Ученый алан тьюринг. Тест Тьюринга: в чем заключается и почему его так сложно пройти? Алан Тьюринг. Основатель теории искусственного интеллекта
Вышедший на экраны фильм «Игра в имитацию», в котором главного героя, Алана Тьюринга, сыграл Бенедикт Камбербэтч, заставляет по-новому взглянуть на судьбу гениального британского ученого. Тьюринг, сумевший обогнать время в науке, остался его пленником в жизни. Яблоко, в которое он впрыснул роковой цианистый калий, могло бы стать таким же символом закона человеческого тяготения, как яблоко Ньютона – всемирного
Фотография: DR
Юлиус Тьюринг хоть и происходил из старинного шотландского аристократического рода, но большую часть жизни провел в Индии. Здесь, в Бенгалии, служил его отец, генерал Британской индийской армии. Юлиус пошел по гражданской линии – работал в колониальной администрации города Чхатрапур. В этом городке на берегу Бенгальского залива он познакомился со своей будущей женой Этель Сарой Стоуни, ирландкой, дочерью главного инженера Мадрасских железных дорог, выросшей, как и он, в Индии. Однако, когда после свадьбы Этель забеременела, молодожены дружно решили, что их детям будет лучше никаких дел с Индией не иметь.
Своего первенца, Джона, Этель родила в Лондоне. Там же 23 июня 1912 года на свет появился и Алан Матисон Тьюринг. Мальчики воспитывались у лондонских родственников: Юлиус Тьюринг получил новое назначение, и супруги вернулись в Индию.
Маленький Алан с юных лет не походил на своих сверстников: научившись читать уже в 6 лет, он обожал научно-популярные книжки, а в 11 лет увлекся химическими опытами. Всё началось с того, что кто-то из родственников подарил ему книжку, которая называлась так: «Чудеса природы, о которых должен знать каждый ребенок». Алан не проявлял никакого интереса к изучению закона Божьего, литературы и истории, зато в пятнадцать лет самостоятельно разобрался в теории относительности. Он с восторгом отыскивал выход из самых трудных положений. Зная, что путает левое и правое, Алан нанес краской красную точку на большой палец левой руки – теперь он ориентировался в пространстве не хуже других ребят. А вскоре он уже во многом превосходил и взрослых. Так однажды, во время пикника в Шотландии, он, дабы заслужить одобрение отца, нашел дикий мед. Получилось это так: Алан проследил линии, по которым летали пчелы, а также направление их полетов, а затем, продлевая эти линии, нашел точку, в которой они пересеклись, – там и оказалось дупло с медом. Миссис Тьюринг волновалась, что ее столь необычный ребенок не сможет поступить в престижную школу, но всё обошлось: когда пришло время, Алан стал учеником привилегированной Шерборнской школы, где учились дети из семейств их круга.
На уроках Алан зевал от скуки, зато в свободное время занимался тем, что его действительно увлекало, – математикой, физикой и химией. Учителям с ним было непросто. Однажды миссис Тьюринг получила письмо от администрации школы, где прочла следующее: «Ваш сын, видимо, хочет стать ученым – может быть, математиком. Такие ученики, как он, бывают раз в двести лет. Но что он забыл в нашей школе?»
В 1931 году Алан поступил в Королевский колледж Кембриджского университета. Тут он нашел то, что искал: свободу, либеральные традиции, людей, с которыми мог обсуждать то, что его волновало. А еще занимался спортом – греблей и бегом.
Миссис Тьюринг ждала, что рано или поздно ее мальчик приведет в их дом юную очаровательную девушку, которую назовет своей женой и которая родит продолжателей славной фамилии Тьюринг. Но… Алан довольно рано понял, что девушки его совсем не влекут, и смирился с таким положением вещей. Однако маме он исправно писал о вечеринках, на которых он общается с милыми и интеллигентными барышнями.
Когда Алану было 17, он познакомился с Кристофером Моркомом, который тоже учился в Кембридже. Морком был немного старше Алана, но это не мешало им вместе читать книги по физике и математике, обсуждать проблемы квантовой механики и теории относительности. «Как правило, мы не сходились во мнениях, отчего всё становилось лишь более интересным», – писал Алан. Но вскоре оказалось, что Морком тяжело болен – у него был туберкулез. Через несколько месяцев после их знакомства он умер. Это была страшная потеря – никогда раньше у Алана не было столь близкого, всё понимающего друга. И он решил, что обязательно совершит то, что не довелось сделать его другу. Алан писал матери: «Существует некая работа, которую мы должны были сделать вместе. Теперь мне придется всё делать одному».
Тьюринг всегда выделялся из толпы: он одевался так, как ему было удобно, плевал на приличия, порой был весьма эксцентричен. В Кембридже говорили, что он никогда не пользовался сигналами точного времени, а ставил свой будильник, производя какие-то понятные только ему вычисления. Ставя химические опыты, он придумал себе игру «Необитаемый остров», получая необходимые в жизни вещества из всего, что было под рукой, – из стирального порошка, средств для мытья посуды и тому подобных вещей. Но больше всего его занимала все-таки математика. Он читал «Математические основы квантовой механики» фон Неймана, размышлял о проблемах математической логики, сформулированных другим великим математиком ХХ века – Давидом Гильбертом.
В 1934 году Тьюринг с блеском окончил университет. Одна из его работ, посвященная теории вероятности, была удостоена специальной премии, его избрали в научное общество колледжа. Казалось, его ждет вполне благополучная карьера университетского преподавателя математики, но Алана влекли совсем иные горизонты. В эти годы он начинает разрабатывать свою теорию, благодаря которой его имя навсегда останется в истории науки, – теорию «Машины Тьюринга». Эта теория логических вычислительных машин позже войдет во все учебники по теории вычислений и математической логике. «Машина Тьюринга», созданная его воображением, могла решать самые разные задачи, нужно было только задать ей правильный алгоритм, разложить решение на простые, элементарные шаги. Причем при переходе на новую задачу машине Алана не нужно было перестраивать свое нутро – она сама это делала в соответствии с заданным ей алгоритмом. Ну а задавал этот алгоритм человек. Все эти удивительные идеи, легшие в основу информатики и теории компьютеров, Тьюринг высказал в статье «О вычислимых числах с приложением к проблеме разрешимости».
Статьи о проблеме Гильберта принесли Алану известность в научном мире, и в 1936 году его пригласили в знаменитый американский Принстонский университет, где преподавал блестящий математик Джон фон Нейман, тот самый, чьи работы с таким рвением Алан изучал в Кембридже. Алан очень надеялся, что в Неймане он встретит родную душу, но профессор оказался большим жизнелюбом - с упоением посещал вечеринки и не пропускал ни одного коктейля. Сосредоточенный, серьезный Алан не нашел в нем понимания и, разочарованный, вернулся в Англию.
Это было в 1938 году. Британская «политика умиротворения» по отношению к Гитлеру не принесла результатов. Содружество готовилось к войне. На юге Англии, в поместье Блетчли-парк, расположилась школа кодов и шифров: охота за секретными сведениями о передвижениях немецких войск становилась жизненной необходимостью. Тьюринга периодически привлекали к работам, которые вели специалисты Блетчли-парка. После того как 3 сентября 1939 года Англия официально вступила в войну, он полностью посвятил себя расшифровке германских кодов и шифров.
В Блетчли-парке собрались самые разные люди, но все талантливые, полные желания работать. Здесь были и серьезные ученые, сбежавшие от удушливой атмосферы старинных университетов, и специалисты по разгадыванию кроссвордов, и морские офицеры, и шахматисты. Тьюрингу среди них было уютно. Он всегда стремился найти практическое применение своим самым экстравагантным теориям – и тут, в поместье Блетчли-парк, среди крикетных площадок и зданий из красного камня, ему представилась такая возможность. Поначалу Тьюринга определили в группу, занимавшуюся взломом кодов шифровальной машины «Энигма», которую использовал целый ряд немецких сухопутных и морских частей. Для разработки методики расшифровки ему потребовалось всего несколько недель. Вскоре Тьюринг уже был начальником отдела, занимавшегося расшифровкой всех кодов немецкого военно-морского флота.
Фотография: DR
В конце 1940 года Британия оказалась в опаснейшем положении – стране грозил голод. Дело в том, что немецкие подводные лодки с успехом топили корабли атлантического конвоя, везшие пропитаниена Британские острова. Отделу Тьюринга нужно было создать устройство, которое хотя бы отчасти дублировало работу немецких шифровальных машин, и он такое устройство создал. В нем использовались зубчатые колеса, перфоленты и простые электрические схемы. И назвали его просто – «Бомба». Компьютером это устройство назвать еще было нельзя, ведь для его работы требовалось довольно много людей – поначалу десятки, а потом даже сотни. Работала «Бомба» благодаря молодым симпатичным женщинам, призванным на службу в отряды Женской вспомогательной службы ВМС. Но, объединив этих дам и механические и электрические устройства в единое целое, Тьюринг получил некое подобие той машины, о которой размышлял еще до войны. Сочетание «женщины плюс электрические схемы, которыми они управляют» являлось в некотором смысле аппаратным обеспечением компьютера. Тут были и память, и процессор, допускающий переконфигурирование программного обеспечения, только вот состояла эта машина из женщин, электрических проводов и мощного интеллекта Тьюринга. Когда из внешнего мира поступали новые данные, то есть когда немцы переходили на новую систему кодирования, Тьюринг просто проводил «перепрограммирование» своей «машины».
Фотография: DR
Поначалу всё шло не так, как хотелось. Очень часто «Бомбе» не удавалось вовремя расшифровать полученные сообщения, и британские конвои погибали, а плывшие на них моряки тонули. Но потом «Бомба» всё чаще стала добиваться успеха, спасая британские корабли и жизни британцев…
И вот в это время Тьюринг, можно сказать, влюбился. Его избранница – на этот раз это была избранница – Джоан Кларк училась на математическом факультете в Кембридже и приехала в Блетчли-парк работать в отделе Тьюринга. Он сразу же объявил ей о своей гомосексуальности, что не помешало им проводить много времени вместе, обсуждая проблемы современной науки. Джоан его заявления отнюдь не смутили: ей нравился этот молодой и уже столького достигший человек, нравился его острый ум, юмор, душевная незащищенность.
В феврале 1942 года немецкий военный флот перешел на новую систему кодирования. Блетчли-парк не давал нужной информации о перемещении гитлеровских подводных лодок, не помогали и радары, установленные на самолетах. Тьюринг страшно нервничал – у него ничего не получалось. Правительство Британии приняло решение выделить для работ в Блетчли дополнительные средства, и Тьюринг еще больше приблизился к машине своей мечты – он построил «Колосс». Когда эта машина работала, сотни километров ее кабелей выделяли такое количество тепла, что женщины, переключавшие штекеры, просили всех мужчин выйти из помещений. Дамы снимали с себя всё лишнее - так было жарко!
«Колосс» сделал то, что не могла сделать «Бомба». Тьюринг и его команда внесли огромный вклад в победу над гитлеровской Германией. И это хорошо понимали на Даунинг-стрит. Так, однажды, когда Тьюринг отправил в правительство письмо, где требовал незамедлительной поставки необходимых материалов, Черчилль дал начальнику своих служб распоряжение: «Сегодня же! Позаботьтесь, чтобы они получили всё, что им требуется, в первоочередном порядке».
В Блетчли Тьюринга считали гением. Одетый кое-как, без галстука, часто в туфлях на босу ногу, неуклюжий, погруженный в свои мысли, не отличавшийся блестящими манерами, он был всеобщим любимцем. Тьюринг не выносил неучей и карьеристов, а своих лучших сотрудников ценил, но при этом требовал от них порой просто невозможного. Его авторитет был непререкаем, а в конце 1942 года его даже командировали в США представлять Великобританию в обеспечении шифрования переговоров между Рузвельтом и Черчиллем. Этим ответственным делом он занимался до марта 1943 года.
Фотография: DR
Заслуги Тьюринга перед родиной были столь велики, что его даже наградили орденом Британской империи. Это была огромная честь.
Окончания войны Тьюринг как будто не заметил: он с головой ушел в работу по созданию мыслящей машины. В один из своих последних вечеров в Блетчли он, составляя вместе с Джоан отчет о проделанной работе, рассказал ей, что ему удалось убедить руководителей Национальной физической лаборатории (НФЛ) создать группу, которая как раз и займется созданием его машины. Его проект так и назывался – «Вычислительная автоматическая машина (Automatic Computing Engine)». Однако Джоан от участия в новом проекте отказалась. Она решила, что быть верной спутницей гомосексуалиста – не самый лучший для нее вариант.
Однако Тьюрингу это уже было совсем не важно – он весь был полон идеями о том, как он будет делать свою мыслящую машину. Во главе НФЛ стоял Чарльз Дарвин, внук великого Дарвина. Он не был выдающимся ученым, зато по праву считался прекрасным администратором. Он с пониманием слушал Тьюринга, когда тот говорил, что ему нужны электронные лампы и реле, скучал, когда тот говорил о чистой математике, и решил, что перед ним сумасшедший, когда Тьюринг высказал свои идеи об интеллектуальной машине. Но Тьюринг все-таки начал работать. Только вот у него ничего не получалось – ему мешало то, что у него не было маленьких переключателей, ведь тогда еще не было транзисторов.
Прошло два года, а у Тьюринга не было никаких достойных результатов. Пришлось ему перебраться в Манчестер, где тоже велись подобные работы. Идеи носились в воздухе, и несколько групп в самой Англии, а еще группы в США уже занимались созданием компьютеров, причем американцы обогнали англичан на этом пути. Но и в Манчестере у него ничего не получилось. Тамошние инженеры и математики, во-первых, имели свои представления о том, что нужно делать, а во-вторых, не принимали аристократа Тьюринга с его кембриджским акцентом в свой круг. Времена Блетчли, когда все вместе работали на победу, ушли в прошлое…
Тьюринг всегда много работал – он и в Манчестере писал статьи, читал лекции. Его хорошо знали. Он мог, наверное, легко вернуться в Кембридж, преподавать там, но ему этого так не хотелось! Тьюринг оказался один. Пробовал заниматься чистой математикой, но быстро понял, что уже стар для этого. И тогда его стали занимать философские проблемы – он занялся теорией морфогенеза, а потом написал статью об искусственном разуме и природе самопознания «Вычислительные машины и разум», опубликованную в журнале Mind и через несколько лет после его смерти признанную классической. Но уж слишком он опередил свое время. Тогда, в конце 1940-х годов, его никто не понимал… Мать продолжала слать ему письма, спрашивая, когда он женится. Что он мог ей ответить? Только то, что ищет ей достойную невестку…
В отчаянии Тьюринг занялся бегом – он всегда с уважением относился к спорту, а теперь он словно бежал от себя. Одно время он считался лучшим марафонцем Британии и его даже должны были включить в олимпийскую команду страны, но в 1952 году он вывихнул ногу и оставил бег.
После Моркома он так и не нашел настоящую любовь – довольствовался случайными связями. И однажды всё плохо кончилось. В январе 1952 года дом Тьюринга ограбили. Алан сообразил, что тут наверняка замешан молодой рабочий, с которым он познакомился накануне. Обиженный, разочарованный в людях, он обратился в полицию. Это было страшной ошибкой. Грабителя задержали, но он с удовольствием поведал следствию о нетрадиционных увлечениях Тьюринга. Возможно, если бы эта история произошла в Кембридже, Тьюринг отделался бы официальным выговором, если бы в Лондоне – недолгим заключением в тюрьму. Пару лет спустя такая же история произошла с выдающимся актером Джоном Гилгудом – его арестовали, но многочисленные друзья вступились за него, и Гилгуда освободили. Но Тьюринг жил в консервативном Манчестере, где гомосексуализм считался страшным преступлением. И 31 марта Тьюринг предстал перед судом. Ему помогли заслуги военного времени и высокие правительственные награды. Наказанием стало не тюремное заключение, а принудительное лечение – подавление либидо с помощью инъекций женских гормонов. По сути, химическая кастрация. Тьюринг еще не очень понимал, чем ему это грозит, и даже радовался: в тюрьме бы он работать уж точно не смог, а именно работа была смыслом его жизни…
Поначалу воздействие гормонов было неявным, но постепенно он стал замечать, что ему трудно сосредоточиться на решении той или иной задачи. Он попробовал получить разрешение уменьшить дозы, но ему отказали. А потом с ужасом заметил, что у него стала расти грудь: препараты разрушали и его интеллект, и его тело.
В апреле 1953 года ему позволили перестать принимать страшные препараты, но было уже поздно. Они свое дело сделали. Однажды июньским вечером, дождливым и полным тоски, Тьюринг вернулся домой, взял яблоко и впрыснул в него цианистый калий. Когда на следующий день его тело обнаружила служанка, убиравшая дом, в банке еще оставалось немного яда, а рядом валялось недоеденное яблоко. Его мать так и не смогла поверить в самоубийство сына – нет, это был несчастный случай, ее сын всегда так любил экспериментировать с разными веществами…
Фотография: DR
Какой вклад в информатику внес Алан Тьюринг, английский математик, криптограф, логик, оказавший фундаментальное влияние на дальнейшее развитие информатики, Вы узнаете из этой статьи.
Алан Тьюринг вклад в информатику
Значение работ этого поистине гениального человека для науки нельзя переоценить. Его многогранность и живость ума просто впечатляет. Имея должность лектора в Кембриджском университете, он в 1945 году бросает все и переходит в Национальную физическую лабораторию, где формировали команду по созданию вычислительной машины. На протяжении 3 лет он делал наброски проекта и снес важные предложения по конструированию. Также математик предложил много ценных идей касательно работы машины и написал программное обеспечение для нее. Алан Тьюринг приблизительно в то же время создал и первую шахматную программу.
Он в сентябре 1948 года переводится в Манчестерский университет на номинальную должность заместителя директора лаборатории вычислительных машин. Но по факту Тьюринг был в математическом отделе английского математика Ньюмана и отвечал за программирование.
Его звездный час настал в 1935–1936 годах, когда Тьюринг создал знаменитую на весь мир теорию «логических вычисляющих машин», которая вошла во все учебники по теории вычислений, основаниям математики и логике. В качестве подтверждения своей теории Алан продемонстрировал легендарную «машину Тьюринга» — это было простое устройство с программным управлением, пошаговыми действиями и памятью. Современные информационные системы, между прочим, используют данный алгоритм, как у машины Тьюринга.
С момента начала Второй Мировой войны Алан сотрудничает со Школой кодов и шифров, которая существовала в Блечли-Парке при правительстве Великобритании. Он занимался раскрытием военных шифров. В итоге он совершил прорыв – создал машину-дешифратор под названием Бомба». Благодаря ей были раскрыты все коды ВВС нацистской Германии, а в 1939 году математик сломал шифр немецкой системы «Энигма», которая контролировала все подводные лодки Германии. За свои заслуги он получил кавалера Ордена Британской империи IV степени.
В послевоенное время (с 1945 по 1948) Алан Тьюринг возглавлял проект Национальной физической школы Великобритании по созданию нового компьютера ACE. В 1950 году написал статью «Вычислительные машины и разум». Но печальные события его личной жизни привели к тому, что великого математика с 1953 года стали осуждать, после чего он 7 июня 1954 года покончил жизнь самоубийством, согласно официальной версии смерти.
Надеемся, что из этой статьи Вы узнали, какой вклад в информатику совершил Алан Тьюринг.
А́лан Мэ́тисон Тью́ринг, OBE - английский математик, логик, криптограф, оказавший существенное влияние на развитие информатики. Кавалер Ордена Британской империи, член Лондонского королевского общества.
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!
Правообладатель иллюстрации Studiocanal Image caption Алан Тьюринг (Бенедикт Камбербатч), его жена Джоан (Кира Найтли) и их товарищи по группе, взломавшей нацистскую шифровальную машину "Энигма". Кадр из фильма "Игра в имитацию"
"Никто другой не внес такого же вклада в нашу победу в войне", - Уинстон Черчилль, охарактеризовавший таким образом британского математика Алана Тьюринга, лучше других знал цену победы и цену усилий разных людей в этой победе.
Суперпопулярный сейчас после "Шерлока Холмса" Бенедикт Камбербатч в главной роли, не менее популярная Кира Найтли в роли соратницы и жены Тьюринга – самые яркие звезды британского кино призваны привлечь усиленное внимание к и без того предельно увлекательной истории жизни ученого в выходящем в эти дни на британские экраны фильме "Игра в имитацию".
Кто такой Тьюринг?
Правообладатель иллюстрации studiocanal Image caption Давление было чудовищным. Однажды Тьюринга чуть не арестовали по подозрению в шпионаже. Кадр из фильма "Игра в имитацию"Игра в имитацию, или имитационная игра - один из математических, логических приемов, разработанных Тьюрингом для первых изобретенных им пракомпьютеров. Этот и многие другие методы работы с первыми самыми примитивными компьютерами помогли Тюрингу и его группе раскрыть сверхсекретный код германского вермахта.
Никто другой не внес такого же вклада в нашу победу в войне Уинстон Черчилль
В 1939 году, вскоре после начала войны Тьюринг, работавший тогда в Кембриджском университете, был привлечен к работе над раскрытием кода немецкой шифровальной машины "Энигма". Работа была сверхсекретной, велась на закрытой базе Блетчли-парк в графстве Бэкингемшир в центре Англии. Проблема с кодировкой "Энигмы" состояла в том, что система кодов менялась каждый день, и наутро все достигнутые за день результаты шли в корзину.
Работа продолжалась несколько лет в условиях чудовищного давления со стороны высшего руководства британской армии и контрразведки. Тьюринг был на грани увольнения и однажды даже ареста - по подозрению в шпионаже в пользу Советов, и лишь личное вмешательство Черчилля, к которому уверенный в правильности избранного метода ученый обратился за поддержкой, спасло его и его группу.
Правообладатель иллюстрации Science Photo Library Image caption Алан Тьюринг - не кинематографический, а реальный - бежит марафонскую дистанцию в 1946 годуВ то же время Тьюринг - каким мы видим его в фильме - был человек нелегкий, с людьми ладил трудно и даже внутри его собственной группы сплошь и рядом возникали трения, пока, наконец, код не был взломан.
И его работа, и сам Тьюринг оставались строго засекречены и после войны.
Преследование и посмертное помилование
В 1952 году, работая уже в Манчестере, гомосексуалист Тьюринг был арестован и подвергнут уголовному преследованию за тогда еще противозаконную связь с 19-летним молодым человеком. Его поставили перед суровым выбором – тюрьма или "лечение" эстрогеном, процесс, по сути своей являвшийся ничем иным как химической кастрацией.
Сексуальность Тьюринга – центральный момент в фильме и в осознании личности его героя
Через год после такого "лечения" в 1954 году, за две недели до своего 42-го дня рождения Тьюринг принял дозу цианистого калия. Расследование постановило, что смерть наступила в результате самоубийства.
Однако в последние годы свидетельства, легшие в основу заключения о смерти математика в 1954 году, были поставлены некоторыми экспертами под сомнения.
Правообладатель иллюстрации studiocanal Image caption Даже следователь, допрашивавший Тьюринга по делу о гомосексуализме, признал его "человеком чести"В 2009 году тогдашний премьер-министр Гордон Браун принес официальные публичные извинения от имени правительства Великобритании за "чудовищное обращение", которому был подвергнут ученый.
В 2013 году - лишь совсем недавно - специальным указом королевы Елизаветы Второй Тьюрингу было даровано посмертное помилование.
История в кино
"Игра в имитацию" - не первый художественный фильм, посвященный Алану Тьюрингу и его борьбе с "Энигмой".
В 2001 году вышла картина, которая так и называлась "Энигма", над ней работала блестящая команда английских деятелей культуры: писатель Роберт Харрис, автор одноименного романа; драматург Том Стоппард, превративший этот роман в сценарий; режиссер Майкл Эптед и автор музыки к фильмам о Джеймсе Бонде композитор Джон Барри. А возглавлял это созвездие выступивший в качестве продюсера Мик Джаггер - именно ему, собственно говоря, и принадлежала идея того фильма. Джаггер давно был очарован историей Тьюринга, и в фильме снималась подлинная немецкая машина "Энигма" из его собственной коллекции.
"Игра в имитацию" - тоже экранизация, но не романа, а биографии Тьюринга, написанной историком Эндрю Ходжесом.
Правообладатель иллюстрации studiocanal Image caption Для норвежского режиссера Мортена Тилдима "Игра в имитацию" - первый полнометражный фильм на английском языкеФильм не ставит перед собой задачу скрупулезно проследить жизненную историю ученого. Действие его начинается в 1939 году - со сцены дерзкого собеседования, в результате которого Тьюринг лишь чудом получает место в Блетчли-парк.
Однако ретроспективно мы попадаем в престижную закрытую частную школу, одну из тех английских школ, которые воспитывают известных на весь мир ученых и политиков. Оборотная их сторона - жестокая, удушающая атмосфера, столь блестяще и гротескно воспроизведенная еще в конце 60-х режиссером Линдсеем Андерсоном, намеки на которую мы видим и в "Игре в имитацию".
Поэзия и задавленность любви
Правообладатель иллюстрации studiocanal Image caption Главное детище своей жизни - машину, с помощью которой был взломан код "Энигма" - Тьюринг назвал в честь юношеской любви "Кристофер"Именно в школе пробуждается гомосексуальность Тьюринга. Пробуждается от даже не столько романтического, сколько дружеского чувства к однокласснику Кристоферу Моркому, единственному, кто сочувствует ему и помогает не потерять себя среди издевательств и побоев. Морком умрет в 18 лет от туберкулеза, и чувство к нему Тьюринг пронесет через всю жизнь. Главное изобретение своей жизни - машину, с помощью которой он взломал код "Энигмы", он назвал "Кристофер".
Главным для нас было невидимое: поэзия, тайна, подавленность его сексуальности. Это человек, у которого отобрали право любить – именно в этом трагедия его личности и трагедия фильма Бенедикт Камбербатч
Гомосексуализм Тьюринга – центральный момент в фильме и в осознании личности его героя. Тьюринг по необходимости вынужден был скрывать свою сексуальную ориентацию. В какой-то момент он даже становится объектом шантажа от затесавшегося в группу советского шпиона. Но в то же время он нисколько не стыдится своей природы.
При аресте он совершенно не пытается увиливать и добровольно соглашается написать чистосердечное признание. Пятистраничный текст был написан настолько искренне и с таким достоинством, что даже допрашивавший его полицейский был вынужден признать, что перед ним - "человек чести".
При этом сексуальная сторона жизни Тьюринга совершенно не выпячивается. Во всем фильме нет ни единой сцены, в которой мы видели бы его физические отношения с мужчинами. Подростковое чувство к Моркому проявляется не более, чем взглядом. Кое-кто из критиков усмотрел в такой сдержанности даже чрезмерное для современного кино целомудрие.
"Для меня в фильме более чем достаточно откровенной любви, - отвечает критикам Бенедикт Камбербатч. – И гомосексуальность тут абсолютно ни при чем. Если бы такие сцены могли добавить смысла фильму, обогатить его, мы несомненно пошли бы на это. Для меня в этом не было бы никакой проблемы".
Правообладатель иллюстрации studiocanal Image caption Жена Тьюринга (Кира Найтли) была прекрасно осведомлена о гомосексуальности мужа. Для них обоих интеллектуальная, духовная близость была куда важнее физической"Однако главным для нас, - продолжает актер, - было невидимое: поэзия, тайна, подавленность его сексуальности. Это человек, у которого отобрали право любить - именно в этом трагедия его личности и трагедия фильма".
Жена Тьюринга была прекрасно осведомлена о его сексуальности. Для них обоих интеллектуальная, профессиональная духовная близость была куда важнее физической.
Гений ХХ века
Фильм завершается красноречивым титром: "Его изобретение было далеко от совершенства, но оно породило целую новую область исследований, которая получила название "машины Тьюринга". Сегодня мы называем их "компьютеры".
«Мы можем заглядывать вперед лишь на очень небольшое расстояние, но уже сейчас очевидно, что нам предстоит еще очень многое сделать…»
Алан Мэтисон Тьюринг
Одинокий вундеркинд
Стену гостиницы (а в прошлом – лечебницы) «Уоррингтон-Лодж» до сей поры украшает табличка: «Здесь родился Алан Тьюринг, пионер кибернетики и взломщик кодов». Это произошло 23 июня 1912 года. Алан был вторым сыном в семье служащего английского колониального ведомства Юлиуса Мэтисона Тьюринга и дочери главного инженера Мадрасских железных дорог Этель Сары Стоуни. Познакомились и обвенчались они в Индии. И с этой страной, вплоть до 1926 года, была связана их работа. А посему оба их сына, оставленные в Англии, были отданы на попечение друга семьи – отставного полковника. Позже дети воспитывались в частном интернате. Жизнь вне семьи не баловала их той нежностью, которую получает ребенок, воспитанный в окружении родителей. Однако в ту пору это было настолько распространенной практикой, что дети не чувствовали себя в чем-то уязвленными.
Читать, писать и считать Алан научился в возрасте шести лет. Его одаренность сразу отметила директор школы Святого Михаила в Гастингсе. В одиннадцать лет он увлекся химией и без особого труда поступил в привилегированную Шербонскую школу. Однако многие обязательные там гуманитарные предметы ему не нравились, и на уроках он откровенно бездельничал. Зато после занятий Алан приступал к собственной программе образования, где приоритет был отдан математике. Все бы ничего, но такое отношение ставило под угрозу получение аттестата. Дирекция однажды передала матери Алана записку:
«Ваш сын, видимо, хочет быть только научным специалистом. Может быть, математиком – такие ученики, как он, рождаются раз в двести лет. Но… что он делает в нашей школе?»
Между тем, в возрасте пятнадцати лет Алан самостоятельно разобрался с теорией относительности. Однако превосходство над сверстниками в математике и шахматах, а также подчеркнутый индивидуализм сделали его изгоем. Впрочем, однажды появляется «родственная душа» в лице нового одноклассника Кристофера Моркома. Теперь они вместе лоботрясничают на том же французском, а после уроков на пару штудируют высшую математику.
Печально, но по окончанию школы в Кембридж удается поступить лишь Кристоферу. Алану остается радоваться за друга и готовиться к штурму в следующем году. Как вдруг Морком скоропостижно умирает. Тьюринг, несмотря на тяжесть навалившегося горя от потери единственного в его жизни друга, находит силы для поступления в кембриджский Кингз-колледж. Там с 1931 года он с полной самоотдачей погружается в математику и квантовую физику и уже спустя три года оканчивает четырехлетний курс досрочно и с отличием. В 1935 году он защищает диссертацию и начинает получать стипендию для проведения исследований.
Именно тогда и появляется концепция, увековечившая имя Алана в учебниках. В 1936 году появилась «Машина Тьюринга». Она представляла собой некий абстрактный исполнитель и являлась простейшей вычислительной машиной с линейной памятью. Это изобретение Алана и по сей день используется в исследованиях по теории автоматов или компьютеров. В это же время Тьюринг доказывает отсутствие «общего метода определения истинности», то есть положение о том, что в математике всегда будут присутствовать недоказуемые высказывания.
Крушитель шифров
С 1936 по 1938 год Тьюринг работает и учится в Принстонском университете под руководством светила математики Алонзо Черча. Получив докторскую ученую степень, он возвращается в Кембридж, одновременно начав сотрудничество со Школой кодов и шифров – секретной лабораторией «под крылом» MI6 (британской разведки). С началом Второй мировой войны это сотрудничество становится настолько плотным, что Алан переезжает в секретные лаборатории Блетчли-парка, где он участвует в проекте «Ультра». Здесь, следуя задаче проекта, Тьюринг отдает все силы противоборству с немецким шифровальным электромеханическим устройством «Энигма».
Блетчли-парк
Собственно, первая версия «Энигмы» была взломана польским криптоаналитиком Марианом Реевским еще в 1938 году. Однако Германия усложнила машинку настолько, что посчитала взлом кодов «невозможным в принципе» даже в случае захвата самого агрегата. Поэтому шифрограммы передавались нагло – открытым радиосигналом. Еще бы – количество вариантов ключей «Энигмы» доходило до 1022. Лелея планы опустошения Англии перед ее оккупацией, фашистская Германия вела усиленную бомбардировку британских городов. К примеру, 14 ноября 1940 года на город Ковентри около пятисот фашистских самолетов сбросили шестисот тонн тяжелых бомб и около тысячи фугасов. Увы, Англия ничего не могла противопоставить внезапным сокрушительным налетам, а потому, едва справляясь, приходилось смиренно разгребать завалы и хоронить своих граждан. Немалый урон наносили и подводные лодки, отправляющие на дно более шестидесяти английских судов в месяц. Причем для фашистских субмарин не имело значения – военный это корабль, торговый или пассажирский.
Естественно, все действия фашистских самолетов и подводных лодок координировались с помощью аппаратов «Энигма». Расшифровать эту загадку для предупреждения ударов и спасти сотни тысяч человеческих жизней: такова была задача, поставленная руководителю одной из пяти групп – Алану Тьюрингу – и его команде, состоящей из интеллектуальной элиты страны.
Осознавая, что из-за невозможности расшифровки намерений противника каждый день гибнут тысячи людей, и отчасти принимая на себя ответственность за жизни соотечественников, группа Тьюринга – Hut 8 – работала почти без сна и отдыха. Титаническими усилиями в довольно сжатые сроки уже 18 марта 1940 года было создано дешифровальное устройство, названное «Бомбой». Свое название машина получила из-за звука, похожего на тиканье часов, который она издавала. Происходило это из-за перебора ключей при вращении механических барабанов.
Шифровальная машинка «Энигма»
Было сделано даже более того, что требовалось на тот момент: Тьюрингом были просчитаны последующие направления модернизаций вражеского кода. И когда в 1941 году в штабе фашистской военщины удивленно осознали свершение «невозможного» факта дешифровки и сменили код, то на его расшифровку ушел лишь месяц. В 1943 году был создан еще более совершенный дешифратор – ЭВМ «Колосс».
«За жизненно важный вклад в военные усилия» в 1946 году Алана Тьюринга награждают орденом Британской империи. Как сказал о роли Алана в победе математик И. Дж. Гуд, сотрудник Блетчли-парка:
«Я не берусь утверждать, что мы выиграли войну благодаря Тьюрингу, но я заявляю со всей ответственностью, что без него мы бы могли ее и проиграть!»
Дешифровальное устройство «Бомба»
Подняв уровень британской дешифровальной техники на невероятную высоту, уже в 1945 году в Национальной физической лаборатории Алан пытается создать первую вычислительную машину ACE (Automatic Computing Engine). Однако смелые идеи Тьюринга не находят поддержки уже на стадии проекта. В 1947 Тьюринг году возвращается в университет Кембриджа, параллельно выступая с лекциями в университете Манчестера, где он возглавляет проект MADAM (Manchester Automatic Digital Machine). В отличие от скептиков из Национальной лаборатории, здесь в команде работают более решительные люди, и проект завершается созданием одной из первых вычислительных машин с самой большой на то время памятью. В 1947 году Тьюринг выпускает работу «Сокращенные кодовые инструкции», положившую начало языкам программирования.
В 1950 году выходит статья Алана «Вычислительные машины и разум», в котором он предлагает свой знаменитый «тест Тьюринга», посвященный теме искусственного интеллекта. Эти работы дают основу исследованиям в области искусственного интеллекта. 1951 год стал годом избрания Тьюринга в члены Королевского научного общества.
В 1952 году увидела свет работа Тьюринга «Химические основы морфогенеза», в которой он впервые описал процесс самоорганизации материи математическими методами, предсказал колебательный характер некоторых химических реакций. Увы, математическая биология стала последним увлечением Тьюринга.
Омут презрения
В текущей жизни, как и в далеком детстве, Алан погружен в свое одиночество, не обременительное ни для себя, ни для окружающих. Он по-прежнему, кроме шахмат, увлечен марафонским бегом, подстраивает будильник по звездам, наслаждается детскими радиопередачами.
Жизнь Алана перевернулась с ног на голову после нелепой криминальной истории. Его обворовал приятель его сексуального партнера. Тьюринг был уверен в своей правоте, когда не стал спускать с рук это преступление и написал заявление в полицию. Однако, выяснив пикантные подробности, полицейские стали раскручивать самого Тьюринга по статье о «крайне непристойном поведении». Алан, постоянно погруженный в науку, явно не разбирался в тонкостях британского менталитета и был обескуражен стремительно разгорающимся общественным резонансом.
Он никогда не скрывал своих сексуальных предпочтений, но и не выпячивал их, отводя интимным отношениям отнюдь не главное место в своей жизни. В годы войны он даже пытался сделать предложение сотруднице Блетчли-парка, но позже решил не спорить со своей природой. Тем не менее, в свете английских законов того времени, гомосексуализм приравнивался к психическим заболеваниям, а посему состоявшийся 31 марта 1953 года суд поставил перед вчерашним героем жестокий и категоричный выбор: заключение в тюрьму либо химическая кастрация – гормональная терапия.
Столь массовое остервенелое и унижающее внимание стало для Тьюринга шоком. Его грандиозные победы над лучшими умами беспощадного противника чествовали гораздо скромнее, нежели раздували позорную шумиху вокруг его сексуальной ориентации. Возбужденное кропотливым копанием в грязном белье общество не могло остановиться в своем «праведном» гневе. Ведь за нагромождением обвинений Тьюрингу каждый обвинитель скрывал грязь собственных грехов. Как человек, принадлежащий науке, Алан предпочел остаться свободным.
Но его надежды на дальнейшую безоблачную научную деятельность не оправдались – изгоя лишили допуска к секретной работе и вышвырнули из Департамента кодов. Здравый смысл не покинул лишь педагогический коллектив Манчестерского университета, который оставил Тьюринга в своих рядах, якобы взяв на поруки. Однако Алан, пребывающий в жесточайшей депрессии, почти там не появлялся.
8 июня 1954 года он был найден дома мертвым. Врач констатировал смерть, наступившую от отравления цианистым калием, содержащимся в лежащем рядом надкушенном яблоке. По легенде, этот фрукт позже стал логотипом фирмы Apple. Его мать утверждала, что смерть наступила из-за неосторожного пользования химикатами при игре в «Необитаемый остров», придуманной Аланом в далеком детстве. Сутью этой игры было получение химикатов из обычных продуктов и веществ.
Между тем, существовала также версия о причастности к смерти Тьюринга спецслужб, сомневающихся в лояльности опального, но много знающего ученого, который, к тому же, обожал путешествовать по Европе. Как бы то ни было, главной причиной смерти Алана Тьюринга является беспринципное предательство чопорного британского общества.
И все же в 2002 году Тьюринг был признан «одним из ста величайших британцев в истории». Но лишь в 2009 году, под напором общественного мнения, премьер-министр Великобритании Гордон Браун принес официальные извинения за преследования ученого. Он заявил:
«Хотя с Тьюрингом обошлись в рамках закона того времени, и мы не можем повернуть время назад, мера воздействия по отношению к нему была крайне несправедливой, и я рад заявить, как глубоко я и мы все сожалеем о том, что с ним случилось».
Сегодня космические просторы бороздит астероид под именем Тьюринг. Ассоциация вычислительной техники ежегодно производит награждение премией Тьюринга. Его имя встречается в фантастических романах и компьютерных играх. В честь столетия со дня рождения Тьюринга было организовано праздничное чествование ученого. Но наибольший интерес для научного мира представляет тест Тьюринга, прохождение которого переросло в ежегодный конкурс с неплохой денежной премией Лебнера.
Использованы фотографии:
2. Milton_Keynes
