Тьюринг ученый. Первый хакер алан мэтисон тьюринг
Великий математик Алан Тьюринг, чьи заслуги перед своей страной и всем миром огромны, пал жертвой косности и невежества британцев. Общество, которое он защищал, не смогло простить ему того, что он на много голов был выше каждого своего соотечественника. А поводом для расправы послужили всего лишь своеобразные взгляды ученого на личную жизнь.
Читайте другие статьи из серии "Драмы науки":
Если уж говорить откровенно, то даже самим фактом своего существования талантливый ученый всегда бросает вызов обществу. Хотя бы тем, что постоянно напоминает всем окружающим, каким может быть человек, если захочет. Но дело в том, что большинство из нас вовсе не стремится к самосовершенствованию, развитию и работе над собой. Главное, чтобы сыты да одеты были, а остальное — ерунда.
Таким образом уже то, что среди обывателей находится гений, развивший свой интеллект (причем, следует заметить, упорным трудом) до воистину "космического" масштаба, чрезвычайно злит этих самых обывателей. Ведь этот человек постоянно напоминает им о том, что и они могли бы стать такими же, но вот не стали. А из-за чего — это уже неважно.
Неудивительно, что отношение к талантливым ученым, в общем-то, всегда достаточно враждебное. И стоит им чуть-чуть расслабиться, как свора посредственностей тотчас же вцепляется в гения зубами и когтями, стремясь разорвать его на части. И ей плевать на все заслуги данного человека перед своим народом, своей страной и даже перед всем миром. Главное — пока есть возможность, быстрее ликвидировать того, кто лишний раз напоминает всем о том, что: "человек — это звучит гордо", и тем самым будит уже совсем было заснувшую совесть.
Именно так в свое время британское общество поступило с одним из самых гениальных математиков ХХ века Аланом Тьюрингом. Человеком, который создал информатику как науку, разработал теорию искусственного интеллекта и математически доказал, что самоорганизация материи возможна. Кроме того, этот ученый был одним из тех, кто спас свою родину во время Второй мировой войны — именно благодаря его интеллекту британские военные смогли подслушивать зашифрованные переговоры немецких летчиков и подводников.
Алан Тьюринг (Alan Mathison Turing ) родился в 1912 году в семье британского чиновника, который служил в Индии. Все детство мальчика прошло в этой экзотической южной стране, которая всегда поражала европейцев многообразием проявлений всех форм жизни. По словам самого ученого, его детство напоминало волшебную сказку, полную всяческих тайн и загадок, разгадывать которые было сплошным удовольствием. Именно это и определило основную страсть Тьюринга, которую он сохранил на протяжении всей жизни — ученого всегда привлекали головоломки, ребусы и нерешаемые задачи.
Позже юный Алан перебрался на учебу во Францию, затем — в Англию, ну, а аспирантуру молодой математик заканчивал уже в США. Уже тогда молодой математик громко заявил о себе, положив конец дискуссиям об объективности математических доказательств. Дело в том, что в те времена математики пытались решить одну важную проблему — доказать, что в их науке можно совсем обойтись без аксиом (положений, принимаемых без доказательств).
Казалось, что такое вполне возможно — следует лишь усовершенствовать метод математического анализа, и все основные положения, на которые опирается математика, будут доказаны (включая и знаменитую Евклидову аксиому о невозможности проведения через точку на плоскости более, чем одной прямой, параллельной данной).
Однако первую "ложку дегтя" в общую бочку меда внес в 1931 году австрийский математик Курт Гедель, который доказал, что любая математическая система аксиом неполна в том смысле, что в ней всегда существует положение, истинность которого нельзя ни опровергнуть, ни подтвердить. То есть в любой системе математических построений всегда будет утверждение, которое придется принимать на веру.
Тьюринг заинтересовался работой Геделя и в 1936 году выпустил работу, в которой убедительно доказал, что принципиально невозможно построить математическую систему доказательств, не содержащую ни одной аксиомы. Из этого следовало, что математика всегда будет содержать недоказуемые высказывания. И хотя его работа вызвала самые ожесточенные дискуссии в мире науки, однако впоследствии большинство математиков признали справедливость выводов Тьюринга.
Чуть позже ученый занялся разработкой элементарной машины, способной производить математический анализ. Так была создана знаменитая "машина Тьюринга", являющаяся прообразом всех современных ЭВМ. Именно он предложил проект простого устройства, имеющего все основные свойства современной информационной системы: программное управление, память и пошаговый способ действий. И хотя долгое время эта конструкция оставалось лишь "воображаемым автоматом", следует заметить, что созданные позже компьютеры работают, используя те принципы, что предложил Тьюринг.
Незадолго перед началом Второй Мировой войны ученый вернулся в Англию и получил приглашение поработать в Блетчли-парке — британском криптографическом центре Там он возглавлял одну из пяти групп, Hut 8, занимавшихся в рамках проекта "Ультра" расшифровкой закодированных немецкой шифровальной машиной "Энигма" сообщений.
И хотя первый "взлом" кодов "Энигмы" был осуществлен еще в начале тридцатых годов польскими специалистами, и британцам приходилось начинать не с самого "нуля", тем не менее, вклад группы Тьюринга в создание методики разгадки шифров "Энигмы" был огромен. Ведь немцы постоянно совершенствовали свою машину, и, следовательно, саму методику шифровок. Так что работы группе Тьюринга хватало.
Разгадывая загадки "Энигмы", Тьюринг в 1940 году предложил проект дешифровальной машины "Бомба". Этому аппарату оказался "по плечу" любой шифр "Энигмы". В результате с именно с этого времени переговоры немецких летчиков и моряков перестали быть секретом для союзников. Сейчас многие считают, что именно это и явилось самой первой победой стран антигитлеровской коалиции во Второй Мировой войне. И это стало возможно благодаря гению и упорному труду Алана Тьюринга и его подчиненных. За свои заслуги перед отечеством ученый в 1945 году был удостоен Ордена Британской империи.
После окончания войны Тьюринг занимался проблемами развития вычислительных машин, а также разработкой теории "искусственного интеллекта" В 1945 году ученый руководил разработкой компьютера ACE (Automatic Computing Engine), который был самой мощной ЭВМ того времени. Вот где ему предоставилась возможность воплотить свою воображаемую машину в реальность! Позже он осуществил тестирование другой ЭВМ, имевшей романтическое имя MADAM (Manchester Automatic DigitAl Machine) — этот компьютер в то время обладал самой большой памятью в мире.
В 1950 году Тьюринг опубликовал свой знаменитый "Тест Тьюринга" — список вопросов, который можно задать ЭВМ, и, если она ответит на них, то следует признать, что это машина обладает таким же интеллектом, как и человек. В данной работе Тьюринг сформулировал основные критерии того, что позже назвали "искусственный интеллект". Следует заметить, что ни одна из существовавших когда-либо машин тест Тьюринга так и не прошла. Возможно, оно и к лучшему…
Однако Тьюринг не ограничивался лишь математикой. В свободное от основной работы и преподавания (его приглашали читать лекции в различные университеты) время ученый ставил различные химические опыты. Возможно, именно это его хобби и навело его на мысль заняться математическими доказательствами возможности самоорганизации живой и неживой материи. Результаты этих исследований были опубликованы в 1952 году в работе "Химические основы морфогенеза". Тогда еще никто не предполагал, что это была последняя работа гениального ученого.
В конце того же года квартиру Тьюринга обворовали. Следствием было установлено, что кражу совершил… любовник гениального ученого. Так вскрылась одна из самых тщательно оберегаемых тайн Тьюринга — оказалось, что великий математик был гомосексуалистом. Сейчас это вряд ли кого-нибудь удивило, однако в те времена британское общество было не столь толерантным. Гомосексуализм считался тогда психическим заболеванием, а гомосексуальные половые акты — уголовным преступлением.
В итоге Алан Тьюринг в одночасье из потерпевшего стал обвиняемым. И тотчас же на ученого, который до сих пор в глазах многих был национальным героем, обрушилась волна настоящей травли. Тьюринга уволили из Блетчли-парка и запретили ему преподавать. Со страниц всех газет гениального математика поливали отборной грязью, обвиняя в несуществующих пороках, таких, как высокомерие, снобизм и научная нечистоплотность (ничем этим Тьюринг, являвшийся образцом честности и доброжелательности сроду не страдал).
В итоге в 1953 году ученого обвинили в "непристойном поведении" и предложили выбор: либо двухлетнее тюремное заключение, либо принудительный курс инъекций эстрогена, который, по сути, был вариантом химической кастрации. Тьюринг выбрал второе — на свободе, по крайней мере, у него была возможность заниматься любимыми химическими опытами, а без работы ученый вообще не мог существовать.
Целый год Алан Тьюринг прожил затворником в своем доме, пока 7 июля 1954 года не был обнаружен мертвым в своей комнате. Гениальный ученый не выдержал издевательств и травли и покончил с собой, съев яблоко, отравленное цианистым калием. Великий математик не дожил всего двух недель до своего сорок второго дня рождения. И множество великих открытий в области информатики и математического анализа, которые он мог совершить, так и не увидели свет.
Без сомнения, скажете вы, хоть эта история и трагична, но все-таки, что ни говори, а Тьюринг нарушил закон, который: "хоть и суров, а все же — закон". Это, конечно же, так, но неужели в данном случае нельзя было сделать исключение? Ведь Тьюринг этого заслуживал — еще неизвестно, удалось ли бы выиграть Вторую Мировую войну без деятельности группы Hut 8. Тьюрингу и его подчиненным, как ни крути, было обязано все человечество — как и всем, кто принимал участие в победе над нацистской Германией и ее союзниками. Кроме того, без работ этого гениального ученого вряд ли была бы возможна компьютеризация всего мира — так что в том, что вы сейчас читаете эту статью, тоже есть немалая заслуга Алана Тьюринга.
Интересно, что в свое время в России этот вопрос решался совсем по-другому — когда Его Императорскому Величеству Николаю II стало известно о гомосексуальной ориентации Петра Ильича Чайковского, тот запретил возбуждать судебное преследование композитора, сказав: "Если Петру Ильичу это поможет сочинять его гениальную музыку, я готов подарить ему хоть весь Пажеский корпус" (по неофициальным источникам, Государь Император выразился более радикально: "Ну, и что с того? Ж… в России много, а Чайковский — один"). Но Тьюринг ведь тоже был один такой во всем мире! И ведь он вовсе не занимался пропагандой гомосексуализма, наоборот, тщательно скрывал свое влечение к мужчинам. Неужели его не могли оставить в покое, учитывая все его заслуги перед человечеством?
Тем не менее, в 2009 году за преследования выдающегося ученого премьер-министр Великобритании Гордон Браун принес публичные извинения за преследования выдающегося ученого. Алан Тьюринг был признан "одной из самых известных жертв гомофобии в Великобритании". Однако поклонникам великого ученого этого показалось мало. В прошлом году был начат сбор подписей под петицией, требующей официальной посмертной реабилитации великого математика (который, кстати, входит в сотню самых величайших британцев в истории, наряду с Ньютоном, Дарвином, Уинстоном Черчиллем и адмиралом Нельсоном).
В этой петиции говорится, что Алан Тьюринг был "доведен до отчаяния и смерти в раннем возрасте страной, для которой он сделал так много". Это остается "позором для британского правительства и британской истории". Власти, по мнению авторов заявления, должны принести публичные извинения. Уже многие выдающиеся ученые Великобритании подписали данное обращение.
Словосочетание «тест Тьюринга» правильнее использовать для обозначения предложения, которое касается вопроса о том, могут ли машины мыслить. По мнению автора, такая постановка «слишком бессмысленна», чтобы заслуживать обсуждения. Однако если рассмотреть более конкретный вопрос о том, способен ли цифровой компьютер справиться с некоего рода игрой в имитацию, то появляется возможность точного обсуждения. Более того, сам автор считал, что пройдет не слишком много времени - и появятся вычислительные устройства, которые будут в этом очень «хороши».
Выражение «тест Тьюринга» иногда используется в более общем смысле для обозначения некоторых поведенческих исследований присутствия разума, мысли или интеллекта у предположительно разумных субъектов. Так, например, иногда высказывается мнение, что прообраз теста описан в «Дискурсе о методе» Декарта.
Кто придумал тест Тьюринга?
В 1950-м увидела свет работа «Вычислительные машины и интеллект», в которой впервые была предложена идея игры в имитацию. Тот, кто придумал тест Тьюринга, - английский ученый в области информатики, математик, логик, криптоаналитик и биолог-теоретик Алан Мэтисон Тьюринг. Его модели позволили формализовать концепции алгоритма и вычислений, а также внесли вклад в теории искусственного интеллекта.
Игра в имитацию
Тьюринг описывает следующий вид игры. Предположим, есть человек, машина и лицо, задающее вопросы. Интервьюер находится в комнате, отделенной от остальных участников, которые проходят тест Тьюринга. Цель теста состоит в том, чтобы задающий вопросы определил, кто является человеком, а кто машиной. Интервьюеру оба испытуемых известны под метками X и Y, но по крайней мере в начале ему неизвестно, кто скрывается за меткой Х. В конце игры он должен сказать, что Х - это человек, а Y - это машина, или наоборот. Интервьюеру разрешено задавать испытуемым вопросы теста Тьюринга следующего вида: «Ну будет ли Х любезен сказать мне, играет ли Х в шахматы?» Тот, кто является Х, должен отвечать на вопросы, адресованные Х. Цель машины состоит в том, чтобы ввести в заблуждение спрашивающего, и тот ошибочно сделал вывод о том, что она - человек. Человек же должен помочь установить истину. Об этой игре Алан Тьюринг в 1950 году сказал: «Я считаю, через 50 лет можно будет запрограммировать компьютеры с объемом памяти около 10 9 таким образом, что они успешно смогут играть в имитацию, и средний интервьюер с вероятностью, превышающей 70%, за пять минут не будет в состоянии угадать, кто является машиной».
Эмпирический и концептуальный аспекты
Существует как минимум два вида вопросов, которые возникают относительно предсказаний Тьюринга. Во-первых, эмпирический - правда ли, что уже есть или вскоре появятся компьютеры, способные играть в имитацию настолько успешно, что средний интервьюер с вероятностью, не превышающей 70%, сделает правильный выбор в течение пяти минут? Во-вторых, концептуальный - правда ли, что если бы средний интервьюер после пяти минут допроса с вероятностью менее 70% правильно идентифицировал человека и машину, то мы должны сделать вывод, что последняя демонстрирует некоторый уровень мышления, интеллекта или разума?
Конкурс Лебнера
Мало кто сомневается, что Алан Тьюринг был бы разочарован положением дел с игрой в имитацию к концу ХХ века. Участники конкурса Лебнера (ежегодного мероприятия, в ходе которого компьютерные программы подвергаются тесту Тьюринга) далеки от стандарта, представленного основоположником информатики. Беглый взгляд на протоколы участников за последние десятилетия показывает, что машину можно легко обнаружить с помощью не очень изощренных вопросов. Более того, наиболее успешные игроки постоянно заявляют о сложности конкурса Лебнера по причине отсутствия компьютерной программы, которая бы могла вести достойный разговор в течение пяти минут. Общепризнанным является факт, что конкурсные приложения разрабатываются исключительно с целью получения малого приза, присуждаемого лучшему участнику года, и на большее они не рассчитаны.
Тест Тьюринга: прохождение затягивается?
К середине второго десятилетия XXI века ситуация почти не изменилась. Правда, в 2014 г. возникли претензии на то, что компьютерная программа Eugene Goostman прошла тест Тьюринга, когда она обманула 33% судей в соревновании 2014 г. Но были и другие разовые соревнования, в которых были достигнуты аналогичные результаты. Еще в 1991 году PC Therapist ввел в заблуждение 50% судей. И в демонстрации 2011 г. Cleverbot имел даже более высокий показатель успеха. Во всех этих трех случаях продолжительность процесса была очень мала, и результат не был надежен. Ни один из них не дал веских оснований полагать, что средний интервьюер с вероятностью более 70% правильно идентифицирует отвечающего в течение 5-минутного сеанса.
Метод и прогноз
Кроме того, и это гораздо важнее, необходимо различать тест Тьюринга и предсказание, которое он сделал о его прохождении к концу ХХ века. Вероятность правильной идентификации, интервал времени, в течение которого происходит испытание, и количество необходимых вопросов являются регулируемыми параметрами, несмотря на их ограничение конкретным прогнозом. Даже если основоположник информатики был очень далек от истины в предсказании, которое он сделал о ситуации с искусственным интеллектом к концу ХХ века, вполне вероятна справедливость предложенного им метода. Но прежде чем одобрить тест Тьюринга, следует рассмотреть различные возражения, которые необходимо учесть.
Обязательно ли уметь говорить?
Некоторые люди считают тест Тьюринга шовинистическим в том смысле, что он признает разум только в объектах, которые способны поддерживать беседу с нами. Почему не могут существовать разумные объекты, неспособные вести разговор, или, во всяком случае, беседу с людьми? Возможно, мысль, стоящая за этим вопросом, верна. С другой стороны, можно предположить наличие квалифицированных переводчиков для любых двух интеллектуальных агентов, говорящих на разных языках, позволяющих вести любой разговор. Но в любом случае обвинение в шовинизме совершенно к делу не относится. Тьюринг утверждает лишь то, что если что-то может вести беседу с нами, то у нас есть веские основания полагать наличие у него сознания, подобного нашему. Он не говорит, что только способность вести беседу с нами свидетельствует о потенциальном обладании разумом, похожем на наш.
Почему так легко?
Другие считают тест Тьюринга недостаточно требовательным. Существуют анекдотичные доказательства того, что совершенно бестолковые программы (например, ELIZA) могут казаться обычному наблюдателю обладателями интеллекта в течение достаточно продолжительного времени. Кроме того, за такое короткое время, как пять минут, вполне вероятно, что почти все интервьюеры могут быть обмануты хитрыми, но совершенно неразумными приложениями. Однако важно помнить, что программа тест Тьюринга не может пройти, обманув «простых наблюдателей» в иных условиях, чем те, в которых проверка должна происходить. Приложение должно быть в состоянии выдержать допрос того, кто знает, что один из двух других участников беседы является машиной. Кроме того, программа должна выдерживать такой допрос с высокой степенью успешности после многократного числа испытаний. Тьюринг не упоминает о том, какое конкретно количество тестов потребуется. Однако можно смело предположить, что их число должно быть достаточно большим, чтобы можно было говорить о среднем значении.
Если программа способна на это, то кажется правдоподобным утверждение, что мы, по крайней мере предварительно, будем иметь основания предполагать присутствие интеллекта. Возможно, стоит подчеркнуть еще раз, что может существовать умный субъект, в том числе и умный компьютер, тест Тьюринга пройти не сумевший. Можно допустить, например, существование машин, которые отказываются лгать по моральным соображениям. Поскольку предполагается, что участник-человек должен делать все возможное, чтобы помочь интервьюеру, то вопрос «Вы - машина?» позволит быстро отличить таких патологически правдивых субъектов от людей.
Почему так сложно?
Есть и сомневающиеся в том, что машина когда-либо сможет пройти тест Тьюринга. Среди выдвигаемых ими аргументов - различие времени распознавания слов на родном и иностранном языке у людей, способность ранжировать неологизмы и категории и наличие других особенностей человеческого восприятия, которые трудно симулировать, но которые несущественны для наличия разума.
Почему дискретная машина?
Еще одним спорным аспектом работы теста Тьюринга является то, что его обсуждение ограничено «цифровыми компьютерами». С одной стороны, очевидно, что это важно лишь для прогноза, а не касается подробностей самого метода. Действительно, если тест достоверный, то он подойдет для любой сущности, в том числе для животных, инопланетян и аналоговых вычислительных устройств. С другой стороны, весьма спорно утверждение о том, что «думающие машины» должны быть цифровыми компьютерами. Также вызывает сомнения то, что так полагал сам Тьюринг. В частности стоит отметить, что седьмое возражение, рассматриваемое им, касается возможности существования машин непрерывных состояний, которые автор признает отличными от дискретных. Тьюринг утверждал, что даже если мы являемся автоматами непрерывных состояний, то дискретная машина сможет хорошо подражать нам в игре в имитацию. Однако кажется сомнительным, что его соображения достаточны для того, чтобы установить, что при наличии машин непрерывных состояний, прошедших тест, можно сделать дискретный конечный автомат, который также успешно справится с этим испытанием.
В целом, важным моментом представляется то, что хотя Тьюринг признавал наличие значительно более обширного класса машин, помимо дискретных конечных автоматов, он был уверен в том, что правильно спроектированный дискретный автомат может преуспеть в игре в имитацию.
«Мы можем заглядывать вперед лишь на очень небольшое расстояние, но уже сейчас очевидно, что нам предстоит еще очень многое сделать…»
Алан Мэтисон Тьюринг
Одинокий вундеркинд
Стену гостиницы (а в прошлом – лечебницы) «Уоррингтон-Лодж» до сей поры украшает табличка: «Здесь родился Алан Тьюринг, пионер кибернетики и взломщик кодов». Это произошло 23 июня 1912 года. Алан был вторым сыном в семье служащего английского колониального ведомства Юлиуса Мэтисона Тьюринга и дочери главного инженера Мадрасских железных дорог Этель Сары Стоуни. Познакомились и обвенчались они в Индии. И с этой страной, вплоть до 1926 года, была связана их работа. А посему оба их сына, оставленные в Англии, были отданы на попечение друга семьи – отставного полковника. Позже дети воспитывались в частном интернате. Жизнь вне семьи не баловала их той нежностью, которую получает ребенок, воспитанный в окружении родителей. Однако в ту пору это было настолько распространенной практикой, что дети не чувствовали себя в чем-то уязвленными.
Читать, писать и считать Алан научился в возрасте шести лет. Его одаренность сразу отметила директор школы Святого Михаила в Гастингсе. В одиннадцать лет он увлекся химией и без особого труда поступил в привилегированную Шербонскую школу. Однако многие обязательные там гуманитарные предметы ему не нравились, и на уроках он откровенно бездельничал. Зато после занятий Алан приступал к собственной программе образования, где приоритет был отдан математике. Все бы ничего, но такое отношение ставило под угрозу получение аттестата. Дирекция однажды передала матери Алана записку:
«Ваш сын, видимо, хочет быть только научным специалистом. Может быть, математиком – такие ученики, как он, рождаются раз в двести лет. Но… что он делает в нашей школе?»
Между тем, в возрасте пятнадцати лет Алан самостоятельно разобрался с теорией относительности. Однако превосходство над сверстниками в математике и шахматах, а также подчеркнутый индивидуализм сделали его изгоем. Впрочем, однажды появляется «родственная душа» в лице нового одноклассника Кристофера Моркома. Теперь они вместе лоботрясничают на том же французском, а после уроков на пару штудируют высшую математику.
Печально, но по окончанию школы в Кембридж удается поступить лишь Кристоферу. Алану остается радоваться за друга и готовиться к штурму в следующем году. Как вдруг Морком скоропостижно умирает. Тьюринг, несмотря на тяжесть навалившегося горя от потери единственного в его жизни друга, находит силы для поступления в кембриджский Кингз-колледж. Там с 1931 года он с полной самоотдачей погружается в математику и квантовую физику и уже спустя три года оканчивает четырехлетний курс досрочно и с отличием. В 1935 году он защищает диссертацию и начинает получать стипендию для проведения исследований.
Именно тогда и появляется концепция, увековечившая имя Алана в учебниках. В 1936 году появилась «Машина Тьюринга». Она представляла собой некий абстрактный исполнитель и являлась простейшей вычислительной машиной с линейной памятью. Это изобретение Алана и по сей день используется в исследованиях по теории автоматов или компьютеров. В это же время Тьюринг доказывает отсутствие «общего метода определения истинности», то есть положение о том, что в математике всегда будут присутствовать недоказуемые высказывания.
Крушитель шифров
С 1936 по 1938 год Тьюринг работает и учится в Принстонском университете под руководством светила математики Алонзо Черча. Получив докторскую ученую степень, он возвращается в Кембридж, одновременно начав сотрудничество со Школой кодов и шифров – секретной лабораторией «под крылом» MI6 (британской разведки). С началом Второй мировой войны это сотрудничество становится настолько плотным, что Алан переезжает в секретные лаборатории Блетчли-парка, где он участвует в проекте «Ультра». Здесь, следуя задаче проекта, Тьюринг отдает все силы противоборству с немецким шифровальным электромеханическим устройством «Энигма».
Блетчли-парк
Собственно, первая версия «Энигмы» была взломана польским криптоаналитиком Марианом Реевским еще в 1938 году. Однако Германия усложнила машинку настолько, что посчитала взлом кодов «невозможным в принципе» даже в случае захвата самого агрегата. Поэтому шифрограммы передавались нагло – открытым радиосигналом. Еще бы – количество вариантов ключей «Энигмы» доходило до 1022. Лелея планы опустошения Англии перед ее оккупацией, фашистская Германия вела усиленную бомбардировку британских городов. К примеру, 14 ноября 1940 года на город Ковентри около пятисот фашистских самолетов сбросили шестисот тонн тяжелых бомб и около тысячи фугасов. Увы, Англия ничего не могла противопоставить внезапным сокрушительным налетам, а потому, едва справляясь, приходилось смиренно разгребать завалы и хоронить своих граждан. Немалый урон наносили и подводные лодки, отправляющие на дно более шестидесяти английских судов в месяц. Причем для фашистских субмарин не имело значения – военный это корабль, торговый или пассажирский.
Естественно, все действия фашистских самолетов и подводных лодок координировались с помощью аппаратов «Энигма». Расшифровать эту загадку для предупреждения ударов и спасти сотни тысяч человеческих жизней: такова была задача, поставленная руководителю одной из пяти групп – Алану Тьюрингу – и его команде, состоящей из интеллектуальной элиты страны.
Осознавая, что из-за невозможности расшифровки намерений противника каждый день гибнут тысячи людей, и отчасти принимая на себя ответственность за жизни соотечественников, группа Тьюринга – Hut 8 – работала почти без сна и отдыха. Титаническими усилиями в довольно сжатые сроки уже 18 марта 1940 года было создано дешифровальное устройство, названное «Бомбой». Свое название машина получила из-за звука, похожего на тиканье часов, который она издавала. Происходило это из-за перебора ключей при вращении механических барабанов.
Шифровальная машинка «Энигма»
Было сделано даже более того, что требовалось на тот момент: Тьюрингом были просчитаны последующие направления модернизаций вражеского кода. И когда в 1941 году в штабе фашистской военщины удивленно осознали свершение «невозможного» факта дешифровки и сменили код, то на его расшифровку ушел лишь месяц. В 1943 году был создан еще более совершенный дешифратор – ЭВМ «Колосс».
«За жизненно важный вклад в военные усилия» в 1946 году Алана Тьюринга награждают орденом Британской империи. Как сказал о роли Алана в победе математик И. Дж. Гуд, сотрудник Блетчли-парка:
«Я не берусь утверждать, что мы выиграли войну благодаря Тьюрингу, но я заявляю со всей ответственностью, что без него мы бы могли ее и проиграть!»
Дешифровальное устройство «Бомба»
Подняв уровень британской дешифровальной техники на невероятную высоту, уже в 1945 году в Национальной физической лаборатории Алан пытается создать первую вычислительную машину ACE (Automatic Computing Engine). Однако смелые идеи Тьюринга не находят поддержки уже на стадии проекта. В 1947 Тьюринг году возвращается в университет Кембриджа, параллельно выступая с лекциями в университете Манчестера, где он возглавляет проект MADAM (Manchester Automatic Digital Machine). В отличие от скептиков из Национальной лаборатории, здесь в команде работают более решительные люди, и проект завершается созданием одной из первых вычислительных машин с самой большой на то время памятью. В 1947 году Тьюринг выпускает работу «Сокращенные кодовые инструкции», положившую начало языкам программирования.
В 1950 году выходит статья Алана «Вычислительные машины и разум», в котором он предлагает свой знаменитый «тест Тьюринга», посвященный теме искусственного интеллекта. Эти работы дают основу исследованиям в области искусственного интеллекта. 1951 год стал годом избрания Тьюринга в члены Королевского научного общества.
В 1952 году увидела свет работа Тьюринга «Химические основы морфогенеза», в которой он впервые описал процесс самоорганизации материи математическими методами, предсказал колебательный характер некоторых химических реакций. Увы, математическая биология стала последним увлечением Тьюринга.
Омут презрения
В текущей жизни, как и в далеком детстве, Алан погружен в свое одиночество, не обременительное ни для себя, ни для окружающих. Он по-прежнему, кроме шахмат, увлечен марафонским бегом, подстраивает будильник по звездам, наслаждается детскими радиопередачами.
Жизнь Алана перевернулась с ног на голову после нелепой криминальной истории. Его обворовал приятель его сексуального партнера. Тьюринг был уверен в своей правоте, когда не стал спускать с рук это преступление и написал заявление в полицию. Однако, выяснив пикантные подробности, полицейские стали раскручивать самого Тьюринга по статье о «крайне непристойном поведении». Алан, постоянно погруженный в науку, явно не разбирался в тонкостях британского менталитета и был обескуражен стремительно разгорающимся общественным резонансом.
Он никогда не скрывал своих сексуальных предпочтений, но и не выпячивал их, отводя интимным отношениям отнюдь не главное место в своей жизни. В годы войны он даже пытался сделать предложение сотруднице Блетчли-парка, но позже решил не спорить со своей природой. Тем не менее, в свете английских законов того времени, гомосексуализм приравнивался к психическим заболеваниям, а посему состоявшийся 31 марта 1953 года суд поставил перед вчерашним героем жестокий и категоричный выбор: заключение в тюрьму либо химическая кастрация – гормональная терапия.
Столь массовое остервенелое и унижающее внимание стало для Тьюринга шоком. Его грандиозные победы над лучшими умами беспощадного противника чествовали гораздо скромнее, нежели раздували позорную шумиху вокруг его сексуальной ориентации. Возбужденное кропотливым копанием в грязном белье общество не могло остановиться в своем «праведном» гневе. Ведь за нагромождением обвинений Тьюрингу каждый обвинитель скрывал грязь собственных грехов. Как человек, принадлежащий науке, Алан предпочел остаться свободным.
Но его надежды на дальнейшую безоблачную научную деятельность не оправдались – изгоя лишили допуска к секретной работе и вышвырнули из Департамента кодов. Здравый смысл не покинул лишь педагогический коллектив Манчестерского университета, который оставил Тьюринга в своих рядах, якобы взяв на поруки. Однако Алан, пребывающий в жесточайшей депрессии, почти там не появлялся.
8 июня 1954 года он был найден дома мертвым. Врач констатировал смерть, наступившую от отравления цианистым калием, содержащимся в лежащем рядом надкушенном яблоке. По легенде, этот фрукт позже стал логотипом фирмы Apple. Его мать утверждала, что смерть наступила из-за неосторожного пользования химикатами при игре в «Необитаемый остров», придуманной Аланом в далеком детстве. Сутью этой игры было получение химикатов из обычных продуктов и веществ.
Между тем, существовала также версия о причастности к смерти Тьюринга спецслужб, сомневающихся в лояльности опального, но много знающего ученого, который, к тому же, обожал путешествовать по Европе. Как бы то ни было, главной причиной смерти Алана Тьюринга является беспринципное предательство чопорного британского общества.
И все же в 2002 году Тьюринг был признан «одним из ста величайших британцев в истории». Но лишь в 2009 году, под напором общественного мнения, премьер-министр Великобритании Гордон Браун принес официальные извинения за преследования ученого. Он заявил:
«Хотя с Тьюрингом обошлись в рамках закона того времени, и мы не можем повернуть время назад, мера воздействия по отношению к нему была крайне несправедливой, и я рад заявить, как глубоко я и мы все сожалеем о том, что с ним случилось».
Сегодня космические просторы бороздит астероид под именем Тьюринг. Ассоциация вычислительной техники ежегодно производит награждение премией Тьюринга. Его имя встречается в фантастических романах и компьютерных играх. В честь столетия со дня рождения Тьюринга было организовано праздничное чествование ученого. Но наибольший интерес для научного мира представляет тест Тьюринга, прохождение которого переросло в ежегодный конкурс с неплохой денежной премией Лебнера.
Использованы фотографии:
2. Milton_Keynes
Имя: Алан Тьюринг (Alan Turing)
Возраст: 41 год
Деятельность: математик, логик, криптограф
Семейное положение: не был женат
Алан Тьюринг: биография
Ученый-математик Алан Тьюринг в тексте работы «О вычислимых числах», вышедшей в 1936 году, доказал, что универсального метода установления истины нет и не может быть в математической науке. Математика всегда будет содержать не поддающиеся разрешению задачи. Работы Тьюринга, затрагивающие эту проблему, признаны в качестве основы академических исследований в сфере искусственного интеллекта.
Детство и юность
Алан Матисон Тьюринг родился в Майда-Вейле, Лондон, 23 июня 1912 года. Школьные учителя признавали необычайные умственные способности Алана, но не придавали им значения. Мальчик посещал престижную школу города Шернборна, где особый интерес проявлял к точным наукам. В биографии ученого содержится ряд интересных фактов. Первый день учебы юноши случайно совпал с началом забастовки, и он был вынужден преодолеть 100 км на велосипеде, чтоб провести ночь в безопасности в отеле, вдали от бунтующей толпы.
После Шерборна Тьюринг вошел в число студентов Королевского колледжа (Кембриджский университет), где проучился три года. По итогам защиты магистерской работы, в которой Алан доказал центральную предельную теорему, молодой человек зачислен в штат преподавателей.
Молодой Алан, хоть и отдавал все время науке и имел имидж чудака среди коллег, на досуге занимался спортом – в британских архивах сохранилось фото 1946 года, где молодой человек бежал марафон.
Наука
В 1936 году вышла работа Тьюринга «О вычислимых числах», в тексте которой Алан ввел понятие универсальной машины (позднее она названа машиной Тьюринга). Машина Тьюринга вычисляла все, что только возможно, 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.
Личная жизнь
1952 год. Тьюринг открыл дверь и застыл на пороге своей квартиры: в комнатах все перевернуто вверх дном, вспорота обивка мебели. На столе хозяина ждала записка, предупреждающая, что если Тьюринг обратится в полицию, то его интимная тайна раскроется на весь мир. О том, что гениальный ученый – гей, тогда еще не было известно. Шантажировать себя ученый не дал и все же позвонил стражам порядка. Взломщиком оказался знакомый любовника Алана. Но проблема ограбления ушла на второй план, когда в квартире полицейские обнаружили подтверждение нетрадиционной сексуальной ориентации мужчины.
В начале 1950-х 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 вынудили выбирать между принудительным лечением гормональными препаратами для снижения либидо или тюремным заключением. Алан выбрал первое и вскоре подвергся химической кастрации посредством 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.
Вторая мировая война
Во время Второй мировой войны Тьюринг стал ведущим участником расшифровки шифров немцев. Он работал в Bletchley Park, на станции военного времени GCCS, где совершил пять крупных открытий в сфере криптоанализа, включая разработку электромеханического устройства, используемого в целях расшифровки сигналов шифровальной машины Германии «Enigma». Работу, выпущенную Аланом Тьюрингом, и посвященную дешифровке «Энигмы», его коллеги прозвали «Книгой Профа» (Профом звали его самого за глаза).
Алан Тьюринг расшифровал код машины «Enigma» 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.
К концу войны Тьюринг переехал в Лондон, где работал в Национальной физической лаборатории. Среди заметных вкладов Алана в науку за период работы там стоит отметить то, что Тьюринг руководил проектированием автоматического вычислительного механизма и, в конечном итоге, разработал новаторский план компьютера с соответствующими программными продуктами.
Хотя полная версия ACE не была разработана, ее концепцию использовали в виде модели технологические корпорации во всем мире еще несколько лет, оказывая влияние на дизайн английской Electric DEUCE и американской Bendix G-15, которые считаются первыми в мире персональными компьютерами.
Тьюринг определенное время еще занимал высокопоставленные должности в отделе математики 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» - попытку создать стандарт разработки разведывательной информации для технической отрасли. За последние десятилетия тест оказал заметное влияние на дискуссии по поводу искусственного интеллекта.
Смерть Алана Тьюринга
Лишившись возможности 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 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 прикроватном столике лежало надкушенное яблоко. После посмертной экспертизы выяснилось, что причиной смерти было отравление цианидом.
Рядом с телом найдены остатки яблока, хотя в желудке не было обнаружено никаких частей яблока. 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.
В июньской статье BBC профессор философии и эксперт по Тьюрингу Джек Коупленд утверждал, что смерть Тьюринга, возможно, стала случайностью: цианид в яблоках не содержится, ничто в записях последних дней Тьюринга не наталкивало на мысли о суициде, но у Алана дома хранился цианид для химических экспериментов.
Однако известна и другая версия. Когда Вторая мировая война закончилась, Тьюринг работал над дешифровкой 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, чтоб продолжить работу Тьюринга, в Великобритании тогда не было.
Награды
- Превосходнейший орден Британской империи
- Член Лондонского Королевского общества
Память
- 10 сентября 2009 года премьер-министр Великобритании Гордон Браун посмертно реабилитировал выдающего соотечественника Алана Тьюринга.
- Термином «компьютер» современный мир обязан Алану Тьюрингу.
- Престижная премия за вклад в информатику (250 тысяч долларов) носит имя Тьюринга.
- Согласно одной из версий, надкушенное яблоко (эмблема компании Apple) стало данью памяти гениальному ученому со стороны .
- Жизнь гениального ученого отражена в фильме «Игра в имитацию», где роль Тьюринга сыграл британский актер .
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
