การนำเสนอเครื่องจักรอัลกอริทึม เครื่องทัวริง

ปีของอลันทัวริงในโลกและยูเครน สาระสำคัญของเหตุการณ์ ผู้จัดงาน สถิติ เส้นทางชีวิต โศกนาฏกรรมของชีวิตส่วนตัว การรับรู้ คำอธิบายสมัยใหม่ของทฤษฎีของทัวริง การตีความการทดสอบที่หลากหลาย การวิจารณ์การทดสอบ การคาดการณ์ ความสำเร็จและการมีส่วนร่วมในด้านวิทยาศาสตร์ การเข้ารหัส เครื่องทัวริง การทดสอบทัวริง

มหาวิทยาลัยมากกว่า 70 แห่งทั่วโลก องค์กรมากกว่า 50 แห่ง - พันธมิตรของโครงการ กิจกรรมที่วางแผนไว้มากกว่า 80 รายการ การแข่งขันทางวิทยาศาสตร์และความคิดสร้างสรรค์ระดับนานาชาติ การแข่งขันชิงทุนการศึกษา นิทรรศการที่อุทิศให้กับ Alan Turing และกิจกรรมของเขา รอบการฉายภาพยนตร์และโทรทัศน์ การตีพิมพ์หนังสือหลายเล่ม จำนวนงานที่จะจัดขึ้นในช่วงปี 2555 ในหลายประเทศทั่วโลก ส่วนสำคัญของงานจะจัดขึ้นในสถานที่ที่มีความสำคัญเป็นพิเศษในชีวิตของ Alan Turing - Cambridge, Manchester และ Bletchley Park (ครบรอบหนึ่งร้อยปีทัวริง ปีอลัน ทัวริง)

(อลัน มาธิสัน ทัวริง) 23 มิถุนายน พ.ศ. 2497 บริเตนใหญ่แนะนำแนวคิดทางคณิตศาสตร์เกี่ยวกับการเทียบเท่าเชิงนามธรรมของอัลกอริธึมหรือฟังก์ชันคำนวณ ซึ่งต่อมาเรียกว่า "เครื่องจักรทัวริง" เขาเป็นหนึ่งในคนกลุ่มแรกๆ ที่ถามคำถามเกี่ยวกับความสามารถของคอมพิวเตอร์ในการคิด นั่นคือคำถามของปัญญาประดิษฐ์ และเป็นคนแรกที่เสนอเกณฑ์ในการประเมินความสามารถในการคิดของเครื่องจักร มีส่วนร่วมในวิทยาการเข้ารหัสลับ คณิตศาสตร์ ตรรกะ และการพัฒนาเพิ่มเติมทั้งหมดในวิทยาการคอมพิวเตอร์ เขามักถูกเรียกว่า "บิดาแห่งวิทยาการคอมพิวเตอร์" ผู้ก่อตั้งทฤษฎีปัญญาประดิษฐ์ นักทฤษฎีคนแรกของการเขียนโปรแกรมสมัยใหม่ และแม้แต่แฮ็กเกอร์คนแรกของโลก

รากเหง้าของตระกูลทัวริงย้อนกลับไปในศตวรรษที่ 14 สู่ตระกูลขุนนางเก่าแก่ชาวสก็อตอย่างทูรินแห่งโฟเวรันจากอเบอร์ดีนเชียร์ ปู่ จอห์น โรเบิร์ต ทัวริง: ปริญญาสาขาคณิตศาสตร์จากเคมบริดจ์ พ่อ จูเลียส แมทธีสัน ทัวริง: ศิลปศาสตรบัณฑิต ประวัติศาสตร์และวรรณคดี อ็อกซ์ฟอร์ด; ศึกษาประวัติศาสตร์และภาษาอินเดีย คุณแม่ เอเธล ซาราห์ สโตนีย์: เรียนศิลปะและดนตรีที่ซอร์บอนน์ ตระกูล Stoney: ตระกูลที่มีชื่อเสียงในโลกวิทยาศาสตร์ที่ทำให้โลกมีนักฟิสิกส์ชื่อดัง George Stoney ซึ่งเป็นสมาชิกของ English Royal Society “ชีวประวัติของบุคคลไม่เคยเริ่มต้นตั้งแต่วินาทีแรกเกิด อีกทั้งชีวประวัติของอัจฉริยะที่แท้จริง แท้จริงแล้ว เพื่อให้โครงสร้างทางกายภาพและทางจิตวิญญาณเกิดขึ้นโดยที่อัจฉริยภาพจะปรากฏออกมาอย่างครบถ้วน จำเป็นต้องมีปฏิสัมพันธ์ที่เป็นระบบผิดปกติ การผสมยีนและโครโมโซม พลังและสสารที่อธิบายไม่ได้ และตลอดระยะเวลาหลายชั่วอายุคน ”

ผลงานที่ย่ำแย่... ล้าหลังอย่างสิ้นหวัง... เขาเป็นหนึ่งในนักเรียนที่สร้างปัญหาให้กับโรงเรียนและสังคมทั้งหมด บทวิจารณ์ของครูในโรงเรียน อลัน ทัวริง หากเขายังอยู่ในโรงเรียน เขาจะต้องตั้งเป้าหมายให้ตัวเองได้รับการศึกษา ถ้าเขาควรจะเป็นนักวิทยาศาสตร์เท่านั้น เขาก็กำลังเสียเวลาอยู่ที่นี่” หนังสือที่น่าตกใจ: สิ่งมหัศจรรย์ทางธรรมชาติที่เด็กทุกคนควรรู้ (เอ็ดวิน บรูว์สเตอร์) ธรรมชาติของโลกทางกายภาพ (อาเธอร์ เอ็ดดิงตัน) อลัน ทัวริง อลัน ทัวริง อายุ 16 ปี

จุดเปลี่ยนในชีวิตของทัวริงคือการที่เขารู้จักกับคริสโตเฟอร์ มอร์คอม ซึ่งเขารวมตัวกันด้วยความสนใจในคณิตศาสตร์และดาราศาสตร์ เหนือสิ่งอื่นใด Christopher Morcom พวกเขาใฝ่ฝันที่จะเปลี่ยนแปลงโลกด้วยกัน เราเตรียมและสอบที่เคมบริดจ์ด้วยกัน คริสโตเฟอร์ได้รับการยอมรับ แต่อลันไม่ได้รับการยอมรับ ในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2473 คริสล้มป่วยกะทันหัน เขาถูกนำตัวส่งโรงพยาบาลและเข้ารับการผ่าตัดสองครั้ง แต่ก็ไม่ได้ช่วยอะไร และอีกหนึ่งสัปดาห์ต่อมาเขาก็เสียชีวิต สาเหตุคือวัณโรคซึ่งเขาติดเชื้อในวัยเด็ก อลัน ทัวริงตัดสินใจว่าตอนนี้เขาต้องมีชีวิตอยู่ไม่เพียงแต่เพื่อตัวเขาเองเท่านั้น แต่ยังเพื่อเขาด้วย และต้องทำให้สำเร็จทางวิทยาศาสตร์ในสิ่งที่คริสทำไม่ได้ งานของ Chris ดีกว่าของฉันเสมอ Turing เขียนว่า "เขามีพรสวรรค์อย่างเหลือเชื่อ"

King's College, Cambridge หนังสือที่น่าตกใจ: รากฐานทางคณิตศาสตร์ของกลศาสตร์ควอนตัม (John von Neumann) เวอร์เนอร์ไฮเซนเบิร์ก, Erwin Schrödinger (ทำงานเกี่ยวกับกลศาสตร์ควอนตัม) ปรัชญาคณิตศาสตร์เบื้องต้น (Bertrand Russell) รากฐานของเลขคณิต (Gottlieb Frege) วิทยานิพนธ์ปริญญาโท: ขอบเขตศูนย์กลาง ทฤษฎีบทความน่าจะเป็น ผู้บังคับบัญชาทางวิทยาศาสตร์ (และเพื่อนร่วมงานในช่วงที่เหลือของชีวิต): นักคณิตศาสตร์ (ทอพอโลยี) แม็กซ์ นิวแมน () แม็กซ์เวลล์ เฮอร์แมน อเล็กซานเดอร์ "แม็กซ์" นิวแมน

วิทยานิพนธ์ของคริสตจักร–ทัวริง: การพิสูจน์ความไม่แน่นอนพื้นฐานของ “ปัญหาความสามารถในการตัดสินใจ” (การพิสูจน์ความสอดคล้องของระบบสัจพจน์ของเลขคณิตธรรมดา) โดย David Hilbert การพิสูจน์ความหวังของดี. ฮิลเบิร์ตและผู้ติดตามของเขาซึ่งเชื่อว่าคณิตศาสตร์ซึ่งเป็นส่วนที่เป็นทางการที่สุดของความรู้ของมนุษย์สามารถแสดงเป็นชุดของสัจพจน์และทฤษฎีบทได้ ทัวริงได้พัฒนาแนวคิดเกี่ยวกับคอมพิวเตอร์ดิจิทัลเชิงนามธรรมเพื่อแก้ไขปัญหานี้ คำจำกัดความที่ชัดเจนของแนวคิดของวิธีการในฐานะอัลกอริธึมบางอย่างที่สามารถทำได้โดยกลไกโดยไม่ต้องมีการแทรกแซงอย่างสร้างสรรค์ แบบจำลองกระบวนการคำนวณ: แต่ละอัลกอริธึมแบ่งออกเป็นลำดับขั้นตอนเบื้องต้นอย่างง่าย ๆ ความไร้ประสิทธิภาพของการสร้างคอมพิวเตอร์เฉพาะทางและแนวคิดของคอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์สากล โครงสร้างเชิงตรรกะนี้ต่อมาเรียกว่า "เครื่องจักรทัวริง" (ประวัติความเป็นมาของการทรงสร้าง)

(หลักการทำงาน) แผนผังที่เรียบง่ายมากและทั่วไปมากของคอมพิวเตอร์อัตโนมัติ สรุป: กระบวนการคำนวณหรือตรรกะใดๆ ก็ตามที่มีอัลกอริธึมสามารถดำเนินการได้โดยอัตโนมัติโดยใช้เครื่องดั้งเดิม และในทางกลับกัน: ทุกสิ่งที่สามารถทำได้ด้วยเครื่องนี้จะขึ้นอยู่กับอัลกอริธึม ปัญหาที่ไม่สามารถแก้ไขได้ด้วยเครื่องนี้นั้นไม่สามารถแก้ไขได้ตามหลักอัลกอริทึมสำหรับเครื่องจักรใดๆ แม้แต่เครื่องจักรที่ทรงพลังที่สุด ไม่เพียงแต่ในปัจจุบันเท่านั้น แต่ยังรวมถึงอนาคตด้วย มีเพียงสมองมนุษย์เท่านั้นที่สามารถรับมือกับปัญหาที่ไม่สามารถแก้ไขได้ด้วยอัลกอริทึม

(ศูนย์รวมทางกายภาพของแนวคิดคอมพิวเตอร์) มหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน สำเร็จการศึกษาระดับปริญญาเอก ทำงานร่วมกับโบสถ์อลอนโซ, จอห์น ฟอน นอยมันน์, อัลเบิร์ต ไอน์ไชน์ และนักฟิสิกส์และนักคณิตศาสตร์ที่โดดเด่นคนอื่นๆ การสนทนาครั้งแรกเกี่ยวกับคอมพิวเตอร์และเครื่องคิดกับ John von Neumann เคมบริดจ์อีกครั้ง: ทำงานที่ Cambridge National Physical Laboratory ในกลุ่มเกี่ยวกับการออกแบบและสร้างคอมพิวเตอร์ ACE (Automatic Computing Engine) แมนเชสเตอร์: ทำงานในแผนกคณิตศาสตร์ของ Max Newman เพื่อพัฒนาคอมพิวเตอร์ในตำแหน่งผู้ดูแลการเขียนโปรแกรม 21 กรกฎาคม พ.ศ. 2491: เปิดตัวโปรแกรมแรกบนคอมพิวเตอร์ Mark-1 ที่สร้างขึ้น: คอมพิวเตอร์เครื่องแรกที่ใช้งานได้ด้วยโปรแกรมที่เก็บไว้ การเขียนคู่มือการเขียนโปรแกรมฉบับแรกและโปรแกรมหมากรุกฉบับแรก

(ถอดรหัสรหัสอีนิกมา) เครื่องเข้ารหัสอีนิกมา ทำงานที่ National Codes Center ในเบล็ตช์ลีย์พาร์ค โดยเป็นส่วนหนึ่งของโครงการลับ Ultra โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อค้นหาวิธีการถอดรหัสรหัสลับเยอรมันที่สร้างขึ้นโดยใช้เครื่องเข้ารหัสไฟฟ้าอีนิกมา การสร้างคอมพิวเตอร์พิเศษสำหรับถอดรหัสข้อความภาษาเยอรมัน (“Heath Robinson”, “Peter Robinson”, “Bomb” และอื่นๆ) การมีส่วนร่วมในการสร้าง Colossus - คอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ตัวแรก (ไม่เพียง แต่ในอังกฤษเท่านั้น แต่ยังรวมถึงในโลกด้วย) (ภายใต้การนำของ M. Newman) “ฉันไม่อยากจะบอกว่าเราชนะสงครามได้เพราะทัวริง แต่ฉันมีอิสระที่จะบอกว่าหากไม่มีเขาเราอาจสูญเสียมันไป” ฉันดี

(ตั้งคำถามเกี่ยวกับปัญญาประดิษฐ์) กลางศตวรรษที่ 20: การเกิดขึ้นของความสนใจในปัญญาประดิษฐ์ในฐานะทิศทางทางวิทยาศาสตร์ใหม่ บทความเครื่องจักรอัจฉริยะ (1948) และเครื่องจักรคอมพิวเตอร์และความฉลาด ต่อมาได้รับการตีพิมพ์ซ้ำในชื่อ "Can the Machine Think?" (เครื่องจักรคิดได้ไหม?) (1950) คำถามไม่ใช่ "เครื่องจักรสามารถคิดได้หรือไม่" แต่ "เครื่องจักรสามารถทำในสิ่งที่เรา (ในฐานะสิ่งมีชีวิตที่มีความคิด) สามารถทำได้ นั่นคือสิ่งที่เราเรียกว่า "การคิด" “เกมเลียนแบบ” เป็นเกณฑ์ในการประเมินกิจกรรมทางจิตของเครื่องจักร ผลที่ตามมา: เป็นครั้งแรกที่มีการเสนอเกณฑ์การปฏิบัติงานบางประการเพื่อตอบคำถาม “เครื่องจักรสามารถคิดได้หรือไม่” แนวทางทางภาษาศาสตร์: คำถามที่ว่าเครื่องจักรสามารถคิดได้หรือไม่นั้น เหลือเพียงคำถามที่ว่าเครื่องจักรสามารถสื่อสารกับมนุษย์ในภาษาธรรมชาติได้อย่างเพียงพอหรือไม่ (ตามคำกล่าวของทัวริง “วิธีการถามและคำตอบเหมาะสำหรับครอบคลุมกิจกรรมของมนุษย์เกือบทุกสาขาที่เราอยากจะนำมาพิจารณา”)

การประหัตประหารรักร่วมเพศ ข้อกล่าวหา "พฤติกรรมอนาจาร" 31 มีนาคม พ.ศ. 2496 - การพิจารณาคดี: จำคุกหรือฉีดฮอร์โมนเอสโตรเจนเพศหญิง (วิธีการตอนทางเคมี) เขาเลือกอย่างหลัง ไล่ออกจากแผนกประมวลกฎหมาย 8 มิถุนายน 1954: ศพของ Alan Turing ถูกแม่บ้านค้นพบ คำตัดสินของการสอบสวน: ฆ่าตัวตายด้วยพิษโพแทสเซียมไซยาไนด์ 10 กันยายน พ.ศ. 2552: นายกรัฐมนตรีอังกฤษ กอร์ดอน บราวน์ ขอโทษต่อสาธารณะสำหรับการประหัตประหารที่อลัน ทัวริง และเกย์อีกหลายพันคนถูกตัดสินลงโทษภายใต้กฎหมายเกลียดชังกลุ่มรักร่วมเพศ แอปเปิ้ล... สัญลักษณ์แห่งความรู้และบาปในพระคัมภีร์ สัญลักษณ์แห่งความรักอันน่าเศร้าและความตายของทัวริงเอง การพาดพิงถึงแอปเปิลที่เป็นแรงบันดาลใจให้กับทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของไอแซก นิวตัน; โลโก้ Apple อันโด่งดังพร้อมแอปเปิ้ลกัด...

คลื่นลูกใหม่ของความนิยมในตัว Alan Turing เริ่มต้นขึ้นในช่วงปลายศตวรรษที่ 20 เมื่อเขาเป็นที่รู้จักไม่เพียงแต่และไม่มากนักจากผลงานด้านวิทยาการคอมพิวเตอร์และคณิตศาสตร์เท่านั้น แต่ยังในฐานะบุคคลที่ต้องทนทุกข์ทรมานเนื่องจากความแหวกแนวของเขา ของวีรบุรุษทางวัฒนธรรม สัญลักษณ์และความหวังของผู้ถูกข่มเหงและข่มเหง วรรณกรรมชีวประวัติและการวิจัยจำนวนมาก กล่าวถึงในนวนิยายอิงประวัติศาสตร์และแฟนตาซีโดยนีล สตีเฟนสัน, โรเบิร์ต แฮร์ริส, แฮร์รี แฮร์ริสัน, มาร์วิน มินสกี, วิลเลียม กิบสัน อย่างน้อยสองโอเปร่าและหลายเพลง รวมทั้งภาษาจีนด้วย การผลิตละครเวทีที่ชนะรางวัลเรื่อง "Breaking the Code" ทางเวสต์เอนด์และบรอดเวย์ในลอนดอน: ภาพยนตร์เรื่อง "Breaking the Code"; 2554: ภาพยนตร์เรื่อง "The Imitator's Game" (ยังไม่เสร็จ) พ.ศ. 2545: อยู่ในอันดับที่ 21 ในรายการประวัติศาสตร์ชาวอังกฤษที่ยิ่งใหญ่ที่สุด 100 อันดับแรกของ BBC พ.ศ. 2542 (ค.ศ. 1999) นิตยสารไทม์ยกให้ทัวริงเป็นหนึ่งใน 100 บุคคลที่สำคัญที่สุดแห่งศตวรรษที่ 20

ในปี 1974 Association for Computing Machnery (ACM) ได้ก่อตั้งรางวัล Alan Turing Award ซึ่งเป็นที่ยอมรับในชุมชนคอมพิวเตอร์ทั่วโลกว่าเป็นรางวัลสูงสุด ตั้งชื่อตาม Alan Turing: อนุสาวรีย์และอนุสาวรีย์: ใน Bletchley Park บนอาณาเขตของ University of Oregon บนอาณาเขตของ University of Surrey ใน Sackville Park ในแมนเชสเตอร์ ห้องปฏิบัติการคอมพิวเตอร์ของมหาวิทยาลัยหลายแห่ง Alan Turing Road ในวิทยาเขตของ University of Surrey (UK); ถนนวงแหวนรอบๆ แมนเชสเตอร์เรียกว่า The Turing Way และสะพานที่ทอดข้ามนั้นเรียกว่า Alan Turing Bridge (สะพานอลันทัวริง) อาคารเรียนของมหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์, Oxford Brookes, University of Manchester, the Open University, Oxford Brookes University และ Aarhus University (Dani), International School of Information Sciences (ฝรั่งเศส) เป็นต้น การประชุมประจำปีและการแข่งขันในหลายเมืองรอบ ๆ โลก. ภาษาโปรแกรมที่สร้างขึ้นในปี 1982 โดยนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยโตรอนโต อนุสาวรีย์ Alan Turing ในวิทยาเขตของมหาวิทยาลัย Surrey (สหราชอาณาจักร)

วันนี้ กว่า 50 ปีหลังจากที่ทัวริงตีพิมพ์ผลงานชิ้นแรกของเขาในด้านปัญญาประดิษฐ์ คำถามที่เขาตั้งไว้ยังคงมีความเกี่ยวข้อง และยิ่งไปกว่านั้น ยังก่อให้เกิดการตีความใหม่ๆ การทดสอบสัญญาณอัจฉริยะขั้นต่ำ (MIST) แนะนำโดยคริส McKinstry อนุญาตให้ตอบได้เพียงสองประเภทเท่านั้น: "ใช่" และ "ไม่" ใช้เพื่อรวบรวมข้อมูลทางสถิติเพื่อวัดประสิทธิภาพของโปรแกรมที่ใช้ปัญญาประดิษฐ์ การทดสอบความเป็นอมตะ กำหนดว่าตัวละครของบุคคลนั้นถูกถ่ายทอดในเชิงคุณภาพหรือไม่ กล่าวคือ เป็นไปได้หรือไม่ที่จะแยกแยะตัวละครที่คัดลอกมาจากตัวละครของบุคคลที่ทำหน้าที่เป็นแหล่งที่มา การทดสอบเมตาทัวริง เอนทิตี (โดยเฉพาะคอมพิวเตอร์) จะถือว่ามีความฉลาดหากสร้างสิ่งที่ตัวมันเองต้องการทดสอบความฉลาด การทดสอบทัวริงแบบย้อนกลับ การปรับเปลี่ยนการทดสอบทัวริงโดยที่เป้าหมายหรือบทบาทของเครื่องจักรและมนุษย์อย่างน้อยหนึ่งอย่างกลับกัน หน้าที่ของคอมพิวเตอร์คือการพิจารณาว่ากำลังคุยกับใคร: บุคคลหรือคอมพิวเตอร์เครื่องอื่น CAPTCHA (จากภาษาอังกฤษ: การทดสอบทัวริงสาธารณะแบบอัตโนมัติโดยสมบูรณ์เพื่อแยกคอมพิวเตอร์และมนุษย์ออกจากกัน) ประเภทของการทดสอบย้อนกลับ เป้าหมายคือการป้องกันการโจมตีโดยระบบอัตโนมัติบนไซต์

มานุษยวิทยามากเกินไป: มีการทดสอบเฉพาะความสามารถของเครื่องจักรที่มีลักษณะคล้ายกับบุคคลเท่านั้น และไม่ใช่ความฉลาดของเครื่องจักรโดยทั่วไป การทดสอบไม่ได้คำนึงถึงความเป็นไปได้ดังต่อไปนี้: บางครั้งพฤติกรรมของบุคคลนั้นขัดต่อการตีความที่สมเหตุสมผล พฤติกรรมอันชาญฉลาดบางอย่างไม่มีอยู่ในมนุษย์ การทดสอบทัวริงได้รับการวิพากษ์วิจารณ์จากหลายสาเหตุ: การทำไม่ได้: การทดสอบแบบมานุษยวิทยาหมายความว่าการทดสอบนี้ไม่มีประโยชน์อย่างแท้จริงในการพัฒนาเครื่องจักรอัจฉริยะ ตัวอย่างเช่น ในการออกแบบเครื่องบิน เราไม่ได้มุ่งมั่นที่จะสร้างเครื่องจักรอัจฉริยะที่ทำให้เกิดข้อผิดพลาดของมนุษย์เลย ความเป็นไปได้ในการจำลองความฉลาด: การทดสอบทัวริงเป็นแบบ behaviorist หรือ Functionalist อย่างชัดเจน โดยจะทดสอบเฉพาะการกระทำของผู้ถูกทดสอบเท่านั้น เครื่องจักรที่ผ่านการทดสอบสามารถเลียนแบบพฤติกรรมการสนทนาของมนุษย์ได้ง่ายๆ โดยปฏิบัติตามกฎเชิงกล "ไม่ฉลาด" (ตัวอย่างที่มีชื่อเสียง: การทดลองทางความคิด "ห้องจีน" ของนักปรัชญาชาวอเมริกัน จอห์น โรเจอร์ส เซียร์ล)

ในบทความ “Is the Brains Mind a Computer Program?” ("สมองกำลังคิดเป็นโปรแกรมคอมพิวเตอร์หรือไม่") ซึ่งตีพิมพ์ในปี 1990 โดย Searle อธิบายการพิสูจน์ว่าเมื่อมีการทดสอบทัวริง ไม่มีทางที่จะแยกแยะกิจกรรมทางจิตที่แท้จริงของโปรแกรมจากการดำเนินการตามกลไกของคำสั่งที่เตรียมไว้อย่างเหมาะสม (“ห้องจีน” โดย J.R. Searle)

ทัวริงทำนายว่าเครื่องจักรจะสามารถผ่านการทดสอบที่เขาพัฒนาขึ้นได้ในที่สุด เขายังระบุวันที่ที่เฉพาะเจาะจง: ภายในปี 2543 เครื่องจักรที่มีความจุหน่วยความจำประมาณ 125 MB) จะสามารถหลอกลวงผู้พิพากษาได้ 30% จนถึงปัจจุบันไม่มีโปรแกรมใดที่สามารถผ่านการทดสอบได้ รางวัล Loebner Prize เป็นรางวัลมูลค่า 100,000 ดอลลาร์ซึ่งก่อตั้งในปี 1990 โดยนักวิทยาศาสตร์และผู้ใจบุญชาวอเมริกัน Hugh Loebner และมอบให้กับผู้ชนะการแข่งขันประจำปีซึ่งโปรแกรมคอมพิวเตอร์แข่งขันกันเพื่อให้ผ่านการทดสอบทัวริง เอลิซา (เอลิซา) (ตั้งชื่อตามเอไลซา ดูลิตเติ้ลจากละครเรื่อง Pygmalion โดยเบอร์นาร์ด ชอว์) เป็นหนึ่งในรายการแรกๆ ที่เข้าร่วมในการแข่งขัน Loebner; สร้างขึ้นโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน-อเมริกัน Joseph Weizenbaum ในปี 1966 อลิส (คำย่อสำหรับ Artificial Linguistic Internet Computer Entity ซึ่งสามารถแปลตามตัวอักษรได้ว่า "Artificial Linguistic Internet Computer Entity") เป็นผู้นำในโครงการประเภทนี้ ซึ่งได้รับรางวัล Loebner Prize สามครั้ง (ในปี 2000, 2001, 2004) โปรแกรมคู่สนทนา A.L.I.C.E.

เห็นได้ชัดว่าคำทำนายของ Alan Turing เกี่ยวกับปัญญาประดิษฐ์ยังไม่เป็นจริงจนถึงปัจจุบัน ดังนั้นคำถามที่ว่า "เครื่องจักรสามารถคิดได้หรือไม่" ยังคงเปิดอยู่ เช่นเดียวกับคำถาม: เครื่องจักรควรคิดหรือไม่? เครื่องจักรควรคิดเหมือนที่คนเราคิดอย่างแน่นอนหรือไม่? คำถามเกี่ยวกับจิตใจเสมือนที่แยกไม่ออกจากมนุษย์นั้นสำคัญขนาดนั้นจริงหรือ? และอื่น ๆ อีกมากมาย…

100 ปีนับตั้งแต่วันเกิดของ Alan Turing Yulia Kiseleva นักศึกษาปริญญาโทสาขาการศึกษาศาสนา เอกสารการนำเสนอของ Donetsk National Technical University มีอยู่ในเว็บไซต์ของ Association of Philosophers and Religious Studies:

คำจำกัดความของเครื่องทัวริง

เครื่องจักรทัวริงเป็นตัวดำเนินการเชิงนามธรรมที่ดำเนินกระบวนการอัลกอริทึม ซึ่งสร้างขึ้นเพื่อชี้แจงแนวคิดของอัลกอริทึม มันเป็นวัตถุทางคณิตศาสตร์ ไม่ใช่เครื่องจักรทางกายภาพ เครื่องจักรทัวริงเสนอโดยอลัน ทัวริงในปี 1936 เป็นโครงสร้างทางคณิตศาสตร์ที่เข้มงวด ซึ่งเป็นเครื่องมือทางคณิตศาสตร์ที่สร้างขึ้นเพื่อแก้ปัญหาบางอย่าง

โครงสร้างและคำอธิบายของเครื่องทัวริง เครื่องทัวริงประกอบด้วย: เทปอนันต์ที่แบ่งออกเป็นเซลล์ รถม้า (หัวอ่านและเขียน); เครื่องตั้งโปรแกรมได้ (โปรแกรมในรูปแบบตาราง) เครื่องจะ “มองเห็น” เพียงเซลล์เดียวในแต่ละครั้ง ขึ้นอยู่กับตัวอักษรที่เห็นและขึ้นอยู่กับสถานะของมัน q หุ่นยนต์สามารถดำเนินการต่อไปนี้: เขียนตัวอักษรใหม่ในเซลล์ที่สังเกต ย้ายเทปไปทางขวา/ซ้ายหนึ่งเซลล์หรือนิ่งไว้ ย้ายไปอยู่ในสถานะใหม่

1) ตัวอักษรภายนอก A = ( a 0 , a 1 , …, a n ) องค์ประกอบ a 0 เรียกว่าสัญลักษณ์ว่างหรือตัวอักษรว่าง (สัญญาณว่าเซลล์ว่างเปล่า) ในตัวอักษรนี้ ชุดข้อมูลดั้งเดิมและผลลัพธ์ของอัลกอริทึมจะถูกเข้ารหัสในรูปแบบของคำ การออกแบบเครื่องจักรทัวริง

2) ตัวอักษรภายใน Q = ( q 0 , q 1 , …, q m ), ( P, L, N!) ในช่วงเวลาใดเวลาหนึ่ง เครื่องทัวริงจะอยู่ในสถานะใดสถานะหนึ่ง q 0 , q 1 , …, q m In กรณีนี้: q 1 - สถานะเริ่มต้น (เครื่องเริ่มทำงาน) q 0 - สถานะสุดท้าย (เครื่องทำงานเสร็จแล้ว) สัญลักษณ์ (P, L, N!) - สัญลักษณ์ shift (ขวา, ซ้าย, อยู่กับที่) โครงสร้างเครื่องจักรทัวริง

ประเภทของคำสั่งเครื่องทัวริง เขียนตัวอักษรใหม่ในเซลล์ที่สังเกต เลื่อนไปตามเทปหนึ่งเซลล์ไปทางขวา/ซ้ายหรือคงเดิม (R, L, N) ไปที่สถานะใหม่ a 0 a 1 … a i … a j q 0 q 1 … a k ( LPN ) q m q i … q j 1 1 1 * 1 1 บ่งชี้การเปลี่ยนอักขระ บ่งชี้การเปลี่ยนแคร่ บ่งชี้การเปลี่ยนแปลงสถานะภายใน

3) หน่วยความจำภายนอก (เทป) เครื่องมีเทปแบ่งออกเป็นเซลล์โดยแต่ละเซลล์สามารถเขียนได้เพียงตัวอักษรเดียวเท่านั้น โครงสร้างของเครื่องทัวริง

3) หน่วยความจำภายนอก (เทป) การออกแบบเครื่องทัวริง เซลล์ว่างประกอบด้วย 0 ในแต่ละช่วงเวลา ตัวอักษรที่ไม่ว่างเปล่าจะถูกเขียนลงในเทปจำนวนจำกัด แต่จะมีการเสริมด้วยเซลล์ทางซ้ายและขวาเพื่อบันทึกอักขระที่ไม่ว่างเปล่าใหม่ ซึ่งสอดคล้องกับหลักการนามธรรมของความเป็นไปได้ที่เป็นไปได้

4) แคร่ (หัวควบคุม) แคร่ของเครื่องตั้งอยู่เหนือเซลล์หนึ่งของเทป - รับรู้สัญลักษณ์ที่เขียนอยู่ในเซลล์ ในรอบการทำงานหนึ่งแคร่แคร่จะเลื่อนหนึ่งเซลล์ (ขวา, ซ้าย) หรือยังคงอยู่ใน สถานที่ การออกแบบเครื่องทัวริง

5) แผนภาพการทำงาน (โปรแกรม) โปรแกรมเครื่องจักรประกอบด้วยคำสั่ง: โครงสร้างเครื่องจักรทัวริง สำหรับแต่ละคู่ (q i, a j) โปรแกรมเครื่องจักรจะต้องมีหนึ่งคำสั่ง (เครื่องทัวริงที่กำหนด)

เมื่อเครื่องเริ่มทำงาน ชุดข้อมูลเริ่มต้นในรูปแบบคำ  จะถูกส่งไปยังเทป คำอธิบายการทำงานของเครื่องทัวริง เราจะบอกว่าคำที่ไม่ว่างเปล่า  ในตัวอักษร A\ (a 0 ) จะถูกรับรู้โดยเครื่องในตำแหน่งมาตรฐาน ถ้า: - ระบุไว้ในเซลล์ต่อเนื่องกันของเทป - เซลล์อื่นๆ ทั้งหมดว่างเปล่า - เครื่องจะดูที่เซลล์ขวาสุดของเซลล์ที่มีการเขียนคำว่า 

คำอธิบายการทำงานของเครื่องทัวริง ตำแหน่งมาตรฐานเรียกว่าเริ่มต้น (สุดท้าย) หากเครื่องที่รับรู้คำในตำแหน่งมาตรฐานอยู่ในสถานะเริ่มต้น q 1 (สถานะหยุด q 0)

เมื่ออยู่ในสถานะไม่สิ้นสุด เครื่องจักรจะเข้าสู่ขั้นตอนหนึ่งซึ่งถูกกำหนดโดยสถานะปัจจุบัน q i และสัญลักษณ์ที่สังเกตได้ j คำอธิบายการทำงานของเครื่องทัวริง

คำอธิบายของการทำงานของเครื่องทัวริง ตามคำสั่ง q i a j  q k a l X จะดำเนินการดังต่อไปนี้: 1) เนื้อหาของเซลล์ที่สังเกต a j จะถูกลบและสัญลักษณ์ a l (ซึ่งอาจตรงกับ j) จะถูกเขียนลงไป 2) เครื่องจักรจะเข้าสู่สถานะใหม่ q k (อาจตรงกับสถานะ q i) 3) แคร่จะเคลื่อนที่ตามสัญลักษณ์ควบคุม X  (R, L, N!)

เมื่อเครื่องเปลี่ยนเป็นสถานะสุดท้าย q 0 งานของมันจะหยุดลง ผลลัพธ์ของอัลกอริทึมจะถูกเขียนลงบนเทป - คำว่า  ในตัวอักษร A\ (a 0) คำอธิบายการทำงานของเครื่องทัวริง

คำเกี่ยวกับเครื่องจักร (การกำหนดค่า) ของเครื่องทัวริงคือคำในรูปแบบ  1 q k a l  2 โดยที่  1 และ  2 เป็นคำในตัวอักษร A

การกำหนดค่า  1 qk a l  2 ได้รับการตีความดังนี้: - เครื่องอยู่ในสถานะ q k - แคร่สแกนสัญลักษณ์ a l บนเทป -  1 และ  2 คือเนื้อหาของเทปก่อนและหลังสัญลักษณ์ a l

สถานการณ์ความไม่สามารถใช้งานได้ของเครื่องทัวริง ถือว่าเครื่องทัวริงไม่สามารถใช้ได้กับคำอินพุตที่กำหนดหากไม่มีเซลล์หยุดในโปรแกรมหรือเครื่องไม่ชนเซลล์เหล่านั้นระหว่างการทำงาน ตัวอย่างเช่น: เครื่องทัวริงใช้ได้กับคำอินพุตที่กำหนด หากเมื่อเริ่มทำงานกับคำอินพุตนี้แล้ว มันก็ถึงเซลล์หยุดเซลล์ใดเซลล์หนึ่งไม่ช้าก็เร็ว โปรแกรมตัวอย่างมีการเปลี่ยนแปลงอย่างไร? 0 0 1 q 1 1П q 1 0П q 1 1П q 1 а 0 0 1 q 1 1Н q 0 0П q 1 1П q 1

ตัวอย่างเครื่องจักรทัวริง จำเป็นต้องสร้างเครื่องจักรทัวริงเพื่อแก้ไขปัญหาต่อไปนี้: ในคำอินพุต ให้แทนที่ตัวอักษร "a" ทั้งหมดด้วยตัวอักษร "b" และในทางกลับกัน a 0 a b c ... ฉัน q 1 a 0 N! b L q 1 a L q 1 ใน L q 1 … i L q 1 y  y b  a a  b r  r ub a r a b a  b b  a a b b a

ใช้อัลกอริธึมที่เสนอ: เครื่องทัวริงจะเพิ่มหนึ่งตัวให้กับหมายเลขบนเทป คำที่ป้อนประกอบด้วยตัวเลขของเลขจำนวนเต็มทศนิยมที่เขียนลงในเซลล์ที่ต่อเนื่องกันบนเทป ในตอนแรกเครื่องจะอยู่ตรงข้ามหลักขวาสุดของตัวเลข а 0 0 1 2 3 4 … 7 8 9 q 1 1Н q 0 1Н q 0 2Н q 0 3Н q 0 4Н q 0 5Н q 0 … 8Н q 0 9Н q 0 0L q 1

ใช้อัลกอริทึมที่นำเสนอ เทปเครื่องทัวริงมีลำดับสัญลักษณ์ "+" เครื่องทัวริงจะแทนที่สัญลักษณ์ “+” ทุก ๆ วินาทีด้วย “–” การแทนที่เริ่มต้นจากด้านขวาสุดของลำดับ หุ่นยนต์ในสถานะ q 1 ตรวจสอบหนึ่งในสัญลักษณ์ของลำดับที่ระบุ a 0 + – q 1 a 0 L q 2 + P q 1 q 2 a 0 N! + ลค 3 ค 3 ก 0 น! – L q 2 q 1 – เครื่องค้นหาด้านขวาสุดของตัวเลข q 2 – ข้ามเครื่องหมาย “+” เมื่อถึงจุดสิ้นสุดของลำดับ – หยุด; q 3 – เครื่องหมาย “+” ถูกแทนที่ด้วย “–”

ตัวอย่าง ให้เครื่องทัวริงที่มีตัวอักษรภายนอก A = ( a 0 , 1, * ) ตัวอักษรที่มีสถานะภายใน Q = ( q 0 , q 1 , q 2 , q 3 ) และแผนภาพการทำงานต่อไปนี้: ใช้ทัวริง เครื่องถึงคำว่า =11 *1 โดยเริ่มจากตำแหน่งเริ่มต้นมาตรฐาน

โซลูชันที่ 1) แทนที่เนื้อหาของเซลล์ที่สังเกตได้ 1 ด้วย 0

โซลูชันที่ 2) เครื่องจะเข้าสู่สถานะใหม่ q 2

วิธีแก้ปัญหา 3) แคร่ตลับหมึกเคลื่อนไปทางซ้าย

โซลูชัน โซลูชันที่มีรายละเอียดครบถ้วน

โซลูชัน โซลูชันที่มีรายละเอียดครบถ้วน

โซลูชัน โซลูชันที่เขียนโดยใช้การกำหนดค่า (ในบรรทัด)

 = 1*11 คำตอบ:  = 111

วรรณกรรม Igoshin V.I. ตรรกะทางคณิตศาสตร์และทฤษฎีอัลกอริธึม – อ.: Academy, 2551. - 448 น. Likhtarnikov L.M. , Sukacheva T.G. ตรรกะทางคณิตศาสตร์ หลักสูตรการบรรยาย Workshop หนังสือปัญหาและแนวทางแก้ไข – เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก: Lan, 1999. - 288 p. อิลินีค เอ.พี. ทฤษฎีอัลกอริธึม บทช่วยสอน – เอคาเทรินเบิร์ก, 2549. - 149 น.

ผู้คนสามารถประพฤติตนแตกต่างออกไปในสถานการณ์เดียวกัน และนี่คือสิ่งที่ทำให้พวกเขาแตกต่างจากเครื่องจักรโดยพื้นฐาน

อลัน ทัวริง (1912 – 1954)

พ่อแม่ในอนาคตของ Alan Turing, Julius Matheson Turing และ Ethel Sarah Stoney ได้พบและแต่งงานกันในอินเดีย ทัวริงรับราชการในสำนักงานอาณานิคมอังกฤษ และเอเธล ซาราห์เป็นลูกสาวของหัวหน้าวิศวกรของการรถไฟมาดราส นี่คือตระกูลขุนนางชาวอังกฤษที่น่านับถือซึ่งอยู่ในกลุ่มที่เรียกว่า "ชนชั้นกลางระดับสูง" และดำเนินชีวิตตามประเพณีอันเข้มงวดของจักรวรรดิ

Alan Matheson Turing เกิดที่ลอนดอน 1912 ปี. นามสกุลของสกอตแลนด์ทัวริงมีต้นกำเนิดจากนอร์มัน ตระกูลแองโกล-ไอริช สโตนีแห่งยอร์กเชียร์ทำให้สังคมมีนักฟิสิกส์และวิศวกรที่โดดเด่นหลายคน

หนึ่งปีหลังคลอด แม่ของทัวริงเดินทางกลับอินเดีย โดยปล่อยให้อลันอยู่ในความดูแลของเพื่อนในครอบครัวซึ่งเป็นพันเอกที่เกษียณแล้ว ต่อมาเด็กชายถูกส่งไปโรงเรียนประจำเอกชน

อลันตัวน้อยมีจิตใจที่อยากรู้อยากเห็นมาก หลังจากเรียนรู้การอ่านอย่างอิสระเมื่ออายุได้หกขวบ เขาจึงขออนุญาตครูอ่านหนังสือวิทยาศาสตร์ยอดนิยม เมื่ออายุ 11 ปี เขาทำการทดลองทางเคมีที่มีความสามารถ โดยพยายามสกัดไอโอดีนจากสาหร่าย ทั้งหมดนี้ทำให้เกิดความกังวลอย่างมากต่อแม่ของเขา ซึ่งกลัวว่างานอดิเรกของลูกชายของเธอซึ่งขัดกับการอบรมเลี้ยงดูแบบเดิมๆ จะทำให้เขาไม่สามารถลงทะเบียนเรียนในโรงเรียนรัฐบาลได้ (สถาบันการศึกษาเอกชนสำหรับเด็กผู้ชายแบบปิดในอังกฤษ ซึ่งการเรียนเป็นภาคบังคับสำหรับเด็กที่ ขุนนาง) แต่ความกลัวของเธอไร้ประโยชน์: อลันสามารถเข้าเรียนในโรงเรียนรัฐบาลเชอร์บอร์นอันทรงเกียรติได้ อย่างไรก็ตาม ในไม่ช้าเธอก็ต้องกลัวว่าลูกชายที่มีพรสวรรค์ของเธอจะสามารถสำเร็จการศึกษาจากโรงเรียนนี้ได้หรือไม่...

อลัน ทัวริงแสดงความสนใจในวิทยาศาสตร์ และโดยเฉพาะอย่างยิ่งคณิตศาสตร์ ในช่วงต้น ในโรงเรียนประถมศึกษา และที่โรงเรียนประจำที่เขาเข้าเรียนที่ 1926 ปี. ลักษณะเฉพาะบางประการที่มีอยู่ในทัวริงที่โตเต็มที่นั้นยังสังเกตเห็นได้ชัดเจนแม้กระทั่งตอนนั้น เมื่อทำงานชิ้นใดชิ้นหนึ่งเขาเริ่มแก้ไขมันตั้งแต่ต้นซึ่งเป็นนิสัยที่ให้ความสดชื่นและความเป็นอิสระแก่งานของเขา แต่ก็ทำให้ผู้เขียนเป็นเรื่องยากอย่างไม่ต้องสงสัย! อ่านได้

ความกระหายในความรู้ของวัยรุ่นทำให้ทัวริงและมอร์คอมใกล้ชิดกันมากขึ้นอย่างรวดเร็ว และพวกเขาก็กลายเป็นเพื่อนที่แยกจากกันไม่ได้ ตอนนี้พวกเขากำลังหาวด้วยกันในบทเรียนภาษาฝรั่งเศสหรือเล่นโอเอกซ์ ขณะเดียวกันก็คุยเรื่องดาราศาสตร์และคณิตศาสตร์ไปพร้อมๆ กัน หลังจากออกจากโรงเรียน ทั้งคู่วางแผนจะเข้ามหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ และอลันหลังจากขจัดความเหงามานานหลายปีก็เกือบจะมีความสุขแล้ว...

13 กุมภาพันธ์ 1930 นายคริสถึงแก่กรรมกะทันหัน การเสียชีวิตอย่างกะทันหันของเพื่อนสนิทของเขาทำให้ทัวริงวัย 17 ปีตกใจ ทำให้เขาตกอยู่ในภาวะซึมเศร้าลึกและยาวนาน

ใน 1931 เมื่ออายุได้ 19 ปี ทัวริงเข้าเรียนที่วิทยาลัยคิงส์คอลเลจ มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ในฐานะนักคณิตศาสตร์ สี่ปีต่อมา เขาได้ปกป้องวิทยานิพนธ์ของเขาเรื่อง "The Central Limit Theorem of Probability Theory" (ซึ่งเขา "ค้นพบใหม่" โดยอิสระโดยไม่รู้เกี่ยวกับงานก่อนหน้านี้ที่คล้ายกัน) และได้รับเลือกให้เป็นสมาชิกของ Royal Scientific Society

ใน 1932 ในระหว่างที่เขาไปเยี่ยมครอบครัวมอร์คอมครั้งหนึ่ง เขาได้จัดทำเอกสารในบ้านของพวกเขาที่เรียกว่า "ธรรมชาติของจิตวิญญาณ" ซึ่งเป็นการแสดงความเชื่อของเขาในการดำรงอยู่ของวิญญาณมนุษย์หลังความตาย ประเด็นหลักของงานนี้คือการกำหนดระดับของภาพทางกายภาพแบบดั้งเดิมของโลกและความขัดแย้งที่ชัดเจนกับแนวคิดเรื่องเจตจำนงเสรีนั้นถูกข้องแวะโดยวิทยาศาสตร์ใหม่ - ฟิสิกส์ควอนตัม

คำถามเกี่ยวกับโครงสร้างของจิตใจมนุษย์จะทำให้เขากังวลไปตลอดชีวิต

ในเดือนกันยายน 1936 ทัวริงออกจากเคมบริดจ์และย้ายไปอเมริกาที่มหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน ซึ่งเขาทำงานเป็นภัณฑารักษ์ ที่นั่น 1938 ปีที่เขาได้รับปริญญาเอก ในเวลานั้น คนดังเช่น Church, Courant, Einstein, Hardy และ von Neumann ทำงานที่มหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน

ตรงที่ 1935 ปีแรกเขาเริ่มทำงานในสาขาตรรกะทางคณิตศาสตร์และดำเนินการวิจัยซึ่งอีกหนึ่งปีต่อมานำไปสู่ผลลัพธ์ที่โดดเด่น: การแก้ปัญหาอย่างหนึ่งของ D. Hilbert และการประดิษฐ์เครื่องเก็งกำไร (เครื่องทัวริง) ซึ่งในเชิงตรรกะ โครงสร้างเป็นต้นแบบของคอมพิวเตอร์ดิจิทัลที่สร้างขึ้นภายหลังเพียงสิบปีต่อมา

ความเป็นมาของสิ่งนี้มีดังนี้ ในปารีส 1900 ที่การประชุมคณิตศาสตร์นานาชาติ David Hilbert นักคณิตศาสตร์ชื่อดังได้นำเสนอรายการปัญหาที่ยังไม่ได้รับการแก้ไข ประการที่สองในรายการนี้คืองานในการพิสูจน์ความสอดคล้องของระบบสัจพจน์ของเลขคณิตสามัญซึ่งฮิลเบิร์ตได้ชี้แจงสูตรในภายหลังว่าเป็น "ปัญหา Entscheidungs ​​​​" (ปัญหาความสามารถในการแก้ไข) ประกอบด้วยการค้นหาวิธีการทั่วไปที่จะทำให้สามารถระบุได้ว่า “ข้อความที่ให้มานั้นเป็นไปได้หรือไม่ในภาษาของตรรกะที่เป็นทางการ กล่าวคือ เพื่อสร้างความจริง”

อลัน ทัวริงได้ยินปัญหานี้เป็นครั้งแรกในการบรรยายของแม็กซ์ นิวแมนที่เคมบริดจ์ (เขาทำงานที่นั่นเป็นครูสอนคณิตศาสตร์กับ 1924 ปี) และระหว่างนั้น 1936 ปีได้รับคำตอบ: ปัญหาของฮิลเบิร์ตกลับกลายเป็นว่าไม่สามารถแก้ไขได้ เขาบรรยายผลงานของเขาในบทความชื่อดังของเขาใน 1936 - 1937 ปี. แต่ “ความสำคัญของบทความที่ทัวริงนำเสนอผลลัพธ์ของเขา” จอห์น ฮอปครอฟต์ เขียน “ขยายออกไปนอกขอบเขตของปัญหาที่บทความนั้นถูกเขียนขึ้น

ในขณะที่กำลังแก้ไขปัญหาของฮิลเบิร์ต ทัวริงต้องให้คำจำกัดความที่ชัดเจนเกี่ยวกับแนวคิดของวิธีการนั้นๆ เริ่มต้นจากแนวคิดที่ใช้งานง่ายของวิธีการเป็นอัลกอริธึมชนิดหนึ่งเช่นขั้นตอนที่สามารถทำได้โดยใช้กลไก (ที่นี่เห็นได้ชัดว่าทัวริงใช้คำศัพท์ของ M. Newman - "กระบวนการทางกลล้วนๆ" ซึ่งใช้ในการบรรยาย นำเสนอปัญหาของฮิลเบิร์ต) โดยปราศจากการแทรกแซงอย่างสร้างสรรค์ เขาแสดงให้เห็นว่าแนวคิดนี้สามารถแปลเป็นรูปแบบรายละเอียดของกระบวนการคำนวณได้อย่างไร

ผลลัพธ์ของแบบจำลองการคำนวณ ซึ่งแต่ละอัลกอริธึมถูกแบ่งออกเป็นลำดับขั้นตอนง่ายๆ เบื้องต้น เป็นโครงสร้างเชิงตรรกะ ซึ่งต่อมาเรียกว่าเครื่องจักรทัวริง”

ความสำคัญของงานของทัวริงสำหรับทฤษฎีการคำนวณนั้นยิ่งใหญ่มาก : “เครื่องจักรทัวริงในช่วงเวลาที่กว้างใหญ่แต่มีจำกัด สามารถรับมือกับการคำนวณใดๆ ที่สามารถทำได้ด้วยคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ ไม่ว่าจะทรงพลังแค่ไหนก็ตาม”

ช่วงเวลาแห่งชีวิตและผลงานของอลัน ทัวริงจาก 1939 โดย 1945 ปีถูกซ่อนไว้เป็นเวลานานภายใต้ม่านแห่งความลับ มารดาของทัวริงซึ่งตีพิมพ์ใน 1959 ความทรงจำหลายปีเกี่ยวกับลูกชายของเธอ เธอเขียนเพียงเล็กน้อยว่าทันทีหลังจากการประกาศสงคราม ทัวริงได้รับการว่าจ้างให้เป็นข้าราชการในแผนกสื่อสารของกระทรวงการต่างประเทศ ในตอนแรกที่อยู่ของเขาถูกเก็บเป็นความลับ แม้ว่าต่อมาทราบกันว่าเขาทำงานที่ Bletchley Park ใกล้ลอนดอน ซึ่งเป็นที่ซึ่งมีการดำเนินการด้านการเข้ารหัสลับอย่างเป็นความลับ งานที่ Bletchley Park ดำเนินการโดยเป็นส่วนหนึ่งของ Project Ultra ลับโดยมีวัตถุประสงค์เพื่อค้นหาวิธีการถอดรหัสรหัสลับภาษาเยอรมัน

ในปี 1939 กระทรวงกลาโหมอังกฤษมอบหมายให้ทัวริงไขความลับของอีนิกมา ซึ่งเป็นอุปกรณ์พิเศษที่ใช้ในการเข้ารหัสข้อความวิทยุในกองทัพเรือเยอรมันและกองทัพลุฟท์วัฟเฟอ หน่วยข่าวกรองอังกฤษได้รับอุปกรณ์นี้ แต่ไม่สามารถถอดรหัสคลื่นวิทยุของเยอรมันที่ดักจับได้

เพื่อเข้ารหัสคำสั่งที่เป็นความลับที่สุดของกองบัญชาการทหารสูงสุดแห่ง Wehrmacht อุปกรณ์ตำรวจ SD และ SS ในเยอรมนี จึงมีการใช้เครื่องเข้ารหัสไฟฟ้า Enigma แม้กระทั่งก่อนเริ่มสงครามโลกครั้งที่สอง ชาวโปแลนด์ก็สามารถสร้างสำเนา Enigma ที่ถูกต้องและขนส่งไปยังอังกฤษได้ แต่หากไม่มีกุญแจและวงจรสวิตชิ่ง (ชาวเยอรมันเปลี่ยนมันสามครั้งต่อวัน) แม้ว่าจะมี Enigma อื่นเป็นตัวรับ แต่ก็ยากที่จะถอดรหัสข้อความ เพื่อไขรหัสลับ สังคมที่อยากรู้อยากเห็นของนักคณิตศาสตร์ที่โดดเด่น ผู้เล่นหมากรุก ผู้ชื่นชอบปริศนาอักษรไขว้ ผู้เชี่ยวชาญในสาขาความรู้ต่างๆ และแม้แต่นักดนตรีสองคนมารวมตัวกันที่ Bletchley Park ในบรรดาคนเหล่านี้ที่ถูกตัดขาดจากโลกภายนอก มีอลัน ทัวริง ซึ่งเป็นผู้นำกลุ่มหนึ่งซึ่งมีนักคณิตศาสตร์ 12 คนและนักภาษาศาสตร์ 4 คนทำงานอยู่

ทัวริงวัย 27 ปีและเพื่อนร่วมงานของเขาหลงใหลในกีฬาอย่างแท้จริง ชาวเยอรมันถือว่า Enigma ไม่สามารถต้านทานได้ ความยากในการถอดรหัสนั้นรุนแรงขึ้นเนื่องจากคำที่เข้ารหัสมีตัวอักษรมากกว่าต้นฉบับ อย่างไรก็ตาม ภายในหกเดือน ทัวริงได้พัฒนาอุปกรณ์ซึ่งเขาเรียกว่า "ระเบิด" ซึ่งทำให้สามารถอ่านข้อความเกือบทั้งหมดจากกองทัพบกได้ และอีกหนึ่งปีต่อมา Enigma เวอร์ชันที่ซับซ้อนมากขึ้นซึ่งถูกใช้โดยเรือดำน้ำของนาซีก็ถูก "แฮ็ก" สิ่งนี้ได้กำหนดไว้ล่วงหน้าถึงความสำเร็จของกองเรืออังกฤษเป็นส่วนใหญ่

ที่มหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ตั้งแต่ปลายสุด 1940 ปีภายใต้การนำของเอฟ วิลเลียมส์และที. คิลเบิร์นพัฒนาคอมพิวเตอร์ Mark-1 21 กรกฎาคม 1948 เครื่องนี้รันโปรแกรมความยาว 52 นาทีในปี 1999 และปัจจุบันเชื่อกันว่า Mark 1 เป็นคอมพิวเตอร์โปรแกรมเก็บไว้เครื่องแรกที่ใช้งานได้

ในขณะที่ทำงานเพื่อปรับปรุงเครื่องจักรของแมนเชสเตอร์ เอ็ม. นิวแมนเป็นคนแรกที่ประดิษฐ์เครื่องบันทึกดัชนี และเอ. ทัวริงได้เขียนคู่มือการเขียนโปรแกรมเล่มแรก นอกจากนี้ ทัวริงยังคิดค้นนวัตกรรมอีกอย่างหนึ่งขึ้นมา เครื่อง Mark-1 ใช้รหัส 5 บิตเพื่อแสดงคำสั่ง โดยแต่ละคำสั่งจะมีรหัสดังกล่าว 4 รหัส นั่นคือ 20 บิต

เพื่ออำนวยความสะดวกในการเขียนโปรแกรม ทัวริงเสนอให้กำหนดสัญลักษณ์เฉพาะให้กับโค้ด 5 บิตแต่ละตัวจากชุดอักขระ 32 ตัว (25) ตามจำนวนชุดค่าผสมที่เป็นไปได้ สัญลักษณ์ที่ทัวริงเชื่อว่าสอดคล้องกับรหัสไบนารี่ห้าหลักประกอบด้วยตัวเลข ตัวอักษร และเครื่องหมายวรรคตอนที่พบในแป้นพิมพ์เครื่องโทรพิมพ์มาตรฐานตัวอย่างเช่น อักขระ “/” (สแลช) ถูกกำหนดให้เป็น 00000 ตัวอักษร “R” ถูกกำหนดให้เป็น 01010 เป็นต้น

ต่อมาดังที่ทราบกันดีว่าสัญลักษณ์คอมพิวเตอร์รวมถึงสัญลักษณ์ส่วนบุคคลสมัยใหม่เริ่มครอบครองรหัส 8 บิต (ไบต์) หมายเลขของพวกเขาสามารถเข้าถึง 256 ตัวอักษรที่แตกต่างกัน (28)

บทความแรกของเขาเรื่อง "เครื่องจักรอัจฉริยะ" ในรูปแบบของรายงานจากห้องปฏิบัติการกายภาพแห่งชาติ ได้รับการตีพิมพ์ใน 1948 ปีแล้วใน 1950 ในปีเดียวกัน บทความสำคัญของเขาเรื่อง "Computing Machinery and Intelligence" ได้รับการตีพิมพ์ในนิตยสารภาษาอังกฤษ "Mind" ตีพิมพ์เป็นภาษารัสเซียภายใต้ชื่อ “Can a Machine Think?” และในปัจจุบัน การวิเคราะห์ของทัวริงเกี่ยวกับปัญหานี้ “อาจเป็นสิ่งที่ดีที่สุด คุ้มค่าแก่การอ่านสำหรับทุกคนที่ต้องการเข้าใจแก่นแท้ของเรื่องนี้”

ฉันจะดูคำถามที่ว่า “เครื่องจักรคิดได้ไหม” - ทัวริงเริ่มต้นบทความด้วยคำเหล่านี้ แต่ในไม่ช้าเขาก็เปลี่ยนรูปแบบเดิมของคำถามด้วยคำถามที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง ซึ่งถือว่า "ความคิด" ของเครื่องจักรในแง่เทคนิค เพื่อเป็นเกณฑ์ในการประเมินกิจกรรมทางจิตของเครื่องจักร ทัวริงเสนอให้ใช้การกระทำของมันในระหว่าง "เกมเลียนแบบ" “เกม” นี้ต่อมาถูกเรียกว่าการทดสอบทัวริง

ในความเข้าใจสมัยใหม่ การทดสอบทัวริงถูกตีความดังนี้: หากเครื่องจักรสามารถเลียนแบบพฤติกรรมที่ผู้ตรวจสอบผู้เชี่ยวชาญไม่สามารถแยกความแตกต่างจากพฤติกรรมของบุคคลที่มีความสามารถทางจิตได้ (ในทัวริง วิชา - บุคคลและเครื่องจะถูกแยกออกจากกัน จากผู้ตรวจสอบผู้เชี่ยวชาญถามคำถามข้างผนังห้องและสื่อสารทางโทรเลข) จากนั้นเครื่องก็มีความสามารถเหล่านี้เช่นกัน

เพื่อนร่วมงานหลายคนจำได้ว่าทัวริงเป็นคนที่มีมุมมองและนิสัยแปลกๆ มีตำนานเกี่ยวกับความเยื้องศูนย์ของเขา ขณะที่อาศัยอยู่ในเคมบริดจ์ เขาไม่เคยตั้งนาฬิกาตามสัญญาณเวลา แต่คำนวณเวลาในหัวของเขา โดยสังเกตตำแหน่งของดวงดาวดวงใดดวงหนึ่ง

ที่เบล็ตชลีย์พาร์ค ต้นเดือนมิถุนายนของทุกปี เขาได้รับความทุกข์ทรมานจากไข้ละอองฟาง (ภูมิแพ้) อย่างรุนแรง จากนั้นเขาก็ขี่จักรยานไปทำงานโดยสวมหน้ากากป้องกันแก๊สพิษเพื่อหนีละอองเกสรดอกไม้ จักรยานของเขามีข้อบกพร่อง: โซ่จะหลุดเป็นระยะๆ แทนที่จะซ่อม เขานับจำนวนรอบของแป้นเหยียบเพื่อที่จะออกจากจักรยานได้ทันเวลาเพื่อปรับโซ่ เขาผูกแก้วน้ำไว้กับหม้อน้ำทำความร้อนด้วยโซ่ ขณะที่ I. Good เล่าให้ฟัง เพื่อจะได้ไม่ถูกขโมย

วันหนึ่ง ทัวริงได้เรียนรู้เกี่ยวกับค่าเงินปอนด์อังกฤษที่ร่วงลง จึงละลายเหรียญเงินที่มีอยู่และฝังแท่งโลหะไว้ในสวนสาธารณะ แต่กลับลืมไปว่าอยู่ที่ไหน ทัวริงเป็นนักกีฬาที่ดี หลังสงคราม รู้สึกถึงความจำเป็นในการปลดปล่อย เขาจึงวิ่งเป็นระยะทางไกลและพบว่าเขาทำสำเร็จ จากนั้นเขาก็ชนะการแข่งขันระยะทางสามไมล์และสิบไมล์ของสโมสร ทั้งสองครั้งในช่วงเวลาที่บันทึกได้ และ 1947 ได้อันดับที่ห้าในการวิ่งมาราธอน

ทุกอย่างพังทลายลงในวันเดียว ในปี 1952 อพาร์ทเมนต์ของทัวริงถูกปล้น ในระหว่างการสอบสวน ปรากฏว่าเพื่อนคนหนึ่งของคู่นอนของเขาเป็นคนทำสิ่งนี้ โดยทั่วไปแล้วนักวิทยาศาสตร์ไม่เคยซ่อน "รสนิยมทางเพศที่ไม่ใช่แบบดั้งเดิม" ของเขา แต่เขาก็ไม่ได้ประพฤติตัวยั่วยุเช่นกัน อย่างไรก็ตาม เรื่องอื้อฉาวเกี่ยวกับการโจรกรรมได้รับการเผยแพร่อย่างกว้างขวาง และเป็นผลให้มีการตั้งข้อหา "ประพฤติอนาจาร" ต่อทัวริงเอง วันที่ 31 มีนาคม พ.ศ. 2496 การพิจารณาคดีเกิดขึ้น ประโยคดังกล่าวบ่งบอกถึงทางเลือก: การจำคุกหรือการฉีดฮอร์โมนเอสโตรเจนของเพศหญิง (วิธีการตอนทางเคมี) เขาเลือกอย่างหลัง

เมื่อวันที่ 8 มิถุนายน พ.ศ. 2497 Alan Matheson Turing ถูกพบเสียชีวิตในบ้านของเขา เขาฆ่าตัวตายด้วยการวางยาพิษให้ตัวเองด้วยโพแทสเซียมไซยาไนด์

ทัวริงฉีดสารละลายไซยาไนด์เข้าไปในแอปเปิล กัดแล้วก็ตาย อีกไม่กี่วันก็จะมีอายุครบ 42 ปีแล้ว

นักคณิตศาสตร์ โปรแกรมเมอร์ และวิศวกรคอมพิวเตอร์สมัยใหม่คุ้นเคยกับชื่ออลัน ทัวริงตั้งแต่ยังเป็นนักศึกษา พวกเขาทุกคนต้องศึกษา "เครื่องจักรทัวริง" ซึ่งเป็น "รากฐานของพื้นฐาน" ของทฤษฎีอัลกอริทึม ไม่มีตำราเรียนเกี่ยวกับตรรกะทางคณิตศาสตร์และทฤษฎีการคำนวณที่จริงจังสักเล่มเดียวที่สามารถทำได้โดยไม่ต้องใช้ “เครื่องจักรทัวริง”

เบื้องหลังการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ที่โดดเด่นเกือบทุกเรื่อง มีเรื่องราวที่น่าอัศจรรย์อยู่ เบื้องหลัง "เครื่องจักรทัวริง" คือเรื่องราวชีวิตของอัจฉริยะทางวิทยาศาสตร์ ซึ่งเป็นอัจฉริยะที่ได้รับการยอมรับอย่างสมควรเพียงไม่กี่ปีหลังจากการตายอันน่าสลดใจของเขา

บทบาทของ A. Turing ในประวัติศาสตร์วิทยาการคอมพิวเตอร์ไม่ได้จำกัดอยู่เพียงการประดิษฐ์ "เครื่องจักรทัวริง" เท่านั้น เนื่องจากบางครั้งอาจดูเหมือนเนื่องมาจากความขาดแคลนข้อมูลที่ตีพิมพ์ (เป็นภาษารัสเซีย) เกี่ยวกับเขา

การพัฒนาระเบียบวิธีของบทเรียนที่กล่าวถึงในเอกสารนี้มีไว้สำหรับการศึกษาในชั้นประถมศึกษาปีที่ 10 เมื่อพิจารณาบล็อกเฉพาะเรื่อง “ อัลกอริทึม ตัวดำเนินการอัลกอริทึม».

ในบทเรียนในหัวข้อ " “พร้อมกับการนำเสนอมัลติมีเดีย เด็กๆ จะได้ทำความคุ้นเคยกับโครงสร้างของมัน ศึกษาหลักการทำงาน และเรียนรู้วิธีสร้างโปรแกรมสำหรับเครื่องจักรทัวริง เนื้อหาบทเรียนช่วยให้คุณพัฒนาวิธีคิดแบบอัลกอริทึมของนักเรียนระดับมัธยมศึกษาตอนปลายและความสามารถในการจัดทำอย่างเป็นทางการ

ตามประเภทบทเรียนนี้จะรวมกันซึ่งมีการรวมการศึกษาเนื้อหาใหม่ไว้ในกระบวนการแก้ไขปัญหาในหัวข้อ ผู้เขียนการพัฒนาเสนอให้ใช้วิธีการสอนแบบค้นหาบางส่วนเมื่อกระบวนการคิดมีประสิทธิผลโดยมีทิศทางและการควบคุมที่สอดคล้องกันของครู

คำอธิบายบทเรียนเกี่ยวกับเครื่องทัวริง

ในขั้นตอนการจัดชั้นเรียน ครูจะจัดเด็กให้ทำงาน กำหนดหัวข้อของบทเรียน และพูดคุยเกี่ยวกับภาษาอังกฤษของอลัน ทัวริง ซึ่งมีอิทธิพลอย่างมากต่อการพัฒนาวิทยาการคอมพิวเตอร์ในฐานะวิทยาศาสตร์

ในการอุ่นเครื่องในขั้นต่อไปของบทเรียน เด็กนักเรียนจะแก้ปัญหาตรรกะตามด้วยการทดสอบที่กระดาน สิ่งสำคัญคือต้องใส่ใจกับความสามารถในการสร้างอัลกอริทึมการใช้เหตุผล

หลังจากจัดการกับปัญหาในการอุ่นเครื่องแล้ว เราจะอัปเดตเนื้อหาทางทฤษฎีที่ครอบคลุมก่อนหน้านี้เกี่ยวกับอัลกอริทึมและผู้ดำเนินการอัลกอริทึม ในการทำเช่นนี้ผู้เขียนโครงการเสนอให้ทำการสำรวจด้านหน้าสำหรับคำถามต่อไปนี้:

อัลกอริธึมเรียกว่าอะไรและมีไว้เพื่อใคร?

อัลกอริทึมมีคุณสมบัติอะไรบ้าง?

ใครสามารถปรากฏเป็นผู้ดำเนินการอัลกอริทึมได้?

ตั้งชื่อแนวคิดพื้นฐานของเครื่องจักรทัวริง

สาธิตคุณสมบัติหลักของอัลกอริทึมโดยใช้ตัวอย่างของเครื่องจักรทัวริง

ตัวอย่างเครื่องจักรทัวริง - ส่วนทางทฤษฎี

ก่อนที่จะเริ่มแก้ไขปัญหาในหัวข้อนี้ ในส่วนทางทฤษฎีเราได้ให้คำอธิบายของเครื่องทัวริงไว้แล้ว เราดึงความสนใจของชั้นเรียนไปที่ส่วนประกอบสองส่วนของเครื่องเหล่านี้:

1) เทปไม่ จำกัด และแบ่งออกเป็นเซลล์
2) หัวควบคุมด้วยโปรแกรมที่อ่านข้อมูลและเรียกว่าเครื่องจักรอัตโนมัติ

แทนที่ตัวอักษรตัวหนึ่งที่มีอยู่ในเซลล์หน่วยความจำที่มองเห็นด้วยอีกตัวหนึ่ง

เลื่อนไปทางขวาหรือซ้ายโดยเว้นช่วงหนึ่งเซลล์หรือคงอยู่ที่เดิม

เปลี่ยนสถานะภายในของคุณเอง

การแก้ปัญหาโดยใช้เครื่องทัวริง

ขั้นตอนต่อไปของบทเรียนเกี่ยวข้องกับการดื่มด่ำกับภาคปฏิบัติของบทเรียนและการแก้ปัญหาในหัวข้อ ครูบอกคุณว่าคุณต้องพยายามเลียนแบบอุปกรณ์ เช่น เครื่องคิดเลข โดยใช้เครื่องทัวริง มีการเสนองานทั้งหมดสองงานโดยการวิเคราะห์จะเกิดขึ้นพร้อมกับสไลด์การนำเสนอ:

ภารกิจที่ 1 เทปเครื่องทัวริงมีเลขทศนิยมอยู่บ้าง คุณต้องบวก 1 เข้ากับตัวเลขนี้ ( หน่วย- ในกรณีนี้ เครื่องจะดูตัวเลขที่ตรงกับหมายเลขอินพุต

WHO? เครื่องจักรทัวริงเป็นเครื่องจักรทางคณิตศาสตร์ (จินตภาพ) ไม่ใช่เครื่องจักรทางกายภาพ มันเป็นวัตถุทางคณิตศาสตร์เดียวกันกับฟังก์ชัน อนุพันธ์ อินทิกรัล ฯลฯ อะไร? Alan Mathieson Turing เป็นนักคณิตศาสตร์ นักตรรกวิทยา และนักวิทยาการเข้ารหัสลับชาวอังกฤษ ในปีพ.ศ. 2480 เขาได้เสนอให้ชี้แจงแนวคิดของอัลกอริธึมว่าเป็นกระบวนการที่สามารถทำได้ด้วยเครื่องจักรพิเศษ ซึ่งต่อมาเรียกว่าเครื่องจักรทัวริง แนวคิดของ "เครื่องจักรทัวริง" ถือกำเนิดขึ้นเมื่อ 9 ปีก่อนการกำเนิดคอมพิวเตอร์เครื่องแรก

โครงสร้างของเครื่องทัวริง หัวอ่านเทป สถานะภายใน สัญลักษณ์การอ่าน เทป: อาจไม่มีที่สิ้นสุด; หนึ่งเซลล์ประกอบด้วยอักขระหนึ่งตัว เซลล์ว่างจะเต็มไปด้วยสัญลักษณ์ a 0 หัว: เมื่อใดก็ตาม จะมีสถานะภายในเพียงสถานะเดียวเท่านั้น สถานะเริ่มต้น – q 1 ; สถานะสุดท้ายคือ q 0

ตัวอย่างของเครื่องทัวริง QA QA q1q1 q2q2 q3q3 0q 1 0Lq 3 1Rq 1 0L 1q 2 0Lq 2 1Lq 3 1R q00q00q 2 Lq 3 R พิจารณาการทำงานของเครื่องทัวริงที่มีโปรแกรมต่อไปนี้: q q q q q q q q q q q q q q q q … … … T f(ก, ข) = ก + ข

เพื่ออะไร? วิทยานิพนธ์ของทัวริง: เพื่อค้นหาค่าของฟังก์ชันก็ต่อเมื่อมีอัลกอริธึมบางอย่างเมื่อมีเครื่องทัวริงที่คำนวณฟังก์ชันนี้ วิทยานิพนธ์นี้ไม่สามารถพิสูจน์ได้อย่างเคร่งครัดด้วยวิธีทางคณิตศาสตร์ แต่จนถึงขณะนี้ยังไม่สามารถสร้างฟังก์ชันคำนวณที่ไม่สามารถตั้งโปรแกรมในรูปแบบของเครื่องทัวริงได้ สรุป: เครื่องจักรทัวริงเป็นแนวคิดเรื่อง "อัลกอริทึม" ที่คล้ายคลึงกันที่เข้มงวดทางคณิตศาสตร์ หลักการทำงานของเครื่องทัวริงรองรับคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ทุกเครื่อง