23 июня 2012 года исполняется 100 лет со дня рождения Алана Тьюринга - английского математика, логика, криптографа, оказавшего существенное влияние на развитие информатики.

Алан Матисон Тьюринг (Alan Mathison Turing) родился 23 июня 1912 года в Лондоне в семье колониального чиновника, служившего в Индии. Его родители ‑ Юлиус Мэтисон Тьюринг (Julius Mathison) и Этель Сара Стоуни (Ethel Sara Stoney) познакомились и обвенчались в Индии.

Алан Тьюринг учился в престижной Шерборнской школе (Sherborne Public School) в Англии, где проявил незаурядные способности к математике и химии, затем в 1931 году поступил в Кингз‑колледж (King"s College) Кембриджского университета.

В 1935 году он защитил диссертацию "Центральная предельная теорема теории вероятности" (которую он самостоятельно переоткрыл, не зная об аналогичной предшествующей работе) и был избран членом Научного общества колледжа. В этом же году он впервые начал работать в области математической логики и проводить исследования, которые уже через год привели к выдающимся результатам.

В своей работе "О вычислимых числах, с приложением к проблеме разрешимости" (On the Computable Numbers, with an Application to the Entscheidungsproblem, 1936) Тьюринг ввел математическое понятие абстрактного эквивалента алгоритма, или вычислимой функции, получившее затем название "машины Тьюринга". Это был проект устройства, имеющего все основные свойства современной информационной системы: программное управление, память и пошаговый способ действий.

"Машина Тьюринга" открыла дискуссию по теории автоматов и создала теоретическую базу для работы цифровых компьютеров, которые появились в 1940‑е годы.

Тьюринг продолжил учебу в США - в Принстонском университете, где под руководством американского математика и логика Алонзо Чёрча (Alonzo Church) в 1938 году получил степень доктора философии. Затем он вернулся в Великобританию и получил стипендию Кингз‑колледжа для занятий логикой и теорией чисел.

В это же время началось его конфиденциальное сотрудничество с правительственной Школой кодов и шифров (Government Code and Cypher School) в Блечли‑Парке, где он еще до войны участвовал в работах по раскрытию немецких шифров.

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. Тьюринг пригласил в созданный им отдел нескольких друзей‑шахматистов. Уже через полгода было разработано 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 военные успехи британского флота.

Тьюринг занимался также разработкой шифров для переписки премьер-министра Великобритании Уинстона Черчилля и президента США Франклина Рузвельта, проведя период с ноября 1942 года по март 1943 года в США.

Заслуги Алана Тьюринга были по достоинству оценены: после разгрома Германии он был удостоен звания кавалера Ордена Британской империи 4‑й степени.

В 1945 году Тьюринг был принят в Национальную физическую лабораторию в Лондоне, где возглавил разработку большого автоматического вычислительного устройства АСЕ (Automatic Computing Engine).

Разработанные в 1947 году Тьюрингом "Сокращенные кодовые инструкции" (Abbreviated Code Instructions) положили начало созданию, исследованию и практическому использованию языков программирования.

В 1948 году ученый был назначен заместителем Макса Ньюмена (Max Newman), директора вычислительной лаборатории Манчестерского университета, где создавался компьютер с самой большой по тому времени памятью - манчестерская автоматическая цифровая машина, или "Мадам" (Manchester Automatic Digital Machine), как ее называли в прессе. Тьюринг написал для нее несколько программ, пользуясь буквенно‑цифровым кодом.

Тьюринг считается основоположником не только вычислительной техники, но также и искусственного интеллекта. Исключительную роль в развитии этого исследовательского направления сыграла небольшая статья "Вычислительные машины и разум" (Computing Machinery and Intellegence), опубликованная в журнале Mind в 1950 году и впоследствии многократно перепечатывавшаяся, в которой Тьюринг предложил ставший знаменитым мысленный эксперимент (тест Тьюринга) ‑ операциональный способ решения вопроса "мыслит ли машина?".

В 1951 году Алан Тьюринг стал членом Королевского научного общества.

В конце жизни он занялся вопросами биологии, а именно, разработкой химической теории морфогенеза. Эта работа осталась незаконченной. Предварительный доклад 1952 года и отчет, который появился уже после его смерти, описывают только первые наброски этой теории.

В 1952 году Тьюринг попал под суд по обвинению в нетрадиционной сексуальной ориентации. Вскоре скандал стал достоянием публики, ученый подвергся осуждению и потерял право работать в области криптографии.

8 июня 1954 года Тьюринг был найден мертвым в своем доме в Уилмслоу близ Манчестера. Смерть наступила 7 июня от отравления цианидом и была признана самоубийством.

В честь Алана Тьюринга Ассоциация по вычислительной технике (Association for Computing Machnery, АСМ) учредила премию его имени. Первым лауреатом премии Тьюринга в 1966 году стал Алан Перлис, один из создателей языка программирования Алгол, первый президент АСМ.

Материал подготовлен на основе информации открытых источников

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.

Алан Матисон Тьюринг - это всемирно известный гениальный ученый, взломщик кодов, пионер информатики, человек с удивительной судьбой, оказавший значительное влияние на развитие компьютерных технологий.

Алан Тьюринг: краткая биография

Алан Матисон Тьюринг появился на свет в Лондоне 23 июня 1912 года. Его отец Юлиус Тьюринг являлся колониальным чиновником, несшим гражданскую службу в Индии. Там он познакомился и обвенчался с мамой Алана - Этель Сарой. Родители постоянно проживали в Индии, а дети (Алан и Джон, его старший брат) обучались в частных домах Англии, где получали строгое воспитание.

Чудачества компьютерного гения

Современники описывали Тьюринга как слегка чудаковатого человека, не слишком обаятельного, довольно желчного и бесконечно трудолюбивого.

• Будучи аллергиком, Тьюринг Алан антигистаминным препаратам предпочитал противогаз. В нем он ездил в офисы в период цветения растений. Возможно, такая странность объяснялась нежеланием попасть под влияние побочных эффектов препарата, а именно - сонливости.
• Еще одна особенность имелась у математика в отношении к своему велосипеду, у которого через определенные интервалы слетала цепь. Тьюринг Алан, не желая заниматься ее починкой, считал обороты педалей, в нужный момент слезал с велосипеда и поправлял цепь руками.
• Собственную кружку в Блетчли-Парке талантливый ученый пристегивал к батарее цепью, чтобы ее не украли.
• Живя в Кембридже, Алан никогда не ставил часы в соответствии с сигналами точного времени, он вычислял его мысленно, фиксируя местоположение определенной звезды.
• Однажды Алан, узнав о падении курса английского фута, переплавил имевшиеся у него монеты и закопал полученный серебряный слиток где-то на территории парка, после чего напрочь забыл место тайника.
• Тьюринг был неплохим спортсменом. Чувствуя необходимость в зарядке, он пробежал длинную дистанцию, определив для себя, что преуспел в этом виде спорта. Затем за рекордное время выиграл 3- и 10-мильную дистанции своего клуба, а в 1947 году в марафонском забеге занял пятое место.

Чудачества Алана Тьюринга, заслуги которого для Британии просто неоценимы, мало у кого вызывали недоумение. Многие коллеги вспоминают волнение и энтузиазм, с которыми гений информатики брался за любую интересовавшую его идею. На Тьюринга взирали с большим уважением, так как он выделялся оригинальностью мышления и собственным интеллектом. Талантливый математик, имея все задатки квалифицированного преподавателя, умел решить и доступно объяснить любую, даже самую необычную задачу.

Алан Тьюринг: вклад в информатику

В 1945 году Алан отказался от работы лектора в Кембриджском университете и по рекомендации М. Ньюмена перешел в Национальную физическую лабораторию, где в это время формировалась группа по проектированию и созданию АСЕ - вычислительной машины. В течение 3 лет (с 1945 по 1948 г.) - периода существования группы - Тьюринг сделал первые наброски и внес несколько важных предложений по ее конструированию.

Отчет по АСЕ ученый передал в исполнительный комитет НФЛ 19 марта 1946 года. В сопроводительной записке, приложенной к нему, говорилось, что работа основана на проекте EDVAG. Однако в проекте имелось большое количество ценных идей, принадлежавших непосредственно английскому математику.

Программное обеспечение для первого компьютера также написал Алан Тьюринг. Информатика без кропотливых трудов этого талантливого ученого, возможно, не достигла бы такого уровня, как сегодня. Тогда же была написана и первая шахматная программа.

В сентябре 1948 года Алан Тьюринг, биография которого всю жизнь была связана с математикой, перевелся на работу в Номинально он занял должность заместителя директора лаборатории вычислительных машин, в действительности же числился в математическом отделе М. Ньюмена и являлся ответственным за программирование.

Злая шутка судьбы

Английский математик, продолжавший после войны сотрудничество с разведкой, был привлечен к новому заданию: расшифровке советских кодов. В этот момент судьба сыграла с Тьюрингом злую шутку. Однажды его дом ограбили. В оставленной вором записке было предостережение о крайней нежелательности обращения в полицию, но возмущенный Алан Тьюринг сразу же позвонил в участок. В процессе расследования выяснилось, что грабителем являлся один из друзей любовника Алана. В процессе дачи показаний Тьюрингу пришлось признаться в своей нетрадиционной ориентации, что в те годы в Англии было уголовно наказуемо.

Громкий судебный процесс над известным ученым продолжался достаточно долго. Ему было предложено либо двухлетнее тюремное содержание, либо гормональная терапия, избавляющая от полового влечения.

Алан Тьюринг (фото последних лет выше) выбрал второе. В результате лечения мощнейшими препаратами, длившегося на протяжении года, у Тьюринга развилась импотенция, а также гинекомастия (увеличение груди). Уголовно преследуемый Алан был отстранен от секретной работы. К тому же у британцев существовали опасения, что гомосексуалисты могут вербоваться советскими шпионами. Ученого в шпионаже не обвинили, но запретили обсуждать свою работу в Блетчли-Парке.

Яблоко Алана Тьюринга

История Алана Тьюринга печальна до глубины души: математического гения уволили со службы и запретили преподавать. Его репутация была окончательно испорчена. В 41 год молодой человек оказался выброшенным за борт привычного ритма жизни, оставшись без любимой работы, с надломленной психикой и разрушенным здоровьем. В 1954 году Алан Тьюринг, биография которого и сегодня волнует умы многих людей, был найден мертвым в собственном доме, а на тумбочке возле кровати лежало надкушенное яблоко. Как позже выяснилось, оно было начинено цианидом. Так Алан Тьюринг воссоздал сцену из своей любимой сказки «Белоснежка» 1937 года. По некоторым сведениям, именно поэтому фрукт стал эмблемой известной на весь мир компьютерной фирмы «Эппл». К тому же яблоко еще является библейским символом познания греха.

Официальная версия гибели талантливого математика - самоубийство. Мать Алана считала, что отравление произошло случайно, ведь Алан всегда неосторожно работал с химикатами. Имеет место версия, что Тьюринг сознательно выбрал такой способ ухода из жизни, чтобы дать возможность матери не верить в самоубийство.

Реабилитация английского математика

Великий математик был реабилитирован посмертно. В 2009 году премьер-министр Великобритании Гордон Браун публично извинился за преследования, которым подвергся гений информатики. В 2013 году Тьюринг был официально помилован за обвинения в непристойности Елизаветой II - королевой Великобритании.

Работы Алана Тьюринга заключались не только в разработке информационных технологий: в конце жизни ученый посвятил себя вопросам биологии, а именно - стал разрабатывать химическую теорию морфогенеза, давшую полный простор для сочетания способностей точного математика и одаренного, полного оригинальных идей философа. Первые наброски данной теории описаны в предварительном докладе 1952 года и отчете, появившемся после смерти ученого.

Самой престижной наградой в области информатики является "Премия Тьюринга". Ее вручение производится ежегодно Ассоциацией вычислительной техники. Спонсируется это вознаграждение, размер которого в настоящее время составляет 250 000 долларов, корпорациями Google и Intel. Первым столь важной награды в 1966 году был удостоен Алан Перлис за создание компиляторов.

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

1. Alan Turing, On computable numbers, with an application to the Entscheidungsproblem, Proceedings of the London Mathematical Society, Series 2, 42 (1936), pp 230-265.
2. Тьюринг А.М. Вычислительные машины и разум. Хофштадер Д., Деннет Д. - Самара: Бахрах-М, 2003. - С. 47-59.
3. 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
4. Иван Долмачев. Статья про Алана Тьюринга.
5. 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 0.0046 сек. Хостинг

Английский математик, логик, криптограф, изобретатель машины Тьюринга.

Сын британского чиновника в Индии, Алан учился во Франции, Англии и, затем, в США. Тогда многие математики пытались создать алгоритм для определения истинности высказываний. Но Гёделю удалось доказать, что любая полезная математическая система аксиом неполна в смысле, что в ней существует высказывание, истинность которого нельзя ни опровергнуть, ни подтвердить. Это побудило Тьюринга доказать, что нет общего метода определения истинности и, таким образом, математика всегда будет содержать недоказуемые высказывания.

В своей работе Тьюринг предложил проект простого устройства, имеющего все основные свойства современной информационной системы: программное управление, память, и пошаговый способ действий. Эта воображаемая машина, получившая название «машины Тьюринга», используется в теории автоматов или компьютеров.

Когда Тьюринг из США возвратился в Англию, началась мировая война. Одним из важнейших вооружений этой войны была ЭВМ «Колосс» по проекту «Ультра», начавшая в 1943 году взламывать сверхсложные шифры немцев. Работа этой системы значительно помогла союзникам в борьбе с немецко-фашистскими захватчиками.

После войны в 1945 Алан возглавил проект создания компьютера «ТУЗ» (ACE, Automatic Computing Engine), а в 1948 Тьюринг стал работать с «МАДАМ» (MADAM, Manchester Automatic DigitAl Machine), компьютером с самой большой памятью в мире в то время. Работы Алана по сооружению первых ЭВМ и развитию методов программирования имели неоценимую важность, дав основу большинству исследований в области искусственного интеллекта. Он полагал, что компьютеры, в конце концов, смогут мыслить как человек, и предложил простую проверку, известную как тест Тьюринга, оценивающую способность машины мыслить: побеседуйте с ЭВМ, и пусть она убедит вас, что она - человек.

В 1952 году Тьюринг издал первую часть его теоретического изучения развития форм живых организмов. Но эта работа осталась незаконченной, из-за его самоубийства, видимо вызванного преследованиями со стороны британской разведки.

В наивном но красивом фильме «Энигма» о любви, войне и секретных службах Тьюринг показан как главный герой Том Джерико, которого сыграл Дюгрэй Скотт.

Научные достижения и открытия

Проблема остановки

Было обнаружено, что компьютеры всё-таки могут решить не любую математическую задачу. Алан Тьюринг доказал в 1936 году, что общий алгоритм для решения проблемы остановки для любых возможных входных данных не может существовать.

Расшифровка кода «Энигмы»

Во время Второй Мировой войны Тьюринг 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.

Даже читая закодированные немецкие сообщения, в марте 1943 года Великобритания стояла на грани поражения в Битве за Атлантику и во всей Второй мировой войне. Вполне вероятно, что без расшифровки кода «Энигмы» ход этой войны был бы иным.

Создание одного из первых компьютеров

В 1947 году Тьюринг в Манчестере создал один из первых компьютеров в мире.[источник?]

Машина Тьюринга

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

Алан Тьюринг высказал предположение (известное как тезис Чёрча - Тьюринга), что любой алгоритм в интуитивном смысле этого слова может быть представлен эквивалентной машиной Тьюринга. Уточнение представления о вычислимости на основе понятия машины Тьюринга (и других эквивалентных ей понятий) открыло возможности для строгого доказательства алгоритмической неразрешимости различных массовых проблем (то есть проблем о нахождении единого метода решения некоторого класса задач, условия которых могут варьироваться в известных пределах). Простейшим примером алгоритмически неразрешимой массовой проблемы является так называемая проблема применимости алгоритма (называемая также проблемой остановки). Она состоит в следующем: требуется найти общий метод, который позволял бы для произвольной машины Тьюринга (заданной посредством своей программы) и произвольного начального состояния ленты этой машины определить, завершится ли работа машины за конечное число шагов, или же будет продолжаться неограниченно долго.

Теория 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 году в статье «Вычислительные машины и разум» (англ. Computing Machinery and Intelligence) для проверки, является ли компьютер разумным в человеческом смысле слова.

Преследование за гомосексуальность и смерть Тьюринга

Тьюринг был гомосексуалистом. В то время в Великобритании гомосексуальные половые акты были запрещены законом, а гомосексуализм считался психическим заболеванием. В 1952 году ему были предъявлены обвинения. Тьюринг был осужден, и ему предоставили выбор между тюрьмой и гормональной терапией, которая, по сути, была химической кастрацией. Тьюринг выбрал терапию. Одним из эффектов была растущая грудь и снижение либидо. Кроме того, в результате осуждения он потерял право работать в области криптографии.

Через год после вынесения приговора он умер от отравления цианидом, который, видимо, содержался в яблоке, половину которого Тьюринг съел перед смертью. Было признано, что он покончил жизнь самоубийством. 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.[источник?]