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 0.0042 сек. Хостинг
Что оно символизирует? Есть версия, что один из отцов-основателей компании Стив Джобс пытался провести ассоциацию с тем самым плодом с древа познания Добра и Зла, которое вкусили Адам и Ева, ослушавшись воли Бога.
Есть другая версия: это то самое яблоко, упавшее на голову Исаака Ньютона и позволившее ему открыть закон всемирного тяготения.
Есть и третья версия, о которой С. Джобс упоминал редко и неохотно. Это намёк на трагическую гибель его кумира — гениального английского математика Алана Тьюринга (1912−1954). Кстати, в 1998 г. радужная окраска яблока была изменена на однотонную.
«Гений — это человек, годовщина дня рождения которого широко отмечается спустя сто лет после его распятия, сожжения, побития камнями или убийства».
…Необычная одарённость в области точных наук Алана Тьюринга, отпрыска уважаемого аристократического семейства, проявилась очень рано. Однако в привилегированном интернате для мальчиков, где основной акцент делался на другие дисциплины, Алан считался мальчиком со странностями и неуспевающим учеником. Только поступив в Кембридж, он смог с головой окунуться в изучение столь любимых его сердцу математики и квантовой физики.
В 1934 г. Алан успешно оканчивает курс обучения, его дипломная работа удостаивается специальной премии. Это даёт ему возможность получать стипендию и продолжать исследования в области математической логики и теории вычислений. Именно в эти годы у него рождается инновационная идея той самой легендарной абстрактной «машины Тьюринга», способной самостоятельно изучать окружающий мир.
В 1938 г. Тьюринга пригласили возглавить отдел в правительственной Школе кодов и шифров, так именовалось главное шифровальное подразделение британской разведки. Здесь велась работа по взламыванию шифров и кодов стран «Оси» (Германия, Италия, Япония). Глубоко аполитичный, Тьюринг остался равнодушен к приходу к власти Гитлера, мимо него прошли катастрофические изменения в Европе. Но теперь судьба развернула его лицом к проблемам мира и потребовала личного участия.
Вскоре угроза фашистского нападения заставила срочно вывезти шифровальный отдел из Лондона. После тщательной подготовки под видом охотничьей кампании состоялся переезд специалистов-взломщиков кодов и шифров в особняк в Блетчли-Парк (Бэкингемшир) в центре Англии. Сейчас здесь находится музей шифровальщиков и вычислительной техники.
Отдел Тьюринга получил конкретное задание — разобраться с шифротекстами, которые создавало устройство «Энигма». Вермахт активно использовал их для радиограмм в операциях, проводимых авиацией и флотом.
Портативная шифровальная машина «Энигма» (др.-греч. — «Загадка») была изобретёна ещё в 1918 г. для защиты банковских операций, к началу Второй мировой войны её шифры были самыми сильными в мире, считалось, что их в принципе взломать невозможно.
Напряжённая работа криптоаналитиков под руководством Алана Тьюринга увенчалась успехом — была создана «анти-Энигма» — «Бомба», устройство, способное расшифровывать её сигналы. Больше года немцы даже не догадывались об этом, а обнаружив, приложили колоссальные усилия, чтобы максимально усложнить шифры. Однако для Тьюринга это уже было делом техники — через полтора месяца он справился и с этой проблемой. Англичанам стала доступна практически вся информация, которой обменивались немцы.
Вот мнение одного из сотрудников Тьюринга: «Не берусь утверждать, что мы выиграли войну благодаря Тьюрингу. Однако без него мы могли бы её проиграть». В 1946 г. Алан Тьюринг, выдающийся хакер своего времени, был награждён орденом Британской империи «за жизненно важный вклад в военные усилия».
Послевоенные годы были чрезвычайно успешны для этого гениального учёного: в университете Манчестера его лекции пользуются огромной популярностью, создан первый компьютер, и Тьюринг пишет для него программное обеспечение, а кроме того он продолжает сотрудничать с разведкой. Он задействован на новом направлении, работа продвигается, вот-вот могут быть взломаны алгоритмы советских шифров.
И тут судьба играет с Тьюрингом злую шутку. (А может быть ей помогают играть?) Однажды он находит свой дом взломанным и ограбленным. В записке, которую оставил вор, его предостерегают от обращения в полицию, однако возмущённый Тьюринг тут же звонит в участок. В ходе расследования выяснилось, что вор — друг любовника Алана, а заодно была предана широкой огласке нетрадиционная сексуальная ориентация Тьюринга.
В те годы в Англии это считалось уголовно наказуемым преступлением. Громкий судебный процесс над всемирно известным учёным длился несколько месяцев, ему было предложено выбрать себе наказание — два года тюрьмы или химическая кастрация. Он выбрал второе.
Тьюринга уволили с госслужбы, запретили преподавание, репутация была безвозвратно испорчена. В 41-летнем возрасте он оказался отлучённым от науки, любимой работы, с разрушенным здоровьем и надломленной психикой.
В июне 1954 г. он был найден мёртвым в своём доме, возле кровати на тумбочке лежало надкушенное яблоко. Как потом выяснилось, оно было начинено цианидом. Официальной версией стало самоубийство, однако до сих пор ходят упорные слухи, что здесь не обошлось без «руки Москвы».
Вы, наверное, помните тот грустный анекдот о «раннем репрессансе и позднем реабилитансе». Именно он вспоминается, когда читаешь речь премьер-министра Великобритании Гордона Брауна, произнесённую в 2009 г.: «От имени британского правительства и всего народа я со всей искренностью говорю: прости нас, ты заслуживал гораздо лучшего».
Алан Матисон Тьюринг OBE (англ. Alan Mathison Turing; 23 июня 1912 - 7 июня 1954) - английский математик, логик, криптограф, оказавший существенное влияние на развитие информатики. Предложенная им в 1936 году абстрактная вычислительная «Машина Тьюринга» позволила формализовать понятие алгоритма и до сих пор используется во множестве теоретических и практических исследований.
Жизнь Алана Тьюринга закончилась трагически. Он был признан «одной из самых известных жертв гомофобии в Великобритании».
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 вторая 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.
В 1952 г. обворовали квартиру Тьюринга, и в ходе расследования полиция выяснила, что кражу совершил друг его любовника. Скандал получил широкую огласку - и 30 марта 1953 года состоялся судебный процесс, на котором Тьюринг был обвинен в мужеложестве. На выбор ему было предложено два приговора-либо заключение в тюрьме, либо подавление либидо с помощью инъекций женского гормона эстрогена. Ученый выбрал второе.
Последствия суда были катастрофическими - Алана Тьюринга уволили из шифроаналитического бюро и Манчестерского университета. Правда, потом ему все-таки вернули возможность преподавать. Тем не менее учёный до 1954 г. прожил в затворничестве, играя в свою любимую игру «Необитаемый остров», которая заключалась в получении всевозможных химических веществ из популярных продуктов.
8 июня 1954 года Алан Мэтисон Тьюринг был найден мертвым в своем доме - отравился цианидом. Яблоко, начиненное этой отравой, лежало рядом на ночном столике. До сих пор точно не известно, было ли это самоубийством или Тьюринга погубили завистники. Его мать считала, что он отравился случайно, так как всегда небрежно работал с химикатами.
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.
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 счёт 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 одноимённой 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 зашифрованные 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.
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.
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, 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. В этом тесте один или несколько людей должны задавать вопросы двум тайным собеседникам и на основании ответов определять, кто из них машина, а кто человек. Если не удавалось раскрыть машину, которая маскировалась под человека, предполагалось, что машина разумна.
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 в «грубой непристойности» (англ. gross indecency) за то, что он был геем. Тьюринг был осужден, и ему предоставили выбор между двухлетним тюремным заключением и гормональной терапией в виде инъекций эстрогена, 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.
10 сентября 2009 года Премьер-министр Великобритании Гордон Браун публично принёс извинения за те методы, которым был подвергнут Алан Тьюринг.
В 2009 году Алан Тьюринг был признан «одной из самых известных жертв гомофобии в Великобритании».
Память об Алане Тьюринге
* Одна из ежегодных наград Ассоциации вычислительной техники называется Премия Тьюринга.
* Алан Тьюринг упоминается в историческом романе «Криптономикон» Нила Стивенсона и фигурирует в романе Роберта Харриса «Энигма».
* Известный писатель-фантаст Гарри Гаррисон в соавторстве с американским учёным в области искусственного интеллекта Марвином Мински написал роман «Выбор по Тьюрингу» («The Turing Option», 1992).
* В романе Уильяма Гибсона «Нейромант» фигурирует «полиция Тьюринга» («регистр Тьюринга»), которая занимается контролем и следит за развитием существующих искусственных интеллектов.
Чтобы произвести расчеты, необходимо разрешить элементы ActiveX!
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.
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 .