоне занял почётное пятое место. Кроме работы в университете, Тьюринг продолжал сотрудничать и с Департаментом кодов. Только теперь в центре его внимания были уже шифры советской резидентуры в Англии. В 1951 году он был избран членом королевского научного общества.

Всё рухнуло буквально в один день. В 1952 году квартиру Тьюринга обокрали. В ходе расследования выяснилось, что это сделал один из друзей его сексуального партнёра. Учёный никогда, в общем-то, не скрывал своей "нетрадиционной сексуальной ориентации", но и вызывающе себя не вёл. Однако скандал с кражей получил широкую огласку, и в результате обвинение в "непристойном поведении" было выдвинуто против самого Тьюринга. 31 марта 1953 года состоялся суд. Приговор предполагал выбор: либо тюремное заключение, либо инъекции женского гормона эстрогена (способ химической кастрации). Он выбрал последнее.

Раствор цианида Тьюринг впрыснул в яблоко. Надкусив его, он скончался. Говорят, именно этот плод, найденный затем на ночном столике Алана, и стал эмблемой знаменитой компьютерной фирмы "Эппл". Впрочем, яблоко – это еще и библейский символ познания и греха..

Правообладатель иллюстрации Studiocanal Image caption Алан Тьюринг (Бенедикт Камбербатч), его жена Джоан (Кира Найтли) и их товарищи по группе, взломавшей нацистскую шифровальную машину "Энигма". Кадр из фильма "Игра в имитацию"

"Никто другой не внес такого же вклада в нашу победу в войне", - Уинстон Черчилль, охарактеризовавший таким образом британского математика Алана Тьюринга, лучше других знал цену победы и цену усилий разных людей в этой победе.

Суперпопулярный сейчас после "Шерлока Холмса" Бенедикт Камбербатч в главной роли, не менее популярная Кира Найтли в роли соратницы и жены Тьюринга – самые яркие звезды британского кино призваны привлечь усиленное внимание к и без того предельно увлекательной истории жизни ученого в выходящем в эти дни на британские экраны фильме "Игра в имитацию".

Кто такой Тьюринг?

Правообладатель иллюстрации studiocanal Image caption Давление было чудовищным. Однажды Тьюринга чуть не арестовали по подозрению в шпионаже. Кадр из фильма "Игра в имитацию"

Игра в имитацию, или имитационная игра - один из математических, логических приемов, разработанных Тьюрингом для первых изобретенных им пракомпьютеров. Этот и многие другие методы работы с первыми самыми примитивными компьютерами помогли Тюрингу и его группе раскрыть сверхсекретный код германского вермахта.

Никто другой не внес такого же вклада в нашу победу в войне Уинстон Черчилль

В 1939 году, вскоре после начала войны Тьюринг, работавший тогда в Кембриджском университете, был привлечен к работе над раскрытием кода немецкой шифровальной машины "Энигма". Работа была сверхсекретной, велась на закрытой базе Блетчли-парк в графстве Бэкингемшир в центре Англии. Проблема с кодировкой "Энигмы" состояла в том, что система кодов менялась каждый день, и наутро все достигнутые за день результаты шли в корзину.

Работа продолжалась несколько лет в условиях чудовищного давления со стороны высшего руководства британской армии и контрразведки. Тьюринг был на грани увольнения и однажды даже ареста - по подозрению в шпионаже в пользу Советов, и лишь личное вмешательство Черчилля, к которому уверенный в правильности избранного метода ученый обратился за поддержкой, спасло его и его группу.

Правообладатель иллюстрации Science Photo Library Image caption Алан Тьюринг - не кинематографический, а реальный - бежит марафонскую дистанцию в 1946 году

В то же время Тьюринг - каким мы видим его в фильме - был человек нелегкий, с людьми ладил трудно и даже внутри его собственной группы сплошь и рядом возникали трения, пока, наконец, код не был взломан.

И его работа, и сам Тьюринг оставались строго засекречены и после войны.

Преследование и посмертное помилование

В 1952 году, работая уже в Манчестере, гомосексуалист Тьюринг был арестован и подвергнут уголовному преследованию за тогда еще противозаконную связь с 19-летним молодым человеком. Его поставили перед суровым выбором – тюрьма или "лечение" эстрогеном, процесс, по сути своей являвшийся ничем иным как химической кастрацией.

Сексуальность Тьюринга – центральный момент в фильме и в осознании личности его героя

Через год после такого "лечения" в 1954 году, за две недели до своего 42-го дня рождения Тьюринг принял дозу цианистого калия. Расследование постановило, что смерть наступила в результате самоубийства.

Однако в последние годы свидетельства, легшие в основу заключения о смерти математика в 1954 году, были поставлены некоторыми экспертами под сомнения.

Правообладатель иллюстрации studiocanal Image caption Даже следователь, допрашивавший Тьюринга по делу о гомосексуализме, признал его "человеком чести"

В 2009 году тогдашний премьер-министр Гордон Браун принес официальные публичные извинения от имени правительства Великобритании за "чудовищное обращение", которому был подвергнут ученый.

В 2013 году - лишь совсем недавно - специальным указом королевы Елизаветы Второй Тьюрингу было даровано посмертное помилование.

История в кино

"Игра в имитацию" - не первый художественный фильм, посвященный Алану Тьюрингу и его борьбе с "Энигмой".

В 2001 году вышла картина, которая так и называлась "Энигма", над ней работала блестящая команда английских деятелей культуры: писатель Роберт Харрис, автор одноименного романа; драматург Том Стоппард, превративший этот роман в сценарий; режиссер Майкл Эптед и автор музыки к фильмам о Джеймсе Бонде композитор Джон Барри. А возглавлял это созвездие выступивший в качестве продюсера Мик Джаггер - именно ему, собственно говоря, и принадлежала идея того фильма. Джаггер давно был очарован историей Тьюринга, и в фильме снималась подлинная немецкая машина "Энигма" из его собственной коллекции.

"Игра в имитацию" - тоже экранизация, но не романа, а биографии Тьюринга, написанной историком Эндрю Ходжесом.

Правообладатель иллюстрации studiocanal Image caption Для норвежского режиссера Мортена Тилдима "Игра в имитацию" - первый полнометражный фильм на английском языке

Фильм не ставит перед собой задачу скрупулезно проследить жизненную историю ученого. Действие его начинается в 1939 году - со сцены дерзкого собеседования, в результате которого Тьюринг лишь чудом получает место в Блетчли-парк.

Однако ретроспективно мы попадаем в престижную закрытую частную школу, одну из тех английских школ, которые воспитывают известных на весь мир ученых и политиков. Оборотная их сторона - жестокая, удушающая атмосфера, столь блестяще и гротескно воспроизведенная еще в конце 60-х режиссером Линдсеем Андерсоном, намеки на которую мы видим и в "Игре в имитацию".

Поэзия и задавленность любви

Правообладатель иллюстрации studiocanal Image caption Главное детище своей жизни - машину, с помощью которой был взломан код "Энигма" - Тьюринг назвал в честь юношеской любви "Кристофер"

Именно в школе пробуждается гомосексуальность Тьюринга. Пробуждается от даже не столько романтического, сколько дружеского чувства к однокласснику Кристоферу Моркому, единственному, кто сочувствует ему и помогает не потерять себя среди издевательств и побоев. Морком умрет в 18 лет от туберкулеза, и чувство к нему Тьюринг пронесет через всю жизнь. Главное изобретение своей жизни - машину, с помощью которой он взломал код "Энигмы", он назвал "Кристофер".

Главным для нас было невидимое: поэзия, тайна, подавленность его сексуальности. Это человек, у которого отобрали право любить – именно в этом трагедия его личности и трагедия фильма Бенедикт Камбербатч

Гомосексуализм Тьюринга – центральный момент в фильме и в осознании личности его героя. Тьюринг по необходимости вынужден был скрывать свою сексуальную ориентацию. В какой-то момент он даже становится объектом шантажа от затесавшегося в группу советского шпиона. Но в то же время он нисколько не стыдится своей природы.

При аресте он совершенно не пытается увиливать и добровольно соглашается написать чистосердечное признание. Пятистраничный текст был написан настолько искренне и с таким достоинством, что даже допрашивавший его полицейский был вынужден признать, что перед ним - "человек чести".

При этом сексуальная сторона жизни Тьюринга совершенно не выпячивается. Во всем фильме нет ни единой сцены, в которой мы видели бы его физические отношения с мужчинами. Подростковое чувство к Моркому проявляется не более, чем взглядом. Кое-кто из критиков усмотрел в такой сдержанности даже чрезмерное для современного кино целомудрие.

"Для меня в фильме более чем достаточно откровенной любви, - отвечает критикам Бенедикт Камбербатч. – И гомосексуальность тут абсолютно ни при чем. Если бы такие сцены могли добавить смысла фильму, обогатить его, мы несомненно пошли бы на это. Для меня в этом не было бы никакой проблемы".

Правообладатель иллюстрации studiocanal Image caption Жена Тьюринга (Кира Найтли) была прекрасно осведомлена о гомосексуальности мужа. Для них обоих интеллектуальная, духовная близость была куда важнее физической

"Однако главным для нас, - продолжает актер, - было невидимое: поэзия, тайна, подавленность его сексуальности. Это человек, у которого отобрали право любить - именно в этом трагедия его личности и трагедия фильма".

Жена Тьюринга была прекрасно осведомлена о его сексуальности. Для них обоих интеллектуальная, профессиональная духовная близость была куда важнее физической.

Гений ХХ века

Фильм завершается красноречивым титром: "Его изобретение было далеко от совершенства, но оно породило целую новую область исследований, которая получила название "машины Тьюринга". Сегодня мы называем их "компьютеры".

Алан Матисон Тьюринг (англ. Alan Mathison Turing; 23 июня 1912 - 7 июня 1954) - английский математик, логик, криптограф, изобретатель машины Тьюринга.

Краткая информация об Алане Тьюринге:

Статья подготовлена Дмитрием Марьиным и Ильдаром Насибуллаевым.

Имя при рождении: Алан Матисон Тьюринг
Дата рождения: 23 июня 1912
Место рождения: Лондон, Англия
Дата смерти: 7 июня 1954
Место смерти: Вилмслоу, Чешир, Англия

Начала

О школьных успехах Алана красноречиво свидетельствует классный журнал - юный Алан Тьюринг ничего не делал на уроках, а в свободное время - изучал "внеклассные" науки. Пятнадцатилетним подростком он самостоятельно изучил теорию относительности: его дневниковые заметки сделали бы и в наше время честь студенту-младшекурснику.

Те годы были периодом бурного становления квантовой физики, и Тьюринг в студенческие годы знакомится с самыми последними работами в этой области. Большое впечатление производит на него книга Дж. фон Неймана "Математические основы квантовой механики", в которой он находит ответы на многие давно интересующие его вопросы. Тогда Тьюринг, наверное, и не предполагал, что через несколько лет фон Нейман предложит ему место в Принстоне - одном из самых известных университетов США. Еще позже фон Нейман, так же как и Тьюринг, будет назван "отцом информатики"... Но тогда, в начале 30-х годов, научные интересы обоих будущих выдающихся ученых были далеки от вычислительных машин - и Тьюринг, и фон Нейман занимаются в основном задачами "чистой" математики. (Отметим здесь математическую работу Тьюринга "Эквивалентность левой и правой почти-периодичности", вышедшую в 1935 году, в которой он упростил одну идею фон Неймана в теории непрерывных групп - фундаментальной области современной математики).

Тьюринг происходил из аристократической семьи, но никогда не был "эстетом": кембриджские политические и литературные кружки были чужды ему. Он предпочитал заниматься своей любимой математикой, а в свободное время - ставить химические опыты, решать шахматные головоломки. Он находил отдых в интенсивных занятиях спортом - греблей и бегом (марафонский бег останется его поистине страстным увлечением до конца жизни).

Студенты Кембриджа шептались о том, что Тьюринг никогда не пользуется сигналами точного времени по радио, а подстраивает будильник, глядя по ночам на звезды и производя только ему одному известные вычисления (по радио же он слушает исключительно детские передачи). Ставя химические опыты, он играл в особую игру "Необитаемый остров", изобретенную им самим. Цель игры заключалась в том, чтобы получать различные "полезные" химические вещества из "подручных средств" - стирального порошка, средства для мытья посуды, чернил и тому подобной "домашней химии"...

Тьюринг блестяще заканчивает четырехлетний (undergraduate) курс обучения. Одна из его работ, посвященная теории вероятностей, удостаивается специальной премии, его избирают в научное общество Кингз-колледжа - fellowship (нечто среднее между аспирантурой и преподавательским корпусом). Казалось, его ждет успешная карьера слегка эксцентричного кембриджского дона, работающего в области "чистой" математики (don - так в Кембридже и Оксфорде по традиции называют преподавателей).

Однако Тьюринг никогда не удерживался в каких-либо "рамках"... Никто не мог предвидеть, какая экзотическая проблема неожиданно увлечет его и какой математически неординарный способ ее решения ему удастся придумать.

В 1935-1936 гг. Тьюринг создает теорию, которая навсегда впишет его имя в науку. Изложение этой теории - теории "логических вычисляющих машин" - позже войдет во все учебники по логике, основаниям математики и теории вычислений. "Машины Тьюринга" станут обязательной частью учебных программ для будущих математиков и "компьютерщиков".

Тезис Чёрча-Тьюринга

Фундаментальное утверждение для многих областей науки, таких, как теория вычислимости, информатика, теоретическая кибернетика и др. Это утверждение было высказано Алонзо Чёрчем и Аланом Тьюрингом в середине 1930-х годов.

В самой общей форме оно гласит, что любая интуитивно вычислимая функция является частично вычислимой, или, что тоже самое, может быть вычислена некоторой машиной Тьюринга.

Физический тезис Чёрча - Тьюринга гласит: Любая функция, которая может быть вычислена физическим устройством, может быть вычислена машиной Тьюринга.

Тезис Чёрча - Тьюринга невозможно строго доказать или опровергнуть, поскольку он устанавливает «равенство» между строго формализованным понятием частично вычислимой функции и неформальным понятием «интуитивно вычислимой функции».

Проблема останова

Это проблема разрешимости, которая может неформально быть поставлена в виде: Даны описание алгоритма и его начальные входные данные, требуется определить, сможет ли выполнение алгоритма с этими данными завершиться когда-либо. Альтернативой этому является то, что он работает всё время без остановки.

Алан Тьюринг доказал в 1936 году, что общий алгоритм для решения проблемы зависания для любых возможных входных данных не может существовать. Мы можем сказать, что проблема зависания неразрешима на машине Тьюринга. Т.е. было обнаружено, что компьютеры всё-таки могут решить не любую математическую задачу.

Машина Тьюринга

Машина Тьюринга - абстрактный исполнитель (абстрактная вычислительная машина). Была предложена Аланом Тьюрингом в 1936 году для формализации понятия алгоритма.

Машина Тьюринга является расширением конечного автомата и, согласно тезису Чёрча - Тьюринга, способна имитировать все другие исполнители (с помощью задания правил перехода), каким-либо образом реализующие процесс пошагового вычисления, в котором каждый шаг вычисления достаточно элементарен.

В состав Машины Тьюринга входит бесконечная в обе стороны лента, разделённая на ячейки, и управляющее устройство, способное находиться в одном из множества состояний. Число возможных состояний управляющего устройства конечно и точно задано.

Управляющее устройство может перемещаться влево и вправо по ленте, читать и записывать в ячейки ленты символы некоторого конечного алфавита. Выделяется особый пустой символ, заполняющий все клетки ленты, кроме тех из них (конечного числа), на которых записаны входные данные.

Управляющее устройство работает согласно правилам перехода, которые представляют алгоритм, реализуемый данной Машиной Тьюринга. Каждое правило перехода предписывает машине, в зависимости от текущего состояния и наблюдаемого в текущей клетке символа, записать в эту клетку новый символ, перейти в новое состояние и переместиться на одну клетку влево или вправо. Некоторые состояния Машины Тьюринга могут быть помечены как терминальные, и переход в любое из них означает конец работы, остановку алгоритма.

Машина Тьюринга называется детерминированной, если каждой комбинации состояния и ленточного символа в таблице соответствует не более одного правила, и недетерминированной в противном случае.

Конкретная машина Тьюринга задается перечислением элементов множества букв алфавита A, множества состояний Q и набором правил, по которым работает машина. Они имеют вид: q i a j ->q i1 a j1 d k (если головка находится в состоянии q i , а в обозреваемой ячейке записана буква a j , то головка переходит в состояние q i1 , в ячейку вместо a j записывается a j1 , головка делает движение d k , которое имеет три варианта: на ячейку влево (L), на ячейку вправо (R), остаться на месте (H)). Для каждой возможной конфигурации имеется ровно одно правило. Правил нет только для заключительного состояния, попав в которое машина останавливается. Кроме того, необходимо указать конечное и начальное состояния, начальную конфигурацию на ленте и расположение головки машины.

Интуитивное понимание машины Тьюринга таково: имеется бесконечная лента, разделённая на клетки. По клеткам ездит каретка. Прочитав букву, записанную в клетке, каретка движется вправо, влево или остаётся на месте, при этом буква заменяется новой. Некоторые буквы останавливают каретку и завершают работу.

Любая интуитивно вычислимая функция является частично рекурсивной, или, эквивалентно, может быть вычислена с помощью некоторой машины Тьюринга.

Расшифровка кода «Энигмы»

Тьюрингу была предоставлена свобода действий. Он работал в Блечли Парке - британском криптографическом центре, где возглавлял одну из пяти групп, Hut 8, занимавшихся в рамках проекта «Ультра» расшифровкой закодированных немецкой шифровальной машиной «Энигма» сообщений Кригсмарине и Люфтваффе. Вклад Тьюринга в работы по криптографическому анализу алгоритма, реализованного в «Энигме» основывался на более раннем криптоанализе предыдущих версий шифровальной машины, выполненных в 1938 году польским криптоаналитиком Марианом Реевским.

В начале 1940 года он разработал дешифровальную машину «Бомба», позволявшую читать сообщения Люфтваффе. Принцип работы «Бомбы» состоял в переборе возможных вариантов ключа шифра и попыток расшифровки текста, если была известна часть открытого текста или структура расшифровываемого сообщения. Перебор ключей выполнялся за счет вращения механических барабанов, сопровождавшегося звуком, похожим на тиканье часов, из-за чего «Бомба» и получила свое название. Для каждого возможного значения ключа, заданного положениями роторов (количество ключей равнялось примерно 1019 для сухопутной «Энигмы» и 1022 для шифровальных машин, используемых в подводных лодках), «Бомба» выполняла сверку с известным открытым текстом, выполнявшуюся электрически. Первая в Блетчли «Бомба» Тьюринга была запущена 18 марта 1940 года. Дизайн «Бомб» Тьюринга так же был основан на дизайне одноименной машины Реевского.

Через полгода удалось взломать и более стойкий шифр Кригсмарине. Позже, к 1943 году, Тьюринг внес ощутимый вклад в создание более совершенной дешифровальной электронно-вычислительной машины «Колосс», использующейся в тех же целях.

Создание одного из первых компьютеров

Алан Тьюринг участвовал в послевоенные годы в создании мощного компьютера - машины с хранимыми в памяти программами, ряд свойств которой он взял от своей гипотетической универсальной машины. В 1947 году Тьюринг в Манчестере создал один из первых компьютеров в мире. Опытный образец компьютера ACE (Automatic Computing Engine - автоматическое вычислительное устройство) вступил в эксплуатацию в мае 1950 г. Тьюринг увлекался проблемами машинного интеллекта (он даже придумал тест, который по его мнению позволял выяснить, может ли машина мыслить).

Кроме работы в университете, Тьюринг продолжал сотрудничать и с Департаментом кодов. Только теперь в центре его внимания были уже шифры советской резидентуры в Англии. В 1951 году он был избран членом королевского научного общества.

Основатель теории искусственного интеллекта

Тьюринг является основателем теории искусственного интеллекта. Машина Тьюринга является расширением модели конечного автомата и способна имитировать (при наличии соответствующей программы) любую машину, действие которой заключается в переходе от одного дискретного состояния к другому.

Тест Тьюринга

Тест Тьюринга - тест, предложенный Аланом Тьюрингом в 1950 г. в статье «Вычислительные машины и разум» (Computing machinery and intelligence) для проверки, является ли компьютер разумным в человеческом смысле слова. Тьюринг предложил тест, чтобы заменить бессмысленный, по его мнению, вопрос «может ли машина мыслить?» на более определенный.

Тест должен проводиться следующим образом. Судья (человек) переписывается на естественном языке с двумя собеседниками, один из которых - человек, другой - компьютер. Если судья не может надежно определить, кто есть кто, считается, что компьютер прошел тест. Предполагается, что каждый из собеседников стремится, чтобы человеком признали его. Чтобы сделать тест простым и универсальным, переписка сводится к обмену текстовыми сообщениями. Переписка должна производиться через контролируемые промежутки времени, чтобы судья не мог делать заключения исходя из скорости ответов. (Во времена Тьюринга компьютеры реагировали медленнее человека. Сейчас это правило необходимо, потому что они реагируют гораздо быстрее, чем человек.)

Тьюринг предсказал, что компьютеры в конечном счёте пройдут его тест. Он считал, что к 2000 году компьютер с памятью 1 миллиард бит (около 119 МБ) в ходе 5-минутного теста сможет обмануть судей в 30 % случаев. Это предсказание не сбылось. Тьюринг также предсказал, что сочетание «мыслящая машина» не будет считаться оксюмороном, а обучение компьютеров будет играть важную роль в создании мощных компьютеров (с чем большинство современных исследователей согласны).

Пока что ни одна программа и близко не подошла к прохождению теста. Ежегодно производится соревнование между разговаривающими программами и наиболее человекоподобной, по мнению судей, присуждается приз Лёбнера (Loebner). Есть также дополнительный приз для программы, которая, по мнению судей, пройдет тест Тьюринга. Этот приз еще не присуждался. Самый лучший результат показала программа A.L.I.C.E. выиграв приз Лёбнера 3 раза (в 2000, 2001 и 2004).

Преследование за гомосексуальность и смерть Тьюринга

Из Департамента кодов его уволили. Лишили допуска к секретным материалам. Правда, коллектив преподавателей Манчестерского университета взял Тьюринга на поруки, но он и в университете почти не появлялся. 8 июня 1954 года Алан Мэтисон Тьюринг был найден мёртвым в своём доме. Он покончил жизнь самоубийством, отравившись цианистым калием. Раствор цианида Тьюринг впрыснул в яблоко. Надкусив его, он скончался. Тем не менее, его мать считала, что он отравился случайно, так как всегда небрежно работал с химикатами. Есть версия, по которой Тьюринг специально выбрал такой способ, чтобы дать матери возможность не верить в самоубийство.

Говорят, именно этот плод, найденный затем на ночном столике Алана, и стал эмблемой знаменитой компьютерной фирмы "Эппл". Впрочем, яблоко – это еще и библейский символ познания и греха.

Память об Алане Тьюринге

Премия Тьюринга (англ. Turing Award) - самая престижная премия в информатике, ежегодно вручаемая Ассоциацией вычислительной техники за выдающийся научно-технический вклад в этой области. Премия спонсируется корпорациями Intel и Google и в настоящий момент сопровождается наградой в 250 000 долларов США. Впервые Премия Тьюринга была присуждена в 1966 году Алану Перлису за развитие технологии создания компиляторов.

Литература

Alan Turing, On computable numbers, with an application to the Entscheidungsproblem, Proceedings of the London Mathematical Society, Series 2, 42 (1936), pp 230-265.
Тьюринг А.М. Вычислительные машины и разум. Хофштадер Д., Деннет Д. - Самара: Бахрах-М, 2003. - С. 47-59.
Джон Хопкрофт, Раджив Мотвани, Джеффри Ульман ГЛАВА 8. Введение в теорию машин Тьюринга // Введение в теорию автоматов, языков и вычислений (Introduction to Automata Theory, Languages, and Computation). - М.: «Вильямс», 2002. - С. 528. - ISBN 0-201-44124-1
Иван Долмачев. Статья про Алана Тьюринга.
Г.Далидо. Заметки об искусственном интеллекте: Энигма Тьюринга.

Мнение редакции сайта может не совпадать с мнением авторов.
Copyright 2006-2013 сайт. При использовании материалов сайта активная гиперссылка на "сайт" обязательна.
Страница сгенерирована за 0.0045 сек. Хостинг

Любимой сказкой Алана Тьюринга была сказка о Белоснежке. Его буквально завораживал тот момент, когда красавица падает замертво, вкусив отравленного яблока.

И когда 8 июня 1954 года его нашли бездыханным в собственной квартире, на прикроватной тумбе лежало надкусанное яблоко — точь-в-точь такое же, как в сказке про Белоснежку...

«Школа для него — пустая трата времени»

Выдающиеся способности маленького Алана начали проявляться ещё в раннем детстве. А когда в возрасте шести лет мальчик пошёл в школу святого Михаила в Гастингсе, её директор, едва познакомившись с ним, предрек ему большое будущее.

В 13 лет Алана отдали в известную частную школу Шерборн в одноимённом городе графства Дорсет. И очень быстро оказалось, что это учебное заведение мало подходит для Алана. Школа Шерборн ориентировалась на подготовку гуманитариев, и юный математик ей был ни к чему.

«Если он намеревается остаться в частной школе, то он должен стремиться к получению образования. Если же он собирается быть исключительно "научным специалистом", то частная школа для него — пустая трата времени», — писал родителям Алана директор учебного заведения.

«Холодная война» между Тьюрингом и школой длилась вплоть до окончания его обучения. В 15 лет он решал сложнейшие математические задачи, несмотря на то, что ему не преподавали даже основ математического анализа.

Но слабость Алана в гуманитарных науках привела к тому, что он недобрал баллов на выпускных экзаменах. Из-за этого он поступил не в Тринити-колледж, куда собирался, а в Королевский колледж Кембриджа.

В эти годы студент Тьюринг уже вовсю занимается поиском решений самых сложных математических задач современности.

Орден за «Энигму»

В 24 года для формализации понятия алгоритма молодой учёный предложил модель абстрактной вычислительной машины, которая стала известна под именем «машины Тьюринга».

Помимо собственно математики, Тьюринг много времени посвящает изучению криптографии. Именно это привлекло к нему внимание британских спецслужб, которые собирали команду учёных для овладения сложнейшими немецкими военными шифрами.

Перед Тьюрингом поставили задачу — разгадать секрет немецкой шифровальной машины «Энигма», с помощью которой кодировалась информация, передаваемая сухопутными войсками, флотом и авиацией гитлеровской Германии.

Тьюринг разработал теоретическое обоснование электронно-механической машины для расшифровки кода «Энигмы», которая получила название Bombe.

Дешифровальная машина «Bombe». Фото: Commons.wikimedia.org / Maximilian Schönherr

За годы Второй мировой войны Тьюринг добился огромных успехов в области военного криптоанализа — благодаря ему код «Энигмы» был расшифрован полностью, в том числе его более сложный вариант для ВМФ. В 1942 году учёный взялся за расшифровку кода «Лоренц», применявшегося немцами для передачи сообщений высшего командования.

Благодаря работам Тьюринга и его коллег была создана одна из первых ЭВМ в мире, получившая название «Колосс». Эта машина взломала код «Лоренц», что позволило союзникам быть в курсе переписки высших руководителей гитлеровской Германии и сократило длительность войны как минимум на несколько месяцев.

В 1945 году в обстановке секретности 33-летний Алан Тьюринг был награждён орденом Британской империи королём Георгом VI за военную службу.

«Тест Тьюринга» и кружка на цепи

Среди коллег он слыл «странным парнем». Вместо ремонта велосипеда со слетающей цепью Тьюринг высчитывал промежутки, через которые она слетает, чтобы в нужный момент просто поправить её рукой. Собственную кружку Алан привязывал цепью, чтобы её не украли.

Но такие странности водятся за многими учёными. А вот про то, что математику нравятся мужчины, знали лишь единицы.

В 1941 году, стремясь покончить с пагубной тягой, Тьюринг сделал предложение коллеге Джоан Кларк . Девушка ответила согласием, её не смутило даже то, что в порыве откровенности Тьюринг признался в гомосексуальных наклонностях. Но такая реакция изменила решение самого учёного — он расторг помолвку, решив не портить Джоан жизнь.

В послевоенные годы Тьюринг продолжал решать задачи как в интересах военного ведомства, так и во имя «мирной науки».

Стандартная интерпретация теста Тьюринга. Фото: Public Domain

В 1948 году Тьюринг пишет шахматную программу для ещё несуществующего компьютера. В 1950 году он предлагает эмпирический тест, целью которого было определение возможностей машины к мышлению. Идея ученого заключалась в следующем — можно считать, что компьютер «мыслит», если человек, взаимодействующий с ним, не сможет в процессе общения отличить компьютер от другого человека. Данный тест получил название «тест Тьюринга».

К началу 1950-х Тьюринг находился в зените славы. Он стал отцом-теоретиком одного из первых в мире компьютеров, стал членом Лондонского королевского общества.

Любовь и предательство

Всё рухнуло в 1952 году. В том, что случилось, можно, конечно, обвинять британское общество того времени, не одобрявшее гомосексуализм и каравшее за него по закону, но, с другой стороны, и сам Тьюринг прекрасно понимал, на что шёл.

В январе 1952 года 39-летний учёный на улице Манчестера познакомился с 19-летним рабочим Арнольдом Мюрреем . Тьюрингу понравился юноша, и он пригласил его на обед, предложив затем продолжить знакомство у учёного дома. Рабочий согласился, но не пришёл. Однако Тьюринг был настойчив, ещё несколько раз встречал Мюррея и уговорил-таки молодого человека провести с ним ночь.

В течение какого-то времени учёный и строитель были любовниками, а затем квартиру Тьюринга обворовали, причём сделали это друзья Мюррея с его подачи.

Воры, очевидно, считали, что Тьюринг в полицию не обратится, чтобы не раскрыть свой секрет. Но учёный все же вызвал полицейских. Естественно, очень быстро стало известно и об отношениях Мюррея и Тьюринга, и математик не стал отрицать, что спал с этим мужчиной.

В разные времена в Англии за гомосексуализм могли казнить или приговорить к пожизненному заключению. В начале 1950-х законы стали мягче, но открытое признание гомосексуальной связи строго каралось в соответствии с так называемой «поправкой Лабушера», предполагавшей наказание за любую сексуальную активность между двумя мужчинами.

Суд, длившийся несколько месяцев, завершился предсказуемым обвинительным вердиктом. Тьюрингу предложили на выбор — тюрьма или химическая кастрация.

Учёный выбрал второе и за год инъекций превратился в человека, которого не интересуют ни мальчики, ни девочки.

Но эта потеря была малой по сравнению с тем, что Тьюринг фактически лишился работы. Военные отказались от его услуг, опасаясь, что советская разведка поймает его в «голубую медовую ловушку». В научном сообществе также стали игнорировать гения математики.

Кумир Джобса и гей-сообщества

Тьюринг проводил время за игрой в настольные игры. Потеряв всё, он перестал дорожить и жизнью.

Известно, что умер Алан Тьюринг от отравления цианидом, но как именно он отравился, непонятно и по сей день. Мать учёного была уверена, что её сын погиб в результате несчастного случая, поскольку в последнее время Тьюринг пристрастился к химическим опытам. Поклонники Тьюринга и сейчас считают, что его убили. Дело осложняется ещё и тем, что то самое яблоко, найденное у тела учёного, никто не проверил на наличие цианида.

Поклонником таланта Алана Тьюринга был другой гений XX века — Стив Джобс . И, как считают некоторые, надкушенное яблоко на эмблеме Apple появилось не случайно. Таким образом Джобс отдал дань уважения памяти человека, без работ которого не было бы и успеха Apple.

В начале XXI века в Великобритании состоялась реабилитация Алана Тьюринга. В 2009 году выразил сожаление за преследование учёного премьер-министр страны Гордон Браун . А спустя ещё четыре года королева Великобритании Елизавета II за обвинения в «непристойности».

В результате случился новый неожиданный поворот. Тьюринг, объявленный «одной из главных жертв мировой гомофобии», стал символом борцов за расширение прав ЛГБТ-сообщества.

В честь Тьюринга проводятся громкие массовые акции, гей-парады. Гомосексуальности победителя «Энигмы» сегодня придают больше значения, чем его научным работам. Ничего не поделаешь, таково веление времени.