Во вторник, 4 декабря, в мире отмечают Международный день информатики. Сейчас нам тяжело представить свою жизнь без интернета и новых технологий, однако в свое время к развитию этой отрасли приложили руки немало выдающихся людей.
Детство и юность Алана Тьюринга
Алан Тьюринг родился 23 июня 1912 года в Уилмслоу (Великобритания). Он происходит из семьи аристократов: отец Turing – Джулиус Мэтисон – заведовал британским колониальным ведомством в Индии, а мать – Этель Сара Стоуни – была дочерью главного инженера Мадраских железных дорог. В детстве парень редко видел своих родителей, ведь те работали в Индии.
Алан Тьюринг в детстве
В возрасте 6 лет Алан пошел в школу святого Михаила в Гастингсе. В 7 лет он начал обучение в Шернборнской публичной школе. Уже в школе парень проявлял выдающиеся способности по математике, при этом был одним из худших учеников в классе по гуманитарным предметам.
В 1929 году Тьюринг пытался поступить в Кембриджский университет вместе со своим лучшим другом Кристофером Моркомом, но безуспешно. Из-за нелюбви к гуманитарным наукам, Тьюринг не добрал баллов на экзамене и поэтому после школы поступил в Королевский колледж Кембриджа, хотя намеревался пойти в Тринити-колледж. За часть своей стипендии он купил три книги, одной из которых была "Математические основы квантовой механики" Джона фон Неймана.
Алан Тьюринг в юношеские годы
Тьюрингу понравилась идея, что мир на субатомном уровне не подчиняется строгим законам, а лишь статистическим вероятностям. Он считал что именно это позволяет людям проявлять свободу воли и отличает их от машин.
Научная деятельность Алана Тьюринга
До начала Второй мировой войны
В 1936 году вышла работа Тьюринга "О вычисляемых числах", в тексте которой Алан ввел понятие универсальной машины (позже названной "Машиной Тьюринга"). "Машина Тьюринга" вычисляла все, что только возможно. К слову, концепция современного персонального компьютера базируется на проекте, разработанном Тьюрингом.
Затем Тьюринг сосредоточился на изучении математики и криптологии на базе Института перспективных исследований в городе Принстоне, штат Нью-Джерси. После защиты докторской диссертации в Принстонском университете в 1938 году молодой ученый вернулся в Кембридж, где устроился на работу на неполный рабочий день в Центр правительственной связи – британскую правительственную организацию, которая работала над взломом шифров.
Вторая мировая война
Во время Второй мировой войны Тьюринг стал ведущим участником разгадывания шифров немцев. Он работал в Bletchley Park, на станции военного времени GCCS, где сделал пять больших открытий в области криптоанализа, включая разработку электромеханического устройства, используемого в целях расшифровки сигналов шифровальной машины Германии "Enigma". Работу, выпущенную Аланом Тьюрингом, и посвященную дешифровке "Энигмы" , его коллеги назвали "Книгой Профи".
Дешифровальная " Машина Тьюринга"
Вклад Тьюринга в процесс взлома кодов этим не ограничивается: Алан также написал две статьи о математических подходах к дешифровке кода, которые считаются стратегически важными активами Кодекса и школы Cypher (позже известной как штаб-квартира правительства). Центр правительственной связи только в апреле 2012 года опубликовал эти разработки в Национальном архиве Соединенного Королевства Великобритании.
После завершения войны
До конца войны Тьюринг переехал в Лондон, где работал в Национальной физической лаборатории. Там Тьюринг руководил проектированием автоматического вычислительного механизма и, в конечном итоге, разработал новаторский план компьютера с соответствующими программными продуктами.
Тьюринг некоторое время еще занимал высокие должности в отделе математике и в вычислительной лаборатории университета в Манчестере. Впервые он занялся изучением проблемы искусственного интеллекта в статье 1950 года "Вычислительная техника и разведка" и предложил эксперимент, известный под названием "Тест Тьюринга" – попытка создать стандарт разработки разведывательной информации для технической отрасли. За последние десятилетия тест повлиял на дискуссии по поводу искусственного интеллекта.
Проблемы из-за ориентации
Еще в школе Алан Тьюрин понял, что есть одна вещь, которая отличает его среди других ребят. Он чувствовал, что является гомосексуалом – парень влюбился в одноклассника – Кристофера Моркома. Тем не менее, эта история не о счастливой любви, ведь Кристофер перед выпуском из школы умер от туберкулеза.
В 1952 году в квартиру ученого пробрались грабители и перевернули все вверх дном, а на столе хозяина ждала записка, которая предупреждала, что если Тьюринг обратится в полицию, то его интимная тайна станет известной на весь мир.
Шантажировать себя ученый не дал и все же позвонил правоохранителям. Хакером оказался знакомый любовника Алана. Но проблема ограбления отошла на второй план, когда в квартире полицейские обнаружили подтверждение нетрадиционной сексуальной ориентации мужчины.
Алан Тьюринг на соревнованиях по бегу
В начале 1950 годов гомосексуализм в Соединенном Королевстве был незаконным, поэтому, когда Тьюринг признался в полиции, что у него были сексуальные отношения с преступником, 19-летним Арнольдом Мюрреем, ученого обвинили в грубой непристойности.
После ареста Тьюринга заставили выбирать между принудительным лечением гормональными препаратами для снижения либидо или тюремным заключением. Алан выбрал первое и вскоре подвергся химической кастрации с помощью инъекций синтетического гормона эстрогена в течение года, что в конечном итоге сделало его импотентом.
В результате огласки сексуальной ориентации ученого ему запретили продолжать работу с криптографией в GCCS.
Трагическая смерть Алана Тьюринга
Потеряв возможность работать в науке, Тьюринг впал в депрессию. Кроме того, на фоне приема гормональных препаратов у мужчины начали выпадать волосы, пропал аппетит и сексуальное влечение, стала расти женская грудь.
Тьюринг умер 7 июня 1954 года. Миссис Кристи (домработница Алана) приготовила хозяину завтрак и поднялась в спальню, чтобы позвать Тьюринга к столу, но обнаружила в постели бездыханное тело ученого, а на столике возле кровати лежало надкушенное яблоко. После посмертной экспертизы выяснилось, что причиной смерти было отравление цианидом.
Алан Тьюринг
Рядом с телом найдены остатки яблока, хотя в желудке не было обнаружено никаких частей фрукта. Вскрытие показало "содержание жидкости в желудке, которая сильно пахла горьким миндалем, а также раствор цианида". В других органах также отмечался запах горького миндаля. Вскрытие показало, что причиной смерти стала асфиксия из-за отравления цианидом. Официальной версией объявлено самоубийство.
Однако известна и другая версия. Когда Вторая мировая война закончилась, Тьюринг работал над дешифрованием советских шифров. Исследователи предполагают, что агенты КГБ инсценировали ограбление в квартире ученого и привели его в ловушку, в результате чего работы над расшифровками советских кодов остановились. А других ученых такого уровня, чтобы продолжить работу Тьюринга, в Великобритании тогда не было.
Память об Алане Тьюринге
В 2009 году премьер-министр Великобритании Гордон Браун официально попросил прощения за то, что тогдашние британские власти приговорили Тьюринга к принудительному лечению от гомосексуальности.
Символ корпорации Apple - надкушенное с правой стороны яблоко - один из самых узнаваемых символов в цивилизованных странах. Этот логотип окружен множеством слухов и загадок. Многие видят в нем намек на гениального Ньютона (согласно легенде, он открыл закон всемирного тяготения после того, как ему на макушку свалилось яблоко). Кто-то склонен усматривать в яблоке символ грехопадения. Один из основателей компании Apple, ныне покойный Стив Джобс, всегда ловко уклонялся от комментариев относительно логотипа. Почему? Возможно, он опасался, что если реальный подтекст символа станет известен широким массам, корпорация может понести многомиллионные убытки….
Гений чистой математики
Мало кто знает, что кумиром Стива Джобса был английский математик Алан Тьюринг. Гениального ученого порой называют “отцом информатики и искусственного интеллекта”. В 1941 году Тьюринг, по официальной версии, покончил с собой, надкусив яблоко, начиненное (им же) цианидом. Согласно другим источникам, это был не суицид, а убийство. Как бы то ни было, Алан до недавнего времени считался в научном мире парией из-за своих гомосексуальных пристрастий. Его поклонник - Стив Джобс- не мог не понимать: Apple активно выходит на рынки государств, где мужеложство не в почете (Россия, Китай, страны восточной Европы). И поэтому всячески уклонялся от вопросов о логотипе. Вероятно, он опасался, что истинный смысл надкушенного яблока может отпугнуть покупателей. В поддержку этой версии говорит хотя бы тот факт, что лишь в 1998 году логотип корпорации стал однотонным, до того же момента яблоко было раскрашено в радужные цвета.
Чем же Алан Тьюринг заслужил уважение со стороны Стива Джобса и других “монстров” современной отросли? Как и многие гении, Алан Тьюринг, родившийся в Индии в 1912 году, был нестандартным ребенком. Он не интересовался ничем, кроме математики. Родители Алана, переехав в Англию, пытались сделать из мальчика всесторонне одаренную личность: против его желания, его отдали в гуманитарную школу города Шерборн. К 13 годам Алан, которому в заведении не преподавали даже основ исчисления (!), решал в уме сложнейшие математические задачи, чем ставил в тупик своих учителей. Его называли худшим учеником класса, а директор в характеристике написал: “Он, несомненно, станет настоящей проблемой сообщества”.
После окончания школы Тьюринг учился сначала в Кембриджском колледже (туда он поступил лишь со второго раза), потом во Франции и США. В 23-летнем возрасте он уже защитил докторскую диссертацию по математике, а после, в течение двух лет разработал теорию “логических вычисляющих машин”. В дальнейшим “машины” Тьюринга станут обязательной частью учебных программ для будущих кибернетиков. Мир обязан Алану множеством чисто математических решений.
Как ученый переиграл нацистов
В 1939 году британское военное ведомство поставило перед Аланом задачу: необходимо было разгадать секрет “Энигмы” - машины, кторую немецкие шифровщики использовали для кодирования радиограмм при операциях флота и авиации. Разведчикам удалось раздобыть экземпляр “Энигмы”, но прочитать перехваченные немецкие радиограммы все равно не удавалось. Тьюрингу предложили возглавить отдел “Британской школы кодов и шифров”, который должен был помочь разрешить эту проблему и предоставить полную свободу действий.
Алана охватил настоящий охотничий азарт. В группу он пригласил несколько друзей - шахматистов и математиков. Засучив рукава, эти, первые в мире, говоря современным языком, хакеры взялись за дело. Частично “сломать”“Энигму” удалось год спустя. Теперь британцы могли читать больше половины немецких шифровок. А в 1943 году группа Тьюринга “взломала”и более сложный вариант “Энигмы” - им пользовались немецкие подводники. Британское командование получило доступ практически ко всей информации, которой обменивались немцы. Это, несомненно способствовало успеху британского флота и, конечно же, в десятки раз снизило людские потери. Британия по заслугам оценила вклад Тьюринга в победу. Его наградили орденом и включили в группу, занимавшуюся разработкой ЭМБ.
1951 год стал настоящим триумфом для Алана. В Манчестере заработал один из первых в мире компьютеров, и ученый приложил руку у его созданию: он написал программное обеспечение. В том же году Тьюринг был избран членом Лондонского королевского общества. Кроме того, он не переставал трудиться на разведку. Теперь он занимался советским направлением и вот-вот должен был разработать алгоритм распознания шифрограмм.
Роковой укол
Как в старых добрых романтических фильмах, все хорошее неожиданно рухнуло. В 1952 году квартиру Алана ограбили. Вскоре в ходе расследования, полиция задержала преступника. Им оказался один из друзей любовника ученого. Да-да, Тьюринг уже много лет был убежденным гомосексуалистом (довольно распространенное явление в высшем свете Британии) и даже особо не скрывал этого. В те годы в Англии мужеложство считалось уголовным преступлением. В большинстве случаев общество закрывало глаза на “грешки” подобного рода. Чтобы не попасть под суровую дань правосудия, надо было всего лишь скрывать свою нетрадиционную ориентацию и не объявлять о ней во всеуслышание.
Алан Тьюринг, вопреки всем нормам, действовавшим в обществе, пошел ва-банк: он громогласно объявил себя гомосексуалистом. Впрочем, доказательств, помимо чистосердечного признания, хватало с избытком: полиция изъяла у воришки интимную переписку ученого, которую он вел со своими многочисленными любовниками на протяжении ряда лет. Стоит ли удивляться, что общество, которому Тьюринг бросил вызов, беспощадно расправилось с ним?
Громкий судебный процесс растянулся на несколько месяцев. Судьба вора уже никого не интересовала: Британия, затаив дыхание, гадала о будущем Алана. Неужели закон покарает героя войны, ведущего специалиста-дешифровщика, ученого с мировым именем? Судья оказался непреклонен. Тьюрингу, согласно законам того времени, предложили на выбор: два года тюремного заключения или химическая кастрация. Алан выбрал второе и вскоре получил укол, навсегда сделавший его импотентом. Кроме того, Тьюринга уволили с госслужбы, а также запретили преподавать в Манчестерском университете. Ученый в одночасье практически лишился и доброго имени, и смысла жизни, и средств к существованию.
Через некоторое время коллектив педагогов взял Алана на поруки, ему разрешили вновь заняться преподавательской деятельностью. Однако психика ученого была надломлена: до конца жизни он прожил затворником, играя в различные настольные игры. Алан стеснялся выходить на люди - от инъекции препарата, в состав которого входили женские гормоны, у него начала расти грудь.
“ Прости нас, ты заслуживал лучшего !”
А оставалось ему недолго, 8 июня 1954 года тело ученого обнаружили в его доме. Рядом, на ночном столике лежало надкушенное яблоко, которое, как позже показала экспертиза, было пропитано цианистым калием. Официальная версия гласит, что Алан покончил жизнь самоубийством, неофициальная - что его убили завистники. Правда, никто из сторонников версии насильственной смерти не объясняет, чему было завидовать на тот момент: Тьюринга фактически затравили, растоптали и предали официальному забвению.
Доброе имя ученому вернули значительно позже. А стыдливая молва отвела главную роль в создании ЭМВ и программного обеспечения американскому профессору Норберту Винеру, отодвинув “нестандартного” Тьюринга на задний план.
Стив Джобс, сделав надкушенное и раскрашенное в радужные цвета яблоко логотипом корпорации Apple, опередил официальные власти на десятки лет. Лишь в 2009-м премьер -министр Великобритании Гордан Браун назвал Тьюринга “самой громкой жертвой гомофобии” и заявил:”От имени британского правительства и всех тех, кто живет на свободе благодаря вкладу Алана, я со всей искренностью говорю: прости нас, ты заслуживал гораздо лучшего!”.
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
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 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.
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 друга 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...
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»
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 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.
Заслуги Алана Тьюринга были по достоинству оценены: после разгрома Германии он получил орден, был включён в научную группу, занимавшуюся созданием британской электронно-вычислительной машины.
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
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.
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 0.0044 сек. Хостинг
Какой вклад в информатику внес Алан Тьюринг, английский математик, криптограф, логик, оказавший фундаментальное влияние на дальнейшее развитие информатики, Вы узнаете из этой статьи.
Алан Тьюринг вклад в информатику
Значение работ этого поистине гениального человека для науки нельзя переоценить. Его многогранность и живость ума просто впечатляет. Имея должность лектора в Кембриджском университете, он в 1945 году бросает все и переходит в Национальную физическую лабораторию, где формировали команду по созданию вычислительной машины. На протяжении 3 лет он делал наброски проекта и снес важные предложения по конструированию. Также математик предложил много ценных идей касательно работы машины и написал программное обеспечение для нее. Алан Тьюринг приблизительно в то же время создал и первую шахматную программу.
Он в сентябре 1948 года переводится в Манчестерский университет на номинальную должность заместителя директора лаборатории вычислительных машин. Но по факту Тьюринг был в математическом отделе английского математика Ньюмана и отвечал за программирование.
Его звездный час настал в 1935–1936 годах, когда Тьюринг создал знаменитую на весь мир теорию «логических вычисляющих машин», которая вошла во все учебники по теории вычислений, основаниям математики и логике. В качестве подтверждения своей теории Алан продемонстрировал легендарную «машину Тьюринга» — это было простое устройство с программным управлением, пошаговыми действиями и памятью. Современные информационные системы, между прочим, используют данный алгоритм, как у машины Тьюринга.
С момента начала Второй Мировой войны Алан сотрудничает со Школой кодов и шифров, которая существовала в Блечли-Парке при правительстве Великобритании. Он занимался раскрытием военных шифров. В итоге он совершил прорыв – создал машину-дешифратор под названием Бомба». Благодаря ей были раскрыты все коды ВВС нацистской Германии, а в 1939 году математик сломал шифр немецкой системы «Энигма», которая контролировала все подводные лодки Германии. За свои заслуги он получил кавалера Ордена Британской империи IV степени.
В послевоенное время (с 1945 по 1948) Алан Тьюринг возглавлял проект Национальной физической школы Великобритании по созданию нового компьютера ACE. В 1950 году написал статью «Вычислительные машины и разум». Но печальные события его личной жизни привели к тому, что великого математика с 1953 года стали осуждать, после чего он 7 июня 1954 года покончил жизнь самоубийством, согласно официальной версии смерти.
Надеемся, что из этой статьи Вы узнали, какой вклад в информатику совершил Алан Тьюринг.
Алан Тьюринг биография кратко и интересные факты из жизни английского математика, криптографа, логика, изложены в этой статье.
Алан Тьюринг биография кратко
Алан Матисон Тьюринг появился на свет в Лондоне 23 июня 1912 года в семье чиновника, находящегося на службе в Индии. Образование юноша получил в престижной, английской Шерборнской школе, проявив таланты в математике и химии. В 1931 году он поступает в колледж при Кембриджском университете.
Защитив диссертацию в 1935 году, на тему «Центральная предельная теорема теории вероятности», стал членом Научного общества Кингз‑колледжа. В этот период начал заниматься исследованиями в математической логике. Спустя год Алан пишет работу «О вычислимых числах, с приложением к проблеме разрешимости», в которой ввел новое математическое понятие: «абстрактного эквивалента алгоритма» или «вычислимой функции». Позже оно получило другое название – «машина Тьюринга». Результат его исследований стал толчком к открытию дискуссии по теории автоматов и стал фундаментальной основой для цифровых компьютеров, появившихся в 40-ые годы ХХ века.
Учебу Тьюринг продолжил уже в США, поступив в Принстонский университет. Здесь под руководством логика и математика Алонзо Черча получает степень доктора философии в 1938 году. Возвратившись в Великобританию, Тьюринг начинает сотрудничать с правительственной Школой кодов и шифров.
В 1939 году военное ведомство Британии поставило перед ним задачу разгадать коды «Энигмы» — специального шифровального устройства, которое использовалось для шифрования радиограмм в германском люфтваффе и военно-морском флоте. Спустя полгода команда Тьюринга разработала устройство «Бомба», читавшее практически все радиограммы люфтваффе. Через еще один год математик взломал «Энигму».
Также ученый занимался разработкой специальных шифров для переписки Черчилля и Рузвельта в период 1942 — 1943 годов. За свои заслуги после окончания войны получил звание кавалера Ордена Британской империи 4‑й степени.
В 1945 году математика приняли лондонскую Национальную физическую лабораторию. Здесь он возглавил разработку нового вычислительного устройства АСЕ. В 1947 году Алан разработал «Сокращенные кодовые инструкции», положившие начало использованию языка программирования. Через год его пригласили в Манчестерский университет на должность директора вычислительной лаборатории, где проектировалась автоматическая цифровая машина «Мадам» — компьютер с огромнейшей, по меркам того времени, памятью. Он создал несколько программ для нее при помощи буквенно‑цифрового кода.
Кроме того, Тьюринга считают основоположником искусственного интеллекта. Ученый создал знаменитый и сегодня мысленный эксперимент – тест Тьюринга, занимающийся поиском ответов на вопрос «мыслит ли машина?». Его в 1951 году избирают в члены Королевского научного общества.
В последние годы своей жизни стал увлекаться биологией и работал над созданием химической теории морфогенеза. Но закончить ее он не успел, сделав только несколько набросков. Тьюринга в 1952 году ограбили. И в ходе уголовного процесса он вынужден был признаться в своей нетрадиционной ориентации. В те времена это жестоко осуждалось и каралось тюрьмой. Через посыпавшиеся на него осуждения, Алан потерял работу в области криптографии. Из гениального и востребованного человека он превратился жалкое подобие себя. Его мертвое тело нашли дома 8 июня 1954 года. Полагается, что великий математик покончил жизнь самоубийством.
Алан Тьюринг интересные факты
- Умел вязать и военные годы сам себе вязал варежки, так как новые вещи тогда были в дефиците.
- Современники описывают его как не слишком обаятельного человека, слегка чудаковатого, бесконечно трудолюбивого и довольно желчного.
- Тьюринг был аллергиком. Однако в период цветения растений он не принимал антигистаминные препараты, а надевал противогаз.
- Работая в в Блечли-Парке, он пристегивал свою кружку к батарее, чтобы ее не украли.
- Однажды математик узнал, что курс английского фута стремительно падает и переплавил все свои монеты в серебряный слиток. Закопал он его территории парка, а вот где именно – напрочь забыл.
- Был хорошим спортсменом и участвовал в марафонском забеге.
- Когда обнаружилось, что Тьюринг гомосексуалист, суд вынес ему приговор – либо тюрьма, либо химическая кастрация путем приема инъекций эстрогена. Он выбрал последнее.
- Никогда не был женат. Но был помолвлен с Джоан Кларк, с которой вместе работал над взломом «Энигмы». О своих нетрадиционных увлечениях сказал ей через пару дней после помолвки. Но ее это не отпугнуло. Их связывала платоническая любовь и духовные связи. Но вскоре они разошлись. Немного позже Тьюринг предложил Джоан начать все сначала, но женщина отказалась. Несмотря на то, что она вышла замуж за другого человека, с Аланом она была до самого конца, оставаясь с ним в теплых, дружеских отношениях.
