Алан Метісон Тьюрінг (народився 23 червня 1912 — помер 7 червня 1954) — британський математик, інформатик і криптолог. Його вважають основоположником інформатики. За допомогою розробленого ним тесту Тюрінга він висунув критерій того, чи можуть машини та комп’ютери мати здатність мислити.
II. Його вважали героєм війни, оскільки він відіграв дуже важливу роль у розкритті німецьких кодів під час Другої світової війни. Крім того, під час навчання в Манчестерському університеті він заклав концептуальну основу сучасних комп’ютерів із визначенням алгоритму під назвою машина Тьюрінга.
Його ім’я також увійшло в історію математики завдяки гіпотезі Черча-Тюрінга, яку він розвинув разом із професором Алонзо Черчем, з яким він працював у Прінстоні. Ця теза стверджує, що всі обчислення, які можна описати алгоритмом, складаються з обчислень, які можна описати чотирма операціями: операціями проекції, артикуляції та сканування. Це не математична теорема, а неспростована гіпотеза про філософію математики.
Тьюринга, який звернувся до поліції в 1952 році зі скаргою на те, що його шантажували, і оголосив, що він гомосексуаліст, судили за звинуваченнями в гомосексуалізмі та засудили до ін'єкцій естрогену, які використовували як метод хімічної кастрації, протягом 1 року. Він помер від отруєння ціаністим калієм у 1954 році. Під час поліцейського розслідування було вирішено, що Тьюрінг покінчив життя самогубством, прийнявши ціанідну отруту з яблуком, яке він з'їв. Незважаючи на це, було стверджено, що отруєння Тюрінга сталося не через самогубство, а до цієї підозрілої смерті причетні інші.
Він став частиною академічного ІТ-світу завдяки нагороді Тюрінга, яка була вручена в його пам’ять і вважалася Нобелівською премією з інформатики.
Реакційно-дифузійна модель, одна з найважливіших математичних моделей у галузі біології розвитку, також була сформульована Тюрінгом.
Дитинство і юність
Його мати, Сара, завагітніла в місті Чатрапур, Орісса, Індія. Його батько, Джуліус Метісон Тьюрінг, був індійським державним службовцем у британсько-індійській колоніальній адміністрації. Джуліус і його мати Сара хотіли мати Алана в Англії, тому вони приїхали до Лондона і оселилися в будинку в Мейд-Вейл (тепер готель Colonnade), де 23 червня 1912 року народився Алан Тюрінг. У нього був старший брат на ім'я Джон. Його батько працював на державній службі Індії, і протягом дитинства Тюрінга сім’я подорожувала між Гілфордом, Англія, та Індією, залишаючи своїх двох синів у друзів у Гастінгсі, Англія. Тьюрінг виявляв ознаки геніальності на початку свого життя і демонстрував їх постійно.
Коли йому було 6 років, батьки зарахували його до денної школи Сент-Майклз. Інші його викладачі, а згодом і директор школи, швидко розпізнали його розум. У 1926 році, у віці 14 років, він вступив до Шерборнської школи, відомої дорогої приватної школи в Дорсеті. Перший день навчального семестру збігся з загальним страйком в Англії; Але Тьюрінг був настільки захоплений своєю школою, що того дня, коли по країні не курсували потяги, він сам проїхав на велосипеді понад 60 миль від Саутгемптона до школи та провів ніч у готелі на півдорозі.
Природна схильність Тюрінга до математики та природничих наук не викликала у нього поваги вчителів, освіта яких у Шерборні зосереджувалася більше на класичних грецькій та латинській мовах. Директор школи написав своїй родині: «Я сподіваюся, що він не залишиться невігласом між двома школами. Якщо він збирається залишитися в приватній школі, він повинен погодитися отримати спеціальну освіту приватної школи; Якщо він просто збирається бути відданим науковцем, він марнує свій час у цій приватній школі».
Незважаючи на це, Тьюрінг продовжував демонструвати надзвичайний талант у дослідженнях, які він любив, і на своїх уроках він почав розв’язувати задачі з поглибленої вищої математики ще до того, як він навчився похідним та інтегруванню. У 1928 році, коли йому виповнилося 16 років, він познайомився з роботами Альберта Ейнштейна; Він не тільки зрозумів це; Він виявив це, вивчаючи критику Ейнштейном аргументів руху Ньютона самостійно (без використання текстів підручників, які їх не пояснювали).
У школі у Тюрінга зав’язалася близька дружба та кохання з трохи старшим студентом Крістофером Моркомом. Морком помер лише через кілька тижнів після закінчення свого останнього терміну навчання в Шерборні від туберкульозу, яким він заразився, коли в дитинстві вживав туберкульозне коров’яче молоко. Релігійна віра Тюрінга була знищена, і він став атеїстом. Він вірив у те, що всі світські явища, включно з роботою людського мозку, матеріалістичні.
Університет та його дослідження обчислюваності
Відсутність у Тюрінга ентузіазму щодо вивчення класичної грецької та латинської мови та його перевага математики та природничих наук завадили йому отримати стипендію в Трініті-коледжі в Кембриджі. Він пішов до Королівського коледжу в Кембриджі, який був його другим вибором. Він був там студентом з 1931 по 1934 рік, отримав ступінь з відзнакою, а в 1935 році був обраний співробітником Королівського коледжу за дисертацію, яку він написав про центральну граничну теорему.
У дуже важливій статті Computable Numbers: An Application of the Decision-Making Problem, представленій 28 травня 1936 року, він переформулював результати доказу обмежень обчислень і доказів, які Курт Гедель підготував у 1931 році у своїй універсальній арифметиці. на основі формальної мови, замінивши її тим, що зараз називають машинами Тьюрінга.Він навів доказ, про який ми згадували вище, який базується на простіших і більш формальних методах. Він довів, що будь-яку уявну математичну задачу можна розв’язати за допомогою такої машини, якщо її можна представити за допомогою алгоритму.
Машини Тьюрінга є основним дослідницьким елементом сучасних теорій обчислень. Далі він довів, що проблема прийняття рішення не має жодних наслідків, показавши, що проблема припинення для машин Тьюрінга нерозв’язна: загалом, неможливо прийняти рішення, навіть якщо алгоритмічно представлена машина Тьюрінга завжди завершує роботу. Хоча його доказ було опубліковано пізніше, ніж еквівалентний доказ результату Тюрінга, заснований на теорії лямбда-числення Алонзо Черча, робота Тюрінга була набагато більш прийнятною та інтуїтивно зрозумілою. Новим аспектом його теорії стала концепція «Універсальної (Тьюринга) машини», ідея машини, яка могла б виконувати завдання будь-якої іншої машини. У статті також було введено поняття визначених чисел.
З вересня 1936 по липень 1938 року він майже безперервно навчався під керівництвом Алонзо Черча в Інституті передових досліджень Прінстонського університету. Окрім вивчення абстрактної математики, він також працював над криптологією, а також закінчив три стадії чотириступеневої електромеханічної машини двійкового множення. У червні 1938 року він захистив свою дисертацію та отримав ступінь доктора філософії в Прінстоні. У своїй науковій дисертації він досліджував концепцію обчислень за допомогою машин Тьюрінга в поєднанні з машинами-оракулами, що дозволяло йому досліджувати проблеми, які машина Тьюрінга не могла вирішити.
Він повернувся до Кембриджа, Англія, і відвідав лекції Людвіга Вітгенштейна з основ математики. Вони двоє сперечалися між собою і не могли домовитися між собою. Тьюрінг захищав формалізм, а Вітгенштейн стверджував, що математика винаходить нові існуючі факти, а не відкриває їх заново. Він також працював неповний робочий день у Державній школі коду та шифру (GCCS).
Машина Тюрінга-Велчмана «розвал».
Через кілька тижнів після прибуття в Блетчлі Парк Тюрінг сконструював електромеханічну машину, яка допоможе швидко зламати Енігму; Назва Bombe була дана цій машині на основі назви Bomba, яка раніше була дана пристрою, розробленому на основі польських машин у 1932 році. З доповненнями, запропонованими математиком Гордоном Велчманом, Bombe Enigma стала найважливішою та єдиною повністю автоматизованою машиною для злому кодів для атаки на захищений трафік повідомлень.
Професор Джек Гуд, який працював над криптоаналізом у Блетчлі-Парку в той самий період, що й Тьюрінг, пізніше відзначив Тьюринга такими словами: «Найважливішим внеском Тьюринга, на мою думку, була розробка криптоаналітичної машини Bombe. «Це ґрунтувалося на теоремі логіки, яка звучить так абсурдно для недосвідченого вуха, і навіть на суперечливій ідеї про те, що ми можемо зрозуміти будь-що».
Бомбе дослідив можливі правильні налаштування для використання в повідомленні машини Enigma (наприклад, команди коліщатка, налаштування коліщатка тощо) і використав відповідний і правдоподібний фрагмент відкритого тексту для тестування. Що стосується зубців, було 1019 можливих станів для трьохзубових загальних машин Enigma та 4 можливі стани для 1022-зубових підводних машин Enigma. Бомбе продемонструвала серію логічних наслідків на основі дитячого ліжечка, виконаного електрично. Bombe виявив конфлікт, коли він з'явився, і усунув правки, перемістивши їх до наступного. Багато з можливих домовленостей породили протиріччя, а решта були відкинуті, залишивши кілька для детального вивчення. Бомба Тюрінга була вперше встановлена 18 березня 1940 року. До кінця війни в експлуатації перебувало понад двісті бомб.
Перші комп'ютери і тест Тюрінга
З 1945 по 1947 рік він працював у Національній фізичній лабораторії, де працював над розробкою ACE (Автоматичного комп’ютерного двигуна). 19 лютого 1946 року він представив доповідь про детальний проект першого комп'ютера з програмною пам'яттю. Незважаючи на те, що ACE був здійсненним проектом, секретність, яка оточувала воєнні роботи в Блетчлі-парку, призвела до затримок у запуску проекту та вивела його з поля уяви. Наприкінці 1947 року, після шести років безперервного навчання, він повернувся до Кембриджа, щоб працювати за бажанням у галузі, яку він вибрав. Pilot ACE було виконано за його відсутності, коли він був у Кембриджі. Його перша програма відбулася 10 травня 1950 року.
У 1948 році він був призначений лектором кафедри математики в Манчестері. У 1949 році він став виконуючим обов'язки керівника комп'ютерної лабораторії Манчестерського університету і працював над програмним забезпеченням Manchester Mark 1 для одного з перших справжніх комп'ютерів. Протягом цього часу він продовжував виконувати більш абстрактну роботу, і в «Комп’ютерному механізмі та інтелекті» (Mind, жовтень 1950 р.) Тьюрінг натякнув на штучний інтелект і запропонував експеримент, тепер відомий як тест Тюрінга, спроба встановити стандарт, за яким машину можна назвати «інтелектуальною». Його твердження полягало в тому, що мислення може бути можливим для комп’ютера, якщо він зможе обдурити запитувача, змусивши його подумати, що він розмовляє з людиною.
У 1948 році, працюючи зі своїм колегою-випускником Д. Г. Чемперноуном, Тьюрінг почав писати шахову програму для комп’ютера, якого ще не існувало. У 1952 році, увімкнувши комп’ютер, достатньо потужний для запуску програми, він грав у гру, в якій імітував комп’ютер Тьюрінга, кожен хід займав близько півгодини. Гра була записана, і хоча Чемперноун, як кажуть, виграв гру проти своєї дружини, програма програла її колезі Тюрінга Аліку Ґлені.
Форматування зразка та математична біологія
Тюрінг працював над математичною біологією, особливо морфогенезом, з 1952 року до своєї смерті в 1954 році. У 1952 році Тьюрінг написав статтю під назвою «Хімічна основа морфогенезу», запропонувавши гіпотезу формування шаблону. Основним інтересом у цій галузі є розуміння існування чисел Фібоначчі в структурі живих істот, філотаксії Фібоначчі. Він використав рівняння реакції-дифузії, яке зараз є центральним у галузі формування зразків. Його останні статті не були опубліковані до публікації Зібрання творів А. М. Тюрінга в 1992 році.
Засуджений за нецензурну непристойність
В Англії гомосексуалізм був незаконним, і хоча він вважався психічним захворюванням, він також вважався кримінальним злочином. У січні 1952 року Тьюринг познайомився в кінотеатрі з 19-річним юнаком Аланом Мюррієм, і Алан Мюррей кілька разів відвідував будинок Тюрінга і гостював у нього. Через кілька тижнів Алан Мюррей пішов зі своїм знайомим пограбувати будинок Тюрінга. Тюрінг повідомив про цю крадіжку в поліцію. Поліція спіймала злодіїв, і під час розслідування з'ясувалося, що Алан Мюррей мав гомосексуальні стосунки з Тюрінгом. Тюрінг також визнав, що це правда. Тюрінг і Мюррей були звинувачені в непристойній поведінці відповідно до розділу 1885 Додаткового акту до Кримінального кодексу 11 року і були притягнуті до суду. Тьюрінг не розкаявся і був засуджений за той самий злочин, який стався з Оскаром Уайльдом 50 років тому.
Тюрінгу було надано вибір між ув'язненням і, залежно від його стану, інтернуванням для постійного гормонального лікування для зниження його лібідо. Щоб уникнути в'язниці, він погодився на ін'єкції гормонів естрогену, які кастрували його протягом року. У результаті його засудження було скасовано його дозвіл на таємну урядову роботу, а його поточні консультації з криптографічних питань у тодішньому надсекретному GCHQ було припинено. У той час британський уряд мав справу з проблемою Кембриджської п’ятірки, групи шпигунів (Гай Берджесс і Дональд Маклін), більшість з яких погодилися шпигувати від імені Радянського Союзу під час навчання в Оксфорд-Кембриджі під час їхнього навчання. академічну освіту і згодом отримав найвищі звання в британській інтелігенції. Було побоювання, що шпигуни та радянські агенти затримають гомосексуалістів на важливих посадах. Тьюрінг працював на дуже важливих посадах у Блетчлі-парку, який був цілком секретним навіть після багатьох років, і був засуджений судом за злочин гомосексуалізму.
8 червня 1954 року прибиральниця знайшла його мертвим у своєму будинку в Манчестері. Було оголошено, що він помер від отруєння ціанідами, з’ївши недоїдене яблуко, отруєне ціанідами, залишене напередодні біля його ліжка. Саме яблуко чомусь ніколи не перевіряли на ціанідну отруту. Незважаючи на те, що причиною смерті стало отруєння ціанідом, розтин його тіла не проводився.
Ці обставини привели до переконання, що смерть Тюрінга, людини, яка обіймала дуже важливі посади в надсекретних справах держави і померла підозрілим чином, була навмисною, навіть вбивство британською службою MI5 (секретна розвідка), і зробив це схожим на самогубство. Його мати, з іншого боку, завжди стверджувала, що її син випадково забруднив яблуко, яке почав їсти, через недбале зберігання та поводження з лабораторними фармацевтичними препаратами. Деякі люди вважають, що Тьюрінг покінчив життя самогубством, прикинувшись у казці про Білосніжку. Інші зазначають, що незважаючи на те, що Тюрінг втратив офіційну довіру, його паспорт не було відібрано, і йому було дозволено подорожувати до Європи з академічних причин кілька разів після цього рішення (хоча це не було прийнято Сполученими Штатами). Відомо, що під час цих візитів була дуже висока ймовірність вбивства Тюрінга. Незважаючи на це, британська влада вважає навмисним закриття очей на ці візити та високу ймовірність вбивства. Біограф Тюрінга, Ендрю Ходжес, припускає, що Тюрінг покінчив життя самогубством таким чином, щоб дати своїй матері певне правдоподібне заперечення.
Поминання з захопленням після смерті
Починаючи з 1966 року, Асоціація комп’ютерних механізмів щорічно присуджує премію Тюрінга особам, які пишуть технічні статті для комп’ютерної спільноти. Зараз ця нагорода вважається Нобелівською премією комп'ютерного світу.
Перед місцем народження Тюрінга в Лондоні (тепер готель Colonnade) і перед його будинком у Манчестері, де він жив і помер, встановлено синю табличку, яка вказує на те, що там жили важливі історичні особи Англії.
23 червня 2001 року відбулася церемонія відкриття бронзової статуї Тюрінга в Саквіль-парку, розташованому між будівлями університету на Вітворт-стріт у Манчестері. 28 жовтня 2004 року відбулася церемонія відкриття бронзової статуї, створеної скульптором «Джоном В. Міллсом» на кампусі «Університету Суррея», розташованого в Гілфорді в Південній Англії. У парку Белчлі, де працював Тюрінг, 1,5 червня 19 року урочисто відкрили ще одну статую Тюрінга вагою 2007 тонни, виготовлену скульптором Стівеном Кеттлом з тонких сланців з Уельсу.
В Англії та в різних частинах світу, особливо в університетах, проводяться різноманітні заходи з увічнення пам’яті Тюрінга, а спеціальні зали, будівлі та площі на факультетах і кампусах носять ім’я Тюрінга. Наприклад, щороку в Стамбульському університеті Білгі організовується науковий симпозіум з міжнародною участю під назвою «Дні Тюрінга». Метою зустрічі є створення платформи, на якій обговорюватимуться та знайомляться з новими тенденціями та розробками в міжнародних колах «Теорії обчислень та комп’ютерних наук».
10 вересня 2009 року, через 50 років після смерті Алана Тюрінга, прем’єр-міністр Великої Британії Гордон Браун визнав, що те, що зробили з відомим математиком, було жахливим, а в 2013 році королева Єлизавета II вшанувала унікальні досягнення Тюрінга, даруючи йому королівське помилування після його смерті. .
Першим залиште коментар