Алан Тьюринг

Article

June 30, 2022

Алан Мэтисон Тьюринг (родился 23 июня 1912 года в Лондоне, умер 7 июня 1954 года в Уилмслоу близ Манчестера) — британский математик, криптолог, создатель концепции машины Тьюринга и один из основоположников информатики. Считается отцом искусственного интеллекта.

Биография \ Резюме

Детство и юность

Его отец, Джулиус Тьюринг, был индийским государственным служащим и вместе со своей женой Этель, урожденной Стоуни (1881–1976), жил в Чатрапуре недалеко от Мадраса на юге Индии. Там же осенью 1911 года был зачат Алан Тьюринг. Поскольку родители будущего математика хотели, чтобы ребенок родился в Англии, они покинули Индию и вернулись в Мейда-Вейл в Лондоне. Алан Мэтисон Тьюринг родился 23 июня 1912 года в Лондоне. У Тьюринга был старший брат Джон. Его отец вернулся в Индию вскоре после его рождения, а мать уехала оттуда пятнадцатью месяцами позже — в середине сентября 1913 года, оставив Алана на попечении нянек. Родители записали его в школу Святого Михаила, когда ему было 6 лет. В 1926 году Алан Тьюринг поступил в Шерборнскую школу в Шерборне, Дорсет. Начало его обучения совпало со всеобщей забастовкой 1926 года в Великобритании. Однако Тьюринг очень хотел ходить в школу, и, чтобы прибыть в свой первый школьный день, он проехал без сопровождения более 60 миль (97 км) от Саутгемптона до школы, остановившись на ночь в гостинице. С самого начала учебы он проявлял большие способности в области точных наук, но плохо себя чувствовал в школе, воспитавшей будущее руководство Британской империи. Во время учебы в школе Шерборн Тьюринг обнаружил свою гомосексуальную ориентацию. Это привело его к размышлениям, которые заставили его отказаться от религиозного мышления, превратиться в атеиста и принять рационалистические убеждения. Именно тогда он влюбился в Кристофера Моркома (англ.). Однако вскоре после этого, 13 февраля 1930 г., он скончался в результате осложнений, вызванных бычьим типом туберкулеза.

Учеба и исследовательская работа

После смерти Моркома Тьюринг стал работать еще усерднее, пока в 1931 году не получил стипендию в Королевском колледже в Кембридже. Там он изучал математику с 1931 по 1934 год, получив диплом с отличием. В 1935 году в возрасте 22 лет он защитил докторскую диссертацию, в которой доказал вариант центральной предельной теоремы. Комиссия, оценивавшая работу, не знала, что утверждение уже было доказано ярлом Линдебергом в 1922 году. Находясь в Кембридже, Тьюринг написал свою, вероятно, самую важную математическую работу «О вычислимых числах с приложением к проблеме Entscheidungsproblem» или «О вычислимых числах и их приложениях к проблеме Entscheidungsproblem», целью которой было решить проблему разрешимости, представленную Давид Гильберт в 1928 г. представил абстрактную машину, способный выполнять запрограммированную математическую операцию, то есть алгоритм. Машина могла выполнять только один конкретный алгоритм, например, возводить число в квадрат, делить, складывать, вычитать. Согласно Тьюрингу, числа должны были подаваться на пишущую машинку с помощью бумажной ленты, похожей на ленту с мелодией, написанной для фортепиано. В своей работе Тьюринг описал многие из этих машин, получивших общее название машин Тьюринга. Расширением этой концепции стала так называемая универсальная машина Тьюринга, которая в зависимости от записанной на ленте инструкции должна была выполнять любую операцию. Тьюринг свел проблему разрешимости к проблеме остановки, а именно к вопросу о том, существует ли алгоритм, который может сказать, будет ли программа останавливаться или работать бесконечно. Он доказал, что такого алгоритма не существует. Таким образом, даже универсальная машина Тьюринга не смогла идентифицировать все ожидающие утверждения. Это было окончательное решение проблемы Гильберта. Доказательство этой теоремы называется доказательством Тьюринга. В то же время Алонзо Черч, наставник Тьюринга, независимо пришел к тем же выводам, используя собственное лямбда-исчисление. Тьюринг и Черч пришли к одним и тем же выводам другими методами, известными как тезис Черча-Тьюринга. В этой же работе Тьюринг представил схему первого компьютера, подготовленную на основе работы Чарльза Бэббиджа и его проекта дифференциальной машины № 2. Это был проект, реализация которого была за пределами возможностей тогдашней техники, хотя и от с инженерной точки зрения это было правильно. Благодаря своей работе «О вычислимых числах» в возрасте 26 лет Тьюринг был признан одним из самых выдающихся математиков в мире. Он быстро сделал карьеру в науке и даже стал членом Королевского колледжа.

Вклад в криптологию

В 1939 году Государственная школа кодов и шифров предложила Тьюрингу работу криптоаналитиком в Блетчли-парке. Там математик (на рубеже 1939 и 1940 гг.) сконструировал так называемую Бомба Тьюринга (частично основанная на работах польских криптоаналитиков, например Мариана Реевского - см. Криптологическая бомба), устройство, используемое для взлома кода Enigma. Это было устройство, которое сделало расшифровку сообщений, хранящихся с помощью немецкой шифровальной машины, намного проще, дешевле и эффективнее. У Блетчли было пятнадцать таких бомб, каждая для одного сообщения. В 1940 году Тьюринг разработал собственную криптобомбу. Первая версия была недостаточно быстрой, поэтому 8 августа в сотрудничестве с математиком Гордоном Уэлчманом была создана ее улучшенная версия, названная бомбой Тьюринга-Уэлчмана. Это было одно из пяти самых важных криптоаналитических достижений Тьюринга во время Второй мировой войны. Другие: вывод процедуры для индикатора, используемого ВМС Германии, разработка статистической процедуры под названием Banburismus, позволяющей более эффективно использовать криптологические бомбы, разработка процедур для разработки выравнивания колес в Lorenz SZ 40/42 (Tuna), в В конце войны изобретение портативных скремблеров под названием Delilah coding для безопасной передачи голоса. В январе 1940 года он провел несколько дней в разведывательном центре Бруно во Франции, где работали польские математики: Мариан Реевский, Ежи Ружицкий и Хенрик Зыгальский, переведенные туда после начала войны. Британцы также предоставили им набор перфорированных листов, называемых листами Зигальского, изготовленных по польским инструкциям в Блетчли-Парке. Мариан Реевски, автор воспоминаний об этом событии, вспоминал, что Тьюринга интересовали детали штекерных соединений (Steckenverbindungen) в машине «Энигма», а также трехбуквенные коды, используемые Люфтваффе. Тьюринг имел репутацию эксцентричного человека в Блетчли-парке. Будучи аллергиком, он каждый год в июне страдал сенной лихорадкой и работал в противогазе, чтобы защитить себя от аллергенов. Работая в Блетчли, Тьюринг тренировался в беге на длинные дистанции, иногда пробегая 40 миль (64 км), когда ему нужно было добраться до Лондона для встреч на высшем уровне, и он был в форме бегуна мирового олимпийского уровня. Нехватка персонала в Блетчли-парке сделала невозможным расшифровку многих сообщений. В октябре 1941 года Тьюринг и его соратники обратились непосредственно к Уинстону Черчиллю за грантами на работу, связанную с криптоанализом. Эти субсидии они получили. В феврале 1942 года произошла смена директора Блетчли-парка, новым начальником стал коммандер Эдвард Трэвис. Через год у Блетчли было уже сорок девять бомб. В поместье Гейхерст также была построена бомбоубежище. Затем (косвенно) о наборе в Блетчли было публично объявлено путем публикации кроссворда в Daily Telegraph. Шесть читателей, которые правильно решили ее и прошли тест МИ-6, были наняты Тьюрингом в Блетчли. В 1941 году Тьюринг сделал предложение своей коллеге Джоан Кларк жениться, но их помолвка была недолгой. После ее холодной реакции на признание Тьюринга в своей гомосексуальности он решил, что не может жениться на ней. В 1945 году он был награжден Орденом Британской империи за заслуги во время Второй мировой войны, но его достижения на этом поприще долгие годы оставались тайной.

Вклад в информатику

После войны он разработал один из первых электронных программируемых компьютеров. Он также был создателем так называемого теста Тьюринга — эксперимента, пытающегося определить искусственный интеллект. С 1945 по 1947 год он жил в Ричмонде, Лондон. В то время он работал над проектом ACE (Automatic Computing Engine) в Национальной физической лаборатории (NPL). 19 февраля 1946 года он представил документ, который был первым подробным проектом компьютерной программы. Хотя первый проект отчета фон Неймана о EDVAC предшествовал работе Тьюринга, он был гораздо менее подробным. И хотя ACE можно было построить, секретность, окружающая проекты Блечли-парка военного времени, привела к задержкам с запуском проекта, что разочаровало Тьюринга. В конце 1947 года он вернулся в Кембридж в годовой отпуск, и за это время в его отсутствие был построен прототип компьютера (Pilot ACE). Свою первую программу он сделал 10 мая 1950 года. ACE Turing так и не был построен, но многие компьютеры по всему миру многим ему обязаны, например, американский Bendix G-15. В 1948 году Тьюринг был назначен рецензентом кафедры математики Манчестерского университета. В 1949 году он стал заместителем директора вычислительной лаборатории и работал там над программным обеспечением для одного из первых компьютеров Manchester Mark I. В это время он продолжал свою теоретическую работу. В статье Computing Machinery and Intelligence Тьюринг обратился к проблеме искусственного интеллекта и предложил эксперимент, который стал известен как тест Тьюринга. Это попытка определить стандарт для машины под названием «интеллектуальная». Идея заключалась в том, что можно сказать, что компьютер «думает», если человек, проводящий эксперимент, не может сказать через разговор, имеет ли он дело с человеком или с машиной. В статье Тьюринг предположил, что вместо того, чтобы создавать программу для имитации мыслей взрослых, более простая программа могла бы моделировать ум ребенка, а затем обучать его. Перевернутая форма теста Тьюринга — это широко используемая в Интернете CAPTCHA (полностью автоматизированный общедоступный тест Тьюринга, позволяющий различать компьютеры и людей), в котором машина проверяет, имеет ли она дело с машиной или с человеком. В 1948 году, работая со своим бывшим коллегой по колледжу Д. Г. Чампернауном, он начал писать шахматную программу для еще не существовавшего компьютера. В 1952 году не было достаточно мощного компьютера, чтобы запустить программу. Так Тьюринг смоделировал работу компьютера, реализуя движение примерно за полчаса. Шахматная запись этой партии доступна в Интернете. Программа проиграла коллеге Тьюринга Алеку Гленни. В 1948 году он также изобрел метод разложения LU, который представляет собой разложение матрицы на нижнюю треугольную матрицу и верхнюю треугольную матрицу.

Вклад в математическую биологию

С 1952 года до своей смерти в 1954 году Тьюринг занимался математической биологией, в частности процессом морфогенеза. В 1952 году он опубликовал «Химические основы морфогенеза», выдвинув гипотезу о формировании паттернов. Его основное внимание в этом отношении было направлено на понимание филотаксии Фибоначчи, то есть существования чисел Фибоначчи в структуре листвы растений. Он использовал уравнения реакции-диффузии, что имеет решающее значение при формировании закономерностей. Последующие работы оставались неопубликованными до 1992 года, когда было опубликовано Собрание сочинений А. М. Тьюринга. Его работы считаются фундаментальной работой в этой области.

Обвинение в морали и смерти

Глава британской разведки Стюарт Мензис знал, что Тьюринг был гомосексуалистом, но против него долгое время не предпринималось никаких действий, поскольку он не создавал проблем в своем окружении, а с точки зрения возложенных на него задач было необходимо. Было решено, что избавиться от него можно будет только после 1944 года, когда он завершит свои наиболее важные работы. В январе 1952 года Тьюринг встретил Арнольда Мюррея в кинотеатре в Манчестере. После обеда Тьюринг пригласил его к себе домой на выходные. Мюррей принял приглашение, но не появился. Они снова встретились в Манчестере в понедельник после выходных, и Мюррей согласился сопровождать Тьюринга до его дома. Несколько недель спустя Мюррей снова посетил дом Тьюринга и провел там ночь. В том же году в дом Тьюринга вломились, и он сообщил об этом в полицию. В ходе расследования Тьюринг подтвердил, что он гомосексуал. В то время гомосексуальный секс был незаконным в Великобритании, и им обоим были предъявлены обвинения в соответствии со статьей 11 Уголовного закона с поправками, внесенными Законом 1885 года. Тогда Тьюринга обвинили в нарушении общественной морали — в гомосексуальных отношениях с 19-летним парнем и завели против него судебный иск. Суд поставил перед ним выбор: тюрьма или гормональная терапия. Тьюринг выбрал терапию — консультации психиатра и год лечения гормонами — заключающийся в приеме эстрогенов (химическая кастрация). Побочным эффектом лечения была, среди прочего, гинекомастия. В результате осуждения Тьюринг лишился сертификата конфиденциальной информации и был отстранен от исследований, связанных с конструкцией компьютера. 7 июня 1954 года он заперся в своей спальне и покончил жизнь самоубийством. На следующий день его нашли мертвым. Выяснение причин смерти показало, что она наступила в результате отравления цианидом. Когда тело Тьюринга было найдено, рядом с кроватью лежало недоеденное яблоко, и хотя оно не было проверено на цианид, предположительно это было средство, с помощью которого в тело была введена смертельная доза цианида. Следователи установили, что Тьюринг покончил жизнь самоубийством. Его тело было кремировано в крематории 12 июня 1954 года. Мать Тьюринга настаивала на том, что проглатывание цианида должно было быть случайным, вызванным небрежным хранением ее сыном лабораторных химикатов. Биограф Эндрю Ходжеса предполагает, что Тьюринг, возможно, нарочно покончил жизнь самоубийством сомнительным образом. чтобы дать матери возможность оставаться убежденной в том, что ее действия были непреднамеренными. Дэвид Ливитт предположил, что Тьюринг воссоздал сцену, где Злая Королева окунает свое яблоко в ядовитый напиток, из мультфильма Уолта Диснея 1937 года «Белоснежка и семь гномов», его любимой сказки.

Эпитафия Алана Тюрингия

Гиперболоиды чудесного Света, Катящиеся сквозь Пространство и Время, Укрывают те Волны, которые каким-то образом Могли бы Разыграть святую пантомиму Бога.

Последствия смерти Алана Тьюринга

Журнал New Statesman опубликовал текст с резкой критикой гомофобного закона. В мае 1954 года консерватор Дэвид Максвелл Файф, тогдашний министр внутренних дел, назначил комиссию для расследования законности запрета закона на гомосексуальный секс. Работа комиссии завершилась публикацией т.н. В докладе Вольфендена четко указано, что секс между двумя мужчинами не должен наказываться, а гомосексуальность сам по себе не является психическим заболеванием. Инициатор комиссии Файф был против реализации рекомендаций доклада, и это было достигнуто лишь после прихода к власти в 1964 году левой Лейбористской партии.

извинения британского правительства

Премьер-министр Гордон Браун в сентябре 2009 года принес извинения от имени правительства Великобритании за «крайне несправедливое» и «ужасное» обращение с Тьюрингом. В 2013 году королева Елизавета II посмертно помиловала Тьюринга. В 2014 году был снят фильм (о нем и его работе над Enigma). Загадочная игра, в которой Бенедикт Камбербэтч играет роль Тьюринга. В 2019 году он был признан британцами самой выдающейся фигурой XX века, опередив при этом других финалистов: Пабло Пикассо, Мухаммеда Али, Мартина Лютера Кинга-младшего, Дэвида Боуи, Эрнеста Шеклтона и Нельсона Манделу.

Смотрите также

Помник Алана Туринга (10204) Тьюринг

Сноски

Библиография

Агниджо Банерджи, Дэвид Дарлинг: Странная математика. Helion SA, 2020. ISBN 83-283-5687-2. Эндрю Ходжес, Виктор Бартол: Загадка: жизнь и смерть Алана Тьюринга. Варшава: Prószyński i S-ka, 2002. ISBN 83-7255-087-5. Саймон Сингх, Петр Амстердамски: Книга шифров. Варшава: Святые Ксёнжки, ​​2003. ISBN 83-7311-714-8. Алан Тьюринг, Вычислительная машина и интеллект, в: Философия разума, под редакцией Богдана Хведенчука, Алетейя, Варшава, 1995 г. (ориг. 1950 г.) Алан Тьюринг, Может ли машина думать? (1956)

внешние ссылки

Джон Дж. О'Коннор; Эдмунд Ф. Робертсон: Алан Тьюринг в архиве истории математики MacTutor (англ.) Алан Мэтисон Тьюринг в проекте математической генеалогии (по состоянию на 30 октября 2021 г.). Алан Тьюринг среди самых важных людей 20 века по версии журнала Time Категория с публикациями Алана Тьюринга Эндрю. Ходжес Эндрю А., Алан Тьюринг, [в:] Стэнфордская философская энциклопедия [онлайн], CSLI, Стэнфордский университет, 30 сентября 2013 г., ISSN 1095-5054 [по состоянию на 07 августа 2018 г.]. Алан Тьюринг: первоисточники (англ.) Цифровой архив Тьюринга (англ.) Архив истории вычислений Тьюринга (англ.)

Original article in Polish language