Символ корпорации Apple - надкушенное с правой стороны яблоко - один из самых узнаваемых символов в цивилизованных странах. Этот логотип окружен множеством слухов и загадок. Многие видят в нем намек на гениального Ньютона (согласно легенде, он открыл закон всемирного тяготения после того, как ему на макушку свалилось яблоко). Кто-то склонен усматривать в яблоке символ грехопадения. Один из основателей компании Apple, ныне покойный Стив Джобс, всегда ловко уклонялся от комментариев относительно логотипа. Почему? Возможно, он опасался, что если реальный подтекст символа станет известен широким массам, корпорация может понести многомиллионные убытки….
Гений чистой математики
Мало кто знает, что кумиром Стива Джобса был английский математик Алан Тьюринг. Гениального ученого порой называют “отцом информатики и искусственного интеллекта”. В 1941 году Тьюринг, по официальной версии, покончил с собой, надкусив яблоко, начиненное (им же) цианидом. Согласно другим источникам, это был не суицид, а убийство. Как бы то ни было, Алан до недавнего времени считался в научном мире парией из-за своих гомосексуальных пристрастий. Его поклонник - Стив Джобс- не мог не понимать: Apple активно выходит на рынки государств, где мужеложство не в почете (Россия, Китай, страны восточной Европы). И поэтому всячески уклонялся от вопросов о логотипе. Вероятно, он опасался, что истинный смысл надкушенного яблока может отпугнуть покупателей. В поддержку этой версии говорит хотя бы тот факт, что лишь в 1998 году логотип корпорации стал однотонным, до того же момента яблоко было раскрашено в радужные цвета.
Чем же Алан Тьюринг заслужил уважение со стороны Стива Джобса и других “монстров” современной отросли? Как и многие гении, Алан Тьюринг, родившийся в Индии в 1912 году, был нестандартным ребенком. Он не интересовался ничем, кроме математики. Родители Алана, переехав в Англию, пытались сделать из мальчика всесторонне одаренную личность: против его желания, его отдали в гуманитарную школу города Шерборн. К 13 годам Алан, которому в заведении не преподавали даже основ исчисления (!), решал в уме сложнейшие математические задачи, чем ставил в тупик своих учителей. Его называли худшим учеником класса, а директор в характеристике написал: “Он, несомненно, станет настоящей проблемой сообщества”.
После окончания школы Тьюринг учился сначала в Кембриджском колледже (туда он поступил лишь со второго раза), потом во Франции и США. В 23-летнем возрасте он уже защитил докторскую диссертацию по математике, а после, в течение двух лет разработал теорию “логических вычисляющих машин”. В дальнейшим “машины” Тьюринга станут обязательной частью учебных программ для будущих кибернетиков. Мир обязан Алану множеством чисто математических решений.
Как ученый переиграл нацистов
В 1939 году британское военное ведомство поставило перед Аланом задачу: необходимо было разгадать секрет “Энигмы” - машины, кторую немецкие шифровщики использовали для кодирования радиограмм при операциях флота и авиации. Разведчикам удалось раздобыть экземпляр “Энигмы”, но прочитать перехваченные немецкие радиограммы все равно не удавалось. Тьюрингу предложили возглавить отдел “Британской школы кодов и шифров”, который должен был помочь разрешить эту проблему и предоставить полную свободу действий.
Алана охватил настоящий охотничий азарт. В группу он пригласил несколько друзей - шахматистов и математиков. Засучив рукава, эти, первые в мире, говоря современным языком, хакеры взялись за дело. Частично “сломать”“Энигму” удалось год спустя. Теперь британцы могли читать больше половины немецких шифровок. А в 1943 году группа Тьюринга “взломала”и более сложный вариант “Энигмы” - им пользовались немецкие подводники. Британское командование получило доступ практически ко всей информации, которой обменивались немцы. Это, несомненно способствовало успеху британского флота и, конечно же, в десятки раз снизило людские потери. Британия по заслугам оценила вклад Тьюринга в победу. Его наградили орденом и включили в группу, занимавшуюся разработкой ЭМБ.
1951 год стал настоящим триумфом для Алана. В Манчестере заработал один из первых в мире компьютеров, и ученый приложил руку у его созданию: он написал программное обеспечение. В том же году Тьюринг был избран членом Лондонского королевского общества. Кроме того, он не переставал трудиться на разведку. Теперь он занимался советским направлением и вот-вот должен был разработать алгоритм распознания шифрограмм.
Роковой укол
Как в старых добрых романтических фильмах, все хорошее неожиданно рухнуло. В 1952 году квартиру Алана ограбили. Вскоре в ходе расследования, полиция задержала преступника. Им оказался один из друзей любовника ученого. Да-да, Тьюринг уже много лет был убежденным гомосексуалистом (довольно распространенное явление в высшем свете Британии) и даже особо не скрывал этого. В те годы в Англии мужеложство считалось уголовным преступлением. В большинстве случаев общество закрывало глаза на “грешки” подобного рода. Чтобы не попасть под суровую дань правосудия, надо было всего лишь скрывать свою нетрадиционную ориентацию и не объявлять о ней во всеуслышание.
Алан Тьюринг, вопреки всем нормам, действовавшим в обществе, пошел ва-банк: он громогласно объявил себя гомосексуалистом. Впрочем, доказательств, помимо чистосердечного признания, хватало с избытком: полиция изъяла у воришки интимную переписку ученого, которую он вел со своими многочисленными любовниками на протяжении ряда лет. Стоит ли удивляться, что общество, которому Тьюринг бросил вызов, беспощадно расправилось с ним?
Громкий судебный процесс растянулся на несколько месяцев. Судьба вора уже никого не интересовала: Британия, затаив дыхание, гадала о будущем Алана. Неужели закон покарает героя войны, ведущего специалиста-дешифровщика, ученого с мировым именем? Судья оказался непреклонен. Тьюрингу, согласно законам того времени, предложили на выбор: два года тюремного заключения или химическая кастрация. Алан выбрал второе и вскоре получил укол, навсегда сделавший его импотентом. Кроме того, Тьюринга уволили с госслужбы, а также запретили преподавать в Манчестерском университете. Ученый в одночасье практически лишился и доброго имени, и смысла жизни, и средств к существованию.
Через некоторое время коллектив педагогов взял Алана на поруки, ему разрешили вновь заняться преподавательской деятельностью. Однако психика ученого была надломлена: до конца жизни он прожил затворником, играя в различные настольные игры. Алан стеснялся выходить на люди - от инъекции препарата, в состав которого входили женские гормоны, у него начала расти грудь.
“ Прости нас, ты заслуживал лучшего !”
А оставалось ему недолго, 8 июня 1954 года тело ученого обнаружили в его доме. Рядом, на ночном столике лежало надкушенное яблоко, которое, как позже показала экспертиза, было пропитано цианистым калием. Официальная версия гласит, что Алан покончил жизнь самоубийством, неофициальная - что его убили завистники. Правда, никто из сторонников версии насильственной смерти не объясняет, чему было завидовать на тот момент: Тьюринга фактически затравили, растоптали и предали официальному забвению.
Доброе имя ученому вернули значительно позже. А стыдливая молва отвела главную роль в создании ЭМВ и программного обеспечения американскому профессору Норберту Винеру, отодвинув “нестандартного” Тьюринга на задний план.
Стив Джобс, сделав надкушенное и раскрашенное в радужные цвета яблоко логотипом корпорации Apple, опередил официальные власти на десятки лет. Лишь в 2009-м премьер -министр Великобритании Гордан Браун назвал Тьюринга “самой громкой жертвой гомофобии” и заявил:”От имени британского правительства и всех тех, кто живет на свободе благодаря вкладу Алана, я со всей искренностью говорю: прости нас, ты заслуживал гораздо лучшего!”.
В первой половине XX века, когда были изобретены первые вычислительные машины. Однако наряду с физически осязаемыми машинами появлялись и машины-концепции. Одной из них была «машина Тьюринга» - абстрактное вычислительное устройство, придуманное в 1936 году Аланом Тьюрингом - учёным, которого считают одним из основоположников информатики.
Его кругозор распространялся от квантовой теории и принципа относительности до психологии и неврологии. А в качестве способа познания и передачи своих знаний Тьюринг использовал аппарат математики и логики. Он находил решения, казалось бы, нерешаемых задач, но был сильнее всего увлечен идеей «Универсальной машины», способной вычислить всё, что в принципе вычислимо.
Детство, образование, увлечения
Родители Алана жили в индийском городе Чхатрапур. Отец - Юлиус Мэтисон Тьюринг представитель старого шотландского аристократического рода, работал в Имперской государственной службе. Мать - Сара Этель (урожденная Стони), была родом из Ирландии, из протестантской семьи англо-ирландского дворянства. Когда она ждала ребёнка, супруги решили переехать в Англию, чтобы он рос и воспитывался в Лондоне.Там Алан Тьюринг и родился 23 июня 1912 года. У него был старший брат Джон. Государственная служба Юлиуса Тьюринга продолжалась и родителям Алана приходилось часто путешествовать между Гастингсом и Индией, оставляя двоих своих сыновей на попечение отставной армейской пары. Признаки гениальности проявлялись у Тьюринга с раннего детства.
В детстве Алан и его старший брат Джон довольно редко видели своих родителей - их отец до 1926 года служил в Индии; дети оставались в Англии и жили на попечении в частных домах, получая строгое английское воспитание, соответствующее их положению на социальной лестнице. В рамках такого воспитания изучение основ естественных наук фактически не предусматривалось.
Маленький Алан обладал очень пытливым умом. Самостоятельно научившись читать в возрасте 6 лет, он просил у своих воспитателей разрешения читать научно-популярные книги.
В 11 лет он ставил вполне грамотные химические опыты, пытаясь извлечь йод из водорослей. Все это доставляло огромное беспокойство его матери, которая боялась, что увлечения сына, идущие вразрез с традиционным воспитанием, помешают ему поступить в Public School (английское закрытое частное учебное заведение для мальчиков, учеба в котором была обязательна для детей аристократов). Но её опасения оказались напрасны: Алан смог поступить в престижную Шербонскую школу (Sherborne Public School).
В шесть лет Алан Тьюринг пошёл в школу святого Михаила в Гастингсе, директор которой сразу отметила его одарённость. В 1926 году, в возрасте 13 лет, Тьюринг пошёл в известную частную школу Шерборн в городе Шерборн графства Дорсет. Его первый день в школе совпал со Всеобщей забастовкой 1926 года. Поэтому Тьюрингу пришлось преодолеть расстояние около 100 км от Саутгемптона до Шерборна на велосипеде, по пути он переночевал в гостинице.
Увлечение Тьюринга математикой не нашло особой поддержки среди учителей Шерборнской школы, где уделяли больше внимания гуманитарным наукам. Директор школы писал родителям: «Я надеюсь, что он не будет пытаться усидеть на двух стульях разом. Если он намеревается остаться в частной школе, то он должен стремиться к получению «образования». Если же он собирается быть исключительно «научным специалистом», то частная школа для него - пустая трата времени».
О школьных успехах Алана красноречиво свидетельствует классный журнал, в котором можно найти, например, следующее
Я могу смотреть сквозь пальцы на его сочинения, хотя ничего ужаснее в жизни своей не видывал, я пытаюсь терпеть его непоколебимую небрежность и непристойное прилежание; но вынести потрясающую глупость его высказываний во время вполне здравой дискуссии по Новому Завету я, все же, не могу.
Тем не менее, в областях, интересовавших его, Тьюринг проявлял незаурядные способности.
В 1928 году, в возрасте 16 лет, Тьюринг ознакомился с работой Эйнштейна, в которой ему удалось разобраться до такой степени, что он смог догадаться из текста о сомнениях Эйнштейна относительно выполнимости Законов Ньютона, которые не были высказаны в статье в явном виде.
Университет
Из-за нелюбви к гуманитарным наукам Тьюринг недобрал баллов на экзамене и поэтому после школы поступил в Королевский колледж Кембриджа, хотя намеревался пойти в Тринити-колледж. В Королевском колледже Тьюринг учился с 1931 по 1934 год под руководством известного математика Годфри Харолда Харди.Кембриджский университет, обладавший особыми привилегиями, дарованными английскими монархами, издавна славился либеральными традициями, и в его стенах всегда царил дух свободомыслия. Здесь Тьюринг обретает – пожалуй, впервые – свой настоящий дом, где он смог полностью отдаться науке.
Главное место в жизни заняло увлечённое изучение столь интересующих его наук – математики и квантовой физики. Те годы были периодом бурного становления квантовой физики, и Тьюринг в студенческие годы знакомится с самыми последними работами в этой области. Большое впечатление производит на него книга Джона фон Неймана «Математические основы квантовой механики», в которой он находит ответы на многие давно интересующие его вопросы.
Тогда Тьюринг, наверное, и не предполагал, что через несколько лет фон Нейман предложит ему место в Принстоне – одном из самых известных университетов США. Ещё позже фон Нейман, так же как и Тьюринг, будет назван «отцом информатики». Но тогда, в начале 30-х годов ХХ века, научные интересы обоих будущих выдающихся учёных были далеки от вычислительных машин – и Тьюринг, и фон Нейман занимаются в основном задачами «чистой» математики.
Тьюринг происходил из аристократической семьи, но никогда не был «эстетом»: кембриджские политические и литературные кружки были чужды ему. Он предпочитал заниматься своей любимой математикой, а в свободное время ставить химические опыты, решать шахматные головоломки.
Ставя химические опыты, он играл в особую игру «Необитаемый остров», изобретенную им самим. Цель игры заключалась в том, чтобы получать различные «полезные» химические вещества из «подручных средств» – стирального порошка, средства для мытья посуды, чернил и тому подобной «домашней химии».
Он также находил отдых в интенсивных занятиях спортом – греблей и бегом. Марафонский бег останется его поистине страстным увлечением до конца жизни.
Тьюринг блестяще заканчивает четырёхлетний курс обучения. Одна из его работ, посвященная теории вероятностей, удостаивается специальной премии, его избирают в научное общество Королевского колледжа. В 1935 году Тьюринг публикует работу «Эквивалентность левой и правой почти-периодичности», в которой он упрощает одну идею фон Неймана в теории непрерывных групп – фундаментальной области современной математики. Казалось, его ждет успешная карьера слегка эксцентричного кембриджского преподавателя, работающего в области «чистой» математики.
Однако Тьюринг никогда не удерживался в каких-либо «рамках». Никто не мог предвидеть, какая экзотическая проблема неожиданно увлечет его, и какой математически неординарный способ ее решения ему удастся придумать.
Кроме того, в Кембридже Алан посещал лекции Виттенштейна Людвига. Виттенштейн утверждал теорию о несостоятельности математики. По его словам математика не ищет истину, но сама создаёт её. Алан был с этим не согласен и много спорил с Людвигом. Тьюринг выступал за «формализм» - математическое философское течение, которое не требовало точного перевода слов и ограничивалось примерным смыслом. А Людвиг искал абсолютной точности.
Во время обучения в колледже Алан Тьюринг изучал основы криптографии – то есть расшифровки данных. Это пригодилось ему во время Второй Мировой войны, когда учёный работал над расшифровкой немецких посланий.
Машина Тьюринга
В 1928 году немецкий математик Давид Гильберт привлек внимание мировой общественности к проблеме разрешения (Entscheidungsproblem). В своей работе «On Computable Numbers, with an Application to the Entscheidungsproblem», опубликованной 12 ноября 1936 года. Тьюринг переформулировал теорему Гёделя о неполноте, заменив универсальный формальный арифметический язык Гёделя на простые гипотетические устройства, которые впоследствии стали известны как машины Тьюринга.Он доказал, что подобная машина была бы способна произвести любые математические вычисления, представимые в виде алгоритма. Далее Тьюринг показал, что не существует решения Entscheidungsproblem, сперва доказав, что Проблема остановки для машины Тьюринга неразрешима: в общем случае невозможно алгоритмически определить, остановится ли когда-нибудь данная машина Тьюринга.
Хотя доказательство Тьюринга было обнародовано в скором времени после эквивалентного доказательства Алонзо Чёрча, в котором использовались Лямбда-исчисления, сам Тьюринг был с ним не знаком. Подход Алана Тьюринга принято считать более доступным и интуитивным. Идея «Универсальной Машины», способной выполнять функции любой другой машины, или другими словами, вычислить всё, что можно, в принципе, вычислить, была крайне оригинальной. Фон Нейман признал, что концепция современного компьютера основана на этой работе Алана Тьюринга. Машины Тьюринга по-прежнему являются основным объектом исследования теории алгоритмов.
На вопрос : «Что такое машина Тьюринга и какое отношение она имеет к программированию?» один из пользователей Toster ответил так:
В первую очередь - это формальное определение алгоритма. Задача считается алгоритмически разрешимой тогда и только тогда, когда её решение можно запрограммировать на машине Тьюринга (или каким-нибудь другим эквивалентным способом). Это определение даёт, например, возможность предъявить алгоритмически неразрешимые задачи. Позволяет ввести понятие «Тьюринг-полного» языка - если на языке можно реализовать машину Тьюринга, то на нём можно написать любой алгоритм (препроцессор языка С таким не является, а C# - является).В общем, МТ - способ определить некоторый класс алгоритмов:
Некоторые задачи можно решить конечным автоматом;
- для некоторых потребуется конечный автомат со стековой памятью;
- для других достаточно машины Тьюринга;
- для остальных требуется божественное откровение или другие неалгоритмизируемые методы.
С сентября 1936 года по июль 1938 Тьюринг работал под руководством Чёрча в Принстоне. Кроме занятий математикой, учёный изучал криптографию, а также конструировал электромеханический бинарный умножитель.
В июне 1938 года Тьюринг защитил докторскую диссертацию «Логические системы, основанные на ординалах», в которой была представлена идея сведения по Тьюрингу, заключающаяся в объединении машины Тьюринга с оракулом. Это позволяет исследовать проблемы, которые невозможно решить с помощью лишь машины Тьюринга.
Криптоанализ
Во время Второй мировой войны Алан Тьюринг принимал активное участие во взломе немецких шифров в Блетчли-парке. Историк и ветеран Блетчли-парка Эйза Бригс однажды сказал:«Блетчли-парку был нужен исключительный талант, исключительная гениальность, и гениальность Тьюринга была именно такой».
С сентября 1938 года Тьюринг работал на полставки в GCHQ - британской организации, специализировавшейся на взломе шифров. Совместно с Дилли Ноксом он занимался криптоанализом «Энигмы». Вскоре после встречи в Варшаве в июле 1939 года, на которой польское Бюро шифров предоставило Великобритании и Франции подробные сведения о соединениях в роторах «Энигмы» и методе расшифровки сообщений, Тьюринг и Нокс начали свою работу над более основательным способом решения проблемы.
Польский метод основывался на недоработках индикаторной процедуры, которые немцы исправили к маю 1940 года. Подход Тьюринга был более общим и основан на методе перебора последовательностей исходного текста, для которого он разработал начальную функциональную спецификацию Bombe.
Машина, созданная на основе этой спецификации, искала возможные настройки, использованные для шифрования сообщений (порядок роторов, положение ротора, соединения коммутационной панели), опираясь на известный открытый текст. Для каждой возможной настройки ротора (у которого было 10 ^ 19 состояний или 10 ^ 22 в модификации, использовавшейся на подводных лодках) машина производила ряд логических предположений, основываясь на открытом тексте (его содержании и структуре).
Далее машина определяла противоречие, отбрасывала набор параметров и переходила к следующему. Таким образом, бо́льшая часть возможных наборов отсеивалась и для тщательного анализа оставалось всего несколько вариантов.
Первая машина была запущена в эксплуатацию 18 марта 1940 года. Перебор ключей выполнялся за счёт вращения механических барабанов, сопровождавшегося звуком, похожим на тиканье часов.
Спецификация для «Бомбы» была только первым из пяти важнейших достижений Тьюринга в области военного криптоанализа.
Учёный также определил индикаторную процедуру ВМФ Германии; разработал более эффективный способ использования Bombe, основанный на статистическом анализе и названный «Банбурисмусом»; метод определения параметров колёс машины Лоренца, названный «Тьюринжерией»; ближе к концу войны Тьюринг разработал портативный шифратор речи Delilah.
Статистический подход к оптимизации исследований различных вероятностей в процессе разгадывания шифров, который использовал Тьюринг, был новым словом в науке. Тьюринг написал две работы: «Доклад о применимости вероятностного подхода в криптоанализе» и «Документ о статистике и повторениях», которые представляли для GCCS, а позже и для GCHQ (англ. Government Communications Headquarters) такую ценность, что не были предоставлены национальному архиву вплоть до апреля 2012 года, незадолго до празднования ста лет со дня рождения учёного. Один из сотрудников GCHQ заявил, что этот факт говорит о беспрецедентной важности этих работ.
Тьюринг занимался также разработкой шифров для переписки Черчилля и Рузвельта, проведя период с ноября 1942 года по март 1943 года в США.
В 1945 году Тьюринг был награждён орденом Британской империи королём Георгом VI за свою военную службу, но этот факт оставался в секрете многие годы.
Послевоенные годы
После того как фон Нейман в США предложил план создания компьютера EDVAC, аналогичные работы были развернуты в Великобритании в Национальной физической лаборатории, где Тьюринг проработал с 1945 года. Ученый предложил весьма амбициозный проект АСЕ (Automatic Computing Engine – Автоматическая Вычислительная Машина), который, однако, так и не был реализован.Несмотря на то, что постройка ACE была вполне осуществима, секретность, окружавшая Блэтчли-парк, привела к задержкам в начале работ, что разочаровало Тьюринга.
1947–1948 академический год Тьюринг провел в Кембридже. Пока Алан Тьюринг пребывал в Кембридже, Pilot ACE был построен в его отсутствие.
Franklin ACE 1200
Он выполнил свою первую программу 10 мая 1950 года. Хотя полная версия ACE никогда не была построена, некоторые компьютеры имели с ним много общего, к примеру, DEUCE и Bendix G-15.
В мае 1948 года получил предложение занять пост преподавателя и заместителя директора вычислительной лаборатории Манчестерского университета, занявшего к этому времени лидирующие позиции в разработке вычислительной техники в Великобритании.
В 1948 году Алан совместно со своим бывшим коллегой начал писать шахматную программу для компьютера, который ещё не существовал.
В том же году Тьюринг изобрёл метод LU-разложения, который используется для решения систем линейных уравнений, обращения матриц и вычисления определителя.
Тест Тьюринга
В 1948 году Алан Тьюринг получил звание Reader в математическом департаменте Манчестерского университета. Там в 1949 году он стал директором компьютерной лаборатории, где была сосредоточена работа по программированию Манчестерского Марка I.В то же время Тьюринг продолжал работать над более абстрактными математическими задачами, а в своей работе «Computing Machinery and Intelligence» (журнал «Mind», октябрь 1950) он обратился к проблеме искусственного интеллекта и предложил эксперимент, ставший впоследствии известным как тест Тьюринга.
Его идея заключалась в том, что можно считать, что компьютер «мыслит», если человек, взаимодействующий с ним, не сможет в процессе общения отличить компьютер от другого человека. В этой работе Тьюринг предположил, что вместо того, чтобы пытаться создать программу, симулирующую разум взрослого человека, намного проще было бы начать с разума ребёнка, а затем обучать его. CAPTCHA, основанный на обратном тесте Тьюринга, широко распространён в интернете.
В 1951 году Тьюринг был избран членом Лондонского королевского общества.
В первоначальной формулировке «тест Тьюринга» предполагает ситуацию, в которой два человека, мужчина и женщина, по некоторому каналу, исключающему восприятие голоса, общаются с отделенным от них стеной третьим человеком, который пытается по косвенным вопросам определить пол каждого из своих собеседников; при этом мужчина пытается сбить с толку спрашивающего, а женщина помогает спрашивающему выяснить истину.
Вопрос при этом заключается в том, сможет ли в этой «имитационной игре» вместо мужчины столь же успешно участвовать машина (будет ли при этом спрашивающий ошибаться в своих выводах столь же часто). Впоследствии получила распространение упрощённая форма теста, в которой выясняется, может ли человек, общаясь в аналогичной ситуации с неким собеседником, определить, общается он с другим человеком или же с искусственным устройством.
Данный мысленный эксперимент имел ряд принципиальных следствий. Во-первых, он предложил некоторый операциональный критерий для ответа на вопрос «Может ли машина мыслить?».
Во-вторых, этот критерий оказался лингвистическим: указанный вопрос был явным образом заменен вопрос о том, может ли машина адекватным образом общаться с человеком на естественном языке. Тьюринг прямо писал о замене формулировки и при этом выражал уверенность в том, что «метод вопросов и ответов пригоден для того, чтобы охватить почти любую область человеческой деятельности, какую мы захотим ввести в рассмотрение».
Следствием этого стала та важнейшая роль, которую в дальнейшем развитии искусственного интеллекта, во всяком случае, до 1980-х годов играли исследования по моделированию понимания и производства естественного языка. В 1977 году тогдашний директор лаборатории искусственного интеллекта Массачусетского технологического института П.Уинстон писал, что научить компьютер понимать естественный язык – это все равно, что добиться построения интеллекта вообще.
В первой половине XX века, когда были изобретены первые вычислительные машины. Однако наряду с физически осязаемыми машинами появлялись и машины-концепции. Одной из них была «машина Тьюринга» - абстрактное вычислительное устройство, придуманное в 1936 году Аланом Тьюрингом - учёным, которого считают одним из основоположников информатики.
Его кругозор распространялся от квантовой теории и принципа относительности до психологии и неврологии. А в качестве способа познания и передачи своих знаний Тьюринг использовал аппарат математики и логики. Он находил решения, казалось бы, нерешаемых задач, но был сильнее всего увлечен идеей «Универсальной машины», способной вычислить всё, что в принципе вычислимо.
Детство, образование, увлечения
Родители Алана жили в индийском городе Чхатрапур. Отец - Юлиус Мэтисон Тьюринг представитель старого шотландского аристократического рода, работал в Имперской государственной службе. Мать - Сара Этель (урожденная Стони), была родом из Ирландии, из протестантской семьи англо-ирландского дворянства. Когда она ждала ребёнка, супруги решили переехать в Англию, чтобы он рос и воспитывался в Лондоне.Там Алан Тьюринг и родился 23 июня 1912 года. У него был старший брат Джон. Государственная служба Юлиуса Тьюринга продолжалась и родителям Алана приходилось часто путешествовать между Гастингсом и Индией, оставляя двоих своих сыновей на попечение отставной армейской пары. Признаки гениальности проявлялись у Тьюринга с раннего детства.
В детстве Алан и его старший брат Джон довольно редко видели своих родителей - их отец до 1926 года служил в Индии; дети оставались в Англии и жили на попечении в частных домах, получая строгое английское воспитание, соответствующее их положению на социальной лестнице. В рамках такого воспитания изучение основ естественных наук фактически не предусматривалось.
Маленький Алан обладал очень пытливым умом. Самостоятельно научившись читать в возрасте 6 лет, он просил у своих воспитателей разрешения читать научно-популярные книги.
В 11 лет он ставил вполне грамотные химические опыты, пытаясь извлечь йод из водорослей. Все это доставляло огромное беспокойство его матери, которая боялась, что увлечения сына, идущие вразрез с традиционным воспитанием, помешают ему поступить в Public School (английское закрытое частное учебное заведение для мальчиков, учеба в котором была обязательна для детей аристократов). Но её опасения оказались напрасны: Алан смог поступить в престижную Шербонскую школу (Sherborne Public School).
В шесть лет Алан Тьюринг пошёл в школу святого Михаила в Гастингсе, директор которой сразу отметила его одарённость. В 1926 году, в возрасте 13 лет, Тьюринг пошёл в известную частную школу Шерборн в городе Шерборн графства Дорсет. Его первый день в школе совпал со Всеобщей забастовкой 1926 года. Поэтому Тьюрингу пришлось преодолеть расстояние около 100 км от Саутгемптона до Шерборна на велосипеде, по пути он переночевал в гостинице.
Увлечение Тьюринга математикой не нашло особой поддержки среди учителей Шерборнской школы, где уделяли больше внимания гуманитарным наукам. Директор школы писал родителям: «Я надеюсь, что он не будет пытаться усидеть на двух стульях разом. Если он намеревается остаться в частной школе, то он должен стремиться к получению «образования». Если же он собирается быть исключительно «научным специалистом», то частная школа для него - пустая трата времени».
О школьных успехах Алана красноречиво свидетельствует классный журнал, в котором можно найти, например, следующее
Я могу смотреть сквозь пальцы на его сочинения, хотя ничего ужаснее в жизни своей не видывал, я пытаюсь терпеть его непоколебимую небрежность и непристойное прилежание; но вынести потрясающую глупость его высказываний во время вполне здравой дискуссии по Новому Завету я, все же, не могу.
Тем не менее, в областях, интересовавших его, Тьюринг проявлял незаурядные способности.
В 1928 году, в возрасте 16 лет, Тьюринг ознакомился с работой Эйнштейна, в которой ему удалось разобраться до такой степени, что он смог догадаться из текста о сомнениях Эйнштейна относительно выполнимости Законов Ньютона, которые не были высказаны в статье в явном виде.
Университет
Из-за нелюбви к гуманитарным наукам Тьюринг недобрал баллов на экзамене и поэтому после школы поступил в Королевский колледж Кембриджа, хотя намеревался пойти в Тринити-колледж. В Королевском колледже Тьюринг учился с 1931 по 1934 год под руководством известного математика Годфри Харолда Харди.Кембриджский университет, обладавший особыми привилегиями, дарованными английскими монархами, издавна славился либеральными традициями, и в его стенах всегда царил дух свободомыслия. Здесь Тьюринг обретает – пожалуй, впервые – свой настоящий дом, где он смог полностью отдаться науке.
Главное место в жизни заняло увлечённое изучение столь интересующих его наук – математики и квантовой физики. Те годы были периодом бурного становления квантовой физики, и Тьюринг в студенческие годы знакомится с самыми последними работами в этой области. Большое впечатление производит на него книга Джона фон Неймана «Математические основы квантовой механики», в которой он находит ответы на многие давно интересующие его вопросы.
Тогда Тьюринг, наверное, и не предполагал, что через несколько лет фон Нейман предложит ему место в Принстоне – одном из самых известных университетов США. Ещё позже фон Нейман, так же как и Тьюринг, будет назван «отцом информатики». Но тогда, в начале 30-х годов ХХ века, научные интересы обоих будущих выдающихся учёных были далеки от вычислительных машин – и Тьюринг, и фон Нейман занимаются в основном задачами «чистой» математики.
Тьюринг происходил из аристократической семьи, но никогда не был «эстетом»: кембриджские политические и литературные кружки были чужды ему. Он предпочитал заниматься своей любимой математикой, а в свободное время ставить химические опыты, решать шахматные головоломки.
Ставя химические опыты, он играл в особую игру «Необитаемый остров», изобретенную им самим. Цель игры заключалась в том, чтобы получать различные «полезные» химические вещества из «подручных средств» – стирального порошка, средства для мытья посуды, чернил и тому подобной «домашней химии».
Он также находил отдых в интенсивных занятиях спортом – греблей и бегом. Марафонский бег останется его поистине страстным увлечением до конца жизни.
Тьюринг блестяще заканчивает четырёхлетний курс обучения. Одна из его работ, посвященная теории вероятностей, удостаивается специальной премии, его избирают в научное общество Королевского колледжа. В 1935 году Тьюринг публикует работу «Эквивалентность левой и правой почти-периодичности», в которой он упрощает одну идею фон Неймана в теории непрерывных групп – фундаментальной области современной математики. Казалось, его ждет успешная карьера слегка эксцентричного кембриджского преподавателя, работающего в области «чистой» математики.
Однако Тьюринг никогда не удерживался в каких-либо «рамках». Никто не мог предвидеть, какая экзотическая проблема неожиданно увлечет его, и какой математически неординарный способ ее решения ему удастся придумать.
Кроме того, в Кембридже Алан посещал лекции Виттенштейна Людвига. Виттенштейн утверждал теорию о несостоятельности математики. По его словам математика не ищет истину, но сама создаёт её. Алан был с этим не согласен и много спорил с Людвигом. Тьюринг выступал за «формализм» - математическое философское течение, которое не требовало точного перевода слов и ограничивалось примерным смыслом. А Людвиг искал абсолютной точности.
Во время обучения в колледже Алан Тьюринг изучал основы криптографии – то есть расшифровки данных. Это пригодилось ему во время Второй Мировой войны, когда учёный работал над расшифровкой немецких посланий.
Машина Тьюринга
В 1928 году немецкий математик Давид Гильберт привлек внимание мировой общественности к проблеме разрешения (Entscheidungsproblem). В своей работе «On Computable Numbers, with an Application to the Entscheidungsproblem», опубликованной 12 ноября 1936 года. Тьюринг переформулировал теорему Гёделя о неполноте, заменив универсальный формальный арифметический язык Гёделя на простые гипотетические устройства, которые впоследствии стали известны как машины Тьюринга.Он доказал, что подобная машина была бы способна произвести любые математические вычисления, представимые в виде алгоритма. Далее Тьюринг показал, что не существует решения Entscheidungsproblem, сперва доказав, что Проблема остановки для машины Тьюринга неразрешима: в общем случае невозможно алгоритмически определить, остановится ли когда-нибудь данная машина Тьюринга.
Хотя доказательство Тьюринга было обнародовано в скором времени после эквивалентного доказательства Алонзо Чёрча, в котором использовались Лямбда-исчисления, сам Тьюринг был с ним не знаком. Подход Алана Тьюринга принято считать более доступным и интуитивным. Идея «Универсальной Машины», способной выполнять функции любой другой машины, или другими словами, вычислить всё, что можно, в принципе, вычислить, была крайне оригинальной. Фон Нейман признал, что концепция современного компьютера основана на этой работе Алана Тьюринга. Машины Тьюринга по-прежнему являются основным объектом исследования теории алгоритмов.
На вопрос : «Что такое машина Тьюринга и какое отношение она имеет к программированию?» один из пользователей Toster ответил так:
В первую очередь - это формальное определение алгоритма. Задача считается алгоритмически разрешимой тогда и только тогда, когда её решение можно запрограммировать на машине Тьюринга (или каким-нибудь другим эквивалентным способом). Это определение даёт, например, возможность предъявить алгоритмически неразрешимые задачи. Позволяет ввести понятие «Тьюринг-полного» языка - если на языке можно реализовать машину Тьюринга, то на нём можно написать любой алгоритм (препроцессор языка С таким не является, а C# - является).В общем, МТ - способ определить некоторый класс алгоритмов:
Некоторые задачи можно решить конечным автоматом;
- для некоторых потребуется конечный автомат со стековой памятью;
- для других достаточно машины Тьюринга;
- для остальных требуется божественное откровение или другие неалгоритмизируемые методы.
С сентября 1936 года по июль 1938 Тьюринг работал под руководством Чёрча в Принстоне. Кроме занятий математикой, учёный изучал криптографию, а также конструировал электромеханический бинарный умножитель.
В июне 1938 года Тьюринг защитил докторскую диссертацию «Логические системы, основанные на ординалах», в которой была представлена идея сведения по Тьюрингу, заключающаяся в объединении машины Тьюринга с оракулом. Это позволяет исследовать проблемы, которые невозможно решить с помощью лишь машины Тьюринга.
Криптоанализ
Во время Второй мировой войны Алан Тьюринг принимал активное участие во взломе немецких шифров в Блетчли-парке. Историк и ветеран Блетчли-парка Эйза Бригс однажды сказал:«Блетчли-парку был нужен исключительный талант, исключительная гениальность, и гениальность Тьюринга была именно такой».
С сентября 1938 года Тьюринг работал на полставки в GCHQ - британской организации, специализировавшейся на взломе шифров. Совместно с Дилли Ноксом он занимался криптоанализом «Энигмы». Вскоре после встречи в Варшаве в июле 1939 года, на которой польское Бюро шифров предоставило Великобритании и Франции подробные сведения о соединениях в роторах «Энигмы» и методе расшифровки сообщений, Тьюринг и Нокс начали свою работу над более основательным способом решения проблемы.
Польский метод основывался на недоработках индикаторной процедуры, которые немцы исправили к маю 1940 года. Подход Тьюринга был более общим и основан на методе перебора последовательностей исходного текста, для которого он разработал начальную функциональную спецификацию Bombe.
Машина, созданная на основе этой спецификации, искала возможные настройки, использованные для шифрования сообщений (порядок роторов, положение ротора, соединения коммутационной панели), опираясь на известный открытый текст. Для каждой возможной настройки ротора (у которого было 10 ^ 19 состояний или 10 ^ 22 в модификации, использовавшейся на подводных лодках) машина производила ряд логических предположений, основываясь на открытом тексте (его содержании и структуре).
Далее машина определяла противоречие, отбрасывала набор параметров и переходила к следующему. Таким образом, бо́льшая часть возможных наборов отсеивалась и для тщательного анализа оставалось всего несколько вариантов.
Первая машина была запущена в эксплуатацию 18 марта 1940 года. Перебор ключей выполнялся за счёт вращения механических барабанов, сопровождавшегося звуком, похожим на тиканье часов.
Спецификация для «Бомбы» была только первым из пяти важнейших достижений Тьюринга в области военного криптоанализа.
Учёный также определил индикаторную процедуру ВМФ Германии; разработал более эффективный способ использования Bombe, основанный на статистическом анализе и названный «Банбурисмусом»; метод определения параметров колёс машины Лоренца, названный «Тьюринжерией»; ближе к концу войны Тьюринг разработал портативный шифратор речи Delilah.
Статистический подход к оптимизации исследований различных вероятностей в процессе разгадывания шифров, который использовал Тьюринг, был новым словом в науке. Тьюринг написал две работы: «Доклад о применимости вероятностного подхода в криптоанализе» и «Документ о статистике и повторениях», которые представляли для GCCS, а позже и для GCHQ (англ. Government Communications Headquarters) такую ценность, что не были предоставлены национальному архиву вплоть до апреля 2012 года, незадолго до празднования ста лет со дня рождения учёного. Один из сотрудников GCHQ заявил, что этот факт говорит о беспрецедентной важности этих работ.
Тьюринг занимался также разработкой шифров для переписки Черчилля и Рузвельта, проведя период с ноября 1942 года по март 1943 года в США.
В 1945 году Тьюринг был награждён орденом Британской империи королём Георгом VI за свою военную службу, но этот факт оставался в секрете многие годы.
Послевоенные годы
После того как фон Нейман в США предложил план создания компьютера EDVAC, аналогичные работы были развернуты в Великобритании в Национальной физической лаборатории, где Тьюринг проработал с 1945 года. Ученый предложил весьма амбициозный проект АСЕ (Automatic Computing Engine – Автоматическая Вычислительная Машина), который, однако, так и не был реализован.Несмотря на то, что постройка ACE была вполне осуществима, секретность, окружавшая Блэтчли-парк, привела к задержкам в начале работ, что разочаровало Тьюринга.
1947–1948 академический год Тьюринг провел в Кембридже. Пока Алан Тьюринг пребывал в Кембридже, Pilot ACE был построен в его отсутствие.
Franklin ACE 1200
Он выполнил свою первую программу 10 мая 1950 года. Хотя полная версия ACE никогда не была построена, некоторые компьютеры имели с ним много общего, к примеру, DEUCE и Bendix G-15.
В мае 1948 года получил предложение занять пост преподавателя и заместителя директора вычислительной лаборатории Манчестерского университета, занявшего к этому времени лидирующие позиции в разработке вычислительной техники в Великобритании.
В 1948 году Алан совместно со своим бывшим коллегой начал писать шахматную программу для компьютера, который ещё не существовал.
В том же году Тьюринг изобрёл метод LU-разложения, который используется для решения систем линейных уравнений, обращения матриц и вычисления определителя.
Тест Тьюринга
В 1948 году Алан Тьюринг получил звание Reader в математическом департаменте Манчестерского университета. Там в 1949 году он стал директором компьютерной лаборатории, где была сосредоточена работа по программированию Манчестерского Марка I.В то же время Тьюринг продолжал работать над более абстрактными математическими задачами, а в своей работе «Computing Machinery and Intelligence» (журнал «Mind», октябрь 1950) он обратился к проблеме искусственного интеллекта и предложил эксперимент, ставший впоследствии известным как тест Тьюринга.
Его идея заключалась в том, что можно считать, что компьютер «мыслит», если человек, взаимодействующий с ним, не сможет в процессе общения отличить компьютер от другого человека. В этой работе Тьюринг предположил, что вместо того, чтобы пытаться создать программу, симулирующую разум взрослого человека, намного проще было бы начать с разума ребёнка, а затем обучать его. CAPTCHA, основанный на обратном тесте Тьюринга, широко распространён в интернете.
В 1951 году Тьюринг был избран членом Лондонского королевского общества.
В первоначальной формулировке «тест Тьюринга» предполагает ситуацию, в которой два человека, мужчина и женщина, по некоторому каналу, исключающему восприятие голоса, общаются с отделенным от них стеной третьим человеком, который пытается по косвенным вопросам определить пол каждого из своих собеседников; при этом мужчина пытается сбить с толку спрашивающего, а женщина помогает спрашивающему выяснить истину.
Вопрос при этом заключается в том, сможет ли в этой «имитационной игре» вместо мужчины столь же успешно участвовать машина (будет ли при этом спрашивающий ошибаться в своих выводах столь же часто). Впоследствии получила распространение упрощённая форма теста, в которой выясняется, может ли человек, общаясь в аналогичной ситуации с неким собеседником, определить, общается он с другим человеком или же с искусственным устройством.
Данный мысленный эксперимент имел ряд принципиальных следствий. Во-первых, он предложил некоторый операциональный критерий для ответа на вопрос «Может ли машина мыслить?».
Во-вторых, этот критерий оказался лингвистическим: указанный вопрос был явным образом заменен вопрос о том, может ли машина адекватным образом общаться с человеком на естественном языке. Тьюринг прямо писал о замене формулировки и при этом выражал уверенность в том, что «метод вопросов и ответов пригоден для того, чтобы охватить почти любую область человеческой деятельности, какую мы захотим ввести в рассмотрение».
Следствием этого стала та важнейшая роль, которую в дальнейшем развитии искусственного интеллекта, во всяком случае, до 1980-х годов играли исследования по моделированию понимания и производства естественного языка. В 1977 году тогдашний директор лаборатории искусственного интеллекта Массачусетского технологического института П.Уинстон писал, что научить компьютер понимать естественный язык – это все равно, что добиться построения интеллекта вообще.
Логично, что величайший шифровальщик Второй мировой войны остается загадкой и сейчас, когда прошло уже сто лет со дня его рождения. Алан Тьюринг, блестящий, оригинальный , который считается отцом информатики и искусственного интеллекта, изобрел электромагнитный аппарат, названный Бомба (Turing Bombe), с помощью которого смогли расшифровать код немецкой шифровальной машины Энигма (Wehrmacht Enigma).
Сам по себе этот человек имеет очень расплывчатое описание: его описывают (слишком легко) как чокнутого профессора с писклявым голосом. Его мать и учителя считают его причудливым, непостоянным и внешне неопрятным. По мнению коллег, он грубый, неудобный в общении человек. Его друзья говорят о нем как о человеке с открытым сердцем и щедрой и нежной душой.
То, что Тьюринг сделал в Блетчли-парке, то, что позволило сократить войну на два года и спасти бесчисленное количество жизней, как считается, стало известно общественности только через двадцать лет после его смерти. Его мать, брат и друзья не знали степени его героизма в течение долгого времени после того, как они его лишились.
Несмотря на его преждевременную смерть в 41 год, Тьюринг был весьма плодовит, и у него было очень много новых идей.
Государство, которое защищал Тьюринг во время войны, в 1952 году жестоко обошлось с ним. Он был признан виновным в грубой непристойности за гомосексуальные акты, и чтобы избежать тюрьмы, согласился на немыслимое сейчас условие, предписанное судом: химическую кастрацию. Он принимал Stilboestrol, таблетки, содержащие женские половые гормоны, но был отстранен от своей работы по государственным заказам и чувствовал, что за ним ведется наблюдение. Как человек, посвященный в государственную тайну, который в 1950-х годах имел сексуальные отклонения, он был опасным изгоем.
Он был найден мертвым 7 июня 1954 года, за несколько недель до своего 42-го дня рождения после того, как откусил яблоко, пропитанное цианидом. Это самоубийство как в “Белоснежке’’ имеет особенное значение, учитывая любовь Тьюрига к выпущенной в 1937 году фильму-сказке Диснея. В биографии Алана Тьюринга, написанной Эндрю Ходжесом, “Enigma’’, описано, как Тьюринг любил петь слова из сцены, в которой Ведьма бросает яблоко в котел с серой: “Dip the apple in the brew/ Let the Sleeping Death seep through’’ (Обмакнем яблоко в варево, пусть оно впитает спящую смерть).
Спустя 58 лет после самоубийства Тьюринг начинает получать признание, которого он заслуживает. Почти 35000 человек подписали петицию, призывающую снять его судимость посмертно. Другое ходатайство (пока более 15 000 подписей) призывает напечатать его портрет на купюре в 10 фунтов стерлингов.
Взгляд на человека за машиной
Племянник Тьюринга, Дермот Тьюринг, которому 51 год, сын его брата Джона, никогда не встречался с ним. Он родился после смерти своего дяди, так что его впечатления основаны на рассказах его отца и сводных сестер.
“Поскольку мой отец принимал довольно активное участие в уборке после того, как Алан покончил с собой, мы много не говорили о нем дома.
Честно говоря, они не были особенно близки, когда стали взрослыми. Учитывая обвинение [в гомосексуализме], которое было предъявлено всего за пару лет до самоубийства, неудивительно, что мой отец воспринял все это очень тяжело. Он ощущал свою и его матери причастность ко всему этому.
Я услышал о нем в середине семидесятых, когда информация о Блетчли стала достоянием гласности. В то время было много разговоров об этом, и это понятно. Я помню, как приклеился к телевизору во время репортажа BBC о странных вещах, имевших место во время войны, Enigma была только одной из них. Кроме того, поскольку его мать умерла в 1976 году, отец вдруг смог говорить о нем.
Алан написал несколько обидных вещей о своей матери в записках для доктора Гринбаума [психотерапевт из школы Юнга]. Мой отец считал целесообразным скрыть ядовитый материал о бабушке, поэтому он уничтожил все известные заметки.
Я подозреваю, люди могут быть расстроены, думая, что Алан ненавидел свою мать. Все гораздо сложнее, конечно же. Я не могу судить, но мои сестры горячо отрицают, что Алан ненавидел ее.
Возникает вопрос, почему он написал эти ужасные вещи. Я строю предположения, и другое мнение по этому поводу так же хорошо, как и мое, но я думаю, нужно учесть, что речь идет о 1950-х годах в Англии, когда социальные отношения очень, очень отличались от сегодняшних. Необходимость объяснить матери (которая по сути была эдвардианской леди), что значило осуждение за гомосексуализм, должно было быть самой жестокой вещью из всего, что ему когда-либо приходилось делать.
Я не думаю, что это можно объяснить огромным давлением, под которым он находился. Мне кажется совершенно удивительным, что многочисленная группа людей по-прежнему считает невозможным представить, что он мог совершить самоубийство.
Эти люди не считают, это в его характере было это сделать, и верят в свидетельства, которые уводят от этого. Тот факт, что он купил себе две пары носков за день до этого, или что-то подобное. Честно говоря, я подозреваю, что Алан стал жертвой перепадов настроения, и мы, вероятно, не будет знать, что было тем, что переполнило чашу в тот последний момент.
Мой отец, чья первая реакция была, что Алан не мог покончить жизнь самоубийством, оказался убежденным в своей ошибке на этот счет. Я думаю, это самое убедительное доказательство того, что так оно и было.
Для многих людей это остается открытым вопросом. Тот факт, что интерес к его смерти не утихает почти 60 лет после нее, является необычным. Но в этом году нужно отмечать его достижения, а не ставить заново вопрос о его смерти.
Что касается его осуждения в 1952 г. [за гомосексуализм], я до сих пор, говоря очень мягко, испытываю недоумение относительно того, как суд пришел к выводу, что у него есть власть заставить его сделать это [химическую кастрацию]. Вопрос об этом открыт.
Его осудили в соответствии с Законом об уголовном правосудии 1948 года, который ввел возможность испытательного срока в качестве альтернативы тюрьме. В 1952 году это был совершенно новый законодательный акт. Как судья мог указать условия испытательного срока для нового закона, я не знаю.
Есть две точки зрения на Алана Тьюринга. Поговорите с людьми, которые работали с ним и были его младше, и вы получите позитивное описание того, кто находил для них время и с кем можно было разговаривать. Вы получите такое же мнение людей, которые знали Алана, когда были детьми: моих сводных сестер, детей Гринбаума, сыновей профессора Ньюмена.
Если вы поговорите с людьми, которые имели дело с Аланом как его начальники, или с людьми, не относящимися к технической социальной среде, и почитаете в самом деле довольно ядовитые записи Алана о том, что происходило в Кембридже, вы поймете, что у него была еще одна грань: бескомпромиссность, немного не удобная для общества. Он не пытался как-то очаровывать людей, если ему не было достаточно интересно это делать.
Я вижу в этом также черты моего отца. Капитан Джерри Робертс [ветеран Блетчли-Парка] сказал, что если вы проходили мимо Алана в коридоре, он скорее обращал свой взгляд на стену, а не здоровался. Он, очевидно, был тем, с кем не так легко иметь дело.
Наверное, мне нельзя говорить такие вещи. Я не пытаюсь лишить его святости, но я думаю, что есть тенденция изображать его совершенно нелепым. Есть все эти истории о странных вещах, которые он делал. Книга моей бабушки [Сара Тьюринг ``Алан М. Тьюринг’’] полна ими. Другие люди считают, что он сумасшедший профессор математики.
Люди, которые знали его лично, расскажут вам, что Алан был несколько хаотичным. Совершенно противоположное скажут исследователи. Я подозреваю, что ему часто становилось скучно и он не заканчивал проекты. Написав спецификации для универсального компьютера, он не был особенно заинтересован в его каждодневном применении.”
Майк Вуджер, которому сейчас 89 лет, был первым заместителем Алана Тьюринга в Национальной физической лаборатории (НФЛ). Они работали вместе на компьютере Pilot ACE (Automatic Computing Engine).
“Мне было 23 в 1946 году, когда я впервые встретил Тьюринга в НФЛ. В этот момент у Тьюринга не было больше никого, кто бы работал с ним. Он по-матерински хорошо относился ко мне.
Мое первое впечатление о Тьюринге было то, что это довольно застенчивый и скромный человек. Мы сначала разговаривали, потому что я был в затруднении из-за загадки, которую пытался решить. Тьюринг посмотрел через мое плечо и сказал: “Почему бы вам не исследовать особую точку?’’ У меня была степень в области математики, и мне должно было быть известно, что он имел в виду, но я не знал этого. Он терпеливо объяснил мне.
Вы, конечно, знаете о его личной жизни. Но я не знал, что он был гомосексуалистом, до его смерти. Я несколько раз заходил к нему домой, и все было очень хорошо.
Его уважали в НФЛ, но я бы не сказал, что он был почитаем, как сейчас. Мало кто знал, что он делал во время войны. У него была репутация весьма грубого человека. Он не выносил дураков.
Я заболел инфекционным мононуклеозом почти сразу, как приехал в НФЛ, и болел в течение шести недель. Я выздоровел в сентябре и получил очаровательную записку от Тьюринга:
Дорогой Вуджер, [Он никогда бы не называл меня Майк]
К сожалению, Уилкинсон и я оба уходим в отпуск как раз в момент, когда Вы возвращаетесь. Я надеюсь, Вы сможете занять себя в то время, пока нас не будет. Вы можете сделать следующее:
1. Вычисляйте
2. Постарайтесь помочь в любой мере в работах ACE
3. Читайте папку
4. Читайте хорошие книги
5. Отдыхайте
Я надеюсь, что Вы в самом деле в порядке. Жаль, что Вы вернетесь и найдете свое место пустынным. Может быть, разумно, чтобы случился рецидив на неделю.
В нем было немного от человека дела. Его идеи была блестящими, но исполнение несколько страдало из-за его физического бессилия.
Тьюринг не нужно было тщательности. Он был творческим человеком. Он всегда смотрел вперед.
Он оставил НФЛ в 1947 году, но вернулся к запуску первого ACE Pilot в 1950 году. Он рассказал нам, насколько лучше мы сделали, чем сделал бы он, если бы остался.”
Джон Тьюринг, брат Алана, написал о нем до его смерти. Он вошел в качестве послесловия в недавно переизданную книгу “Алан Тьюринг М.: Издание к столетнему юбилею’’ Сары Тьюринг. Вот цитата:
“Однажды все выходные на Пасху в Динаре Алан провел, собирая водоросли и заваривая их в подвале, пока наконец не получил несколько капель йода, которые весьма торжественно понес учителю по естествознанию в Шербурне [государственная школа, в которую ходили оба брата].
Когда позже мы жили в Гилфорде, у него было несколько бредовых идей. Он пытался учиться игре на скрипке, и это было мучительно. Затем он обратился к разведению в пробирках этих маленьких красных банановых мух, чтобы самому доказать теорию Менделя. К сожалению, они разлетелись, и дом был полон банановых мух в течение нескольких дней.
Самое странное, в летнюю жару он провел большую часть времени одетый как рядовой, якобы проводя бурение в казармах Найтсбриджа. С какой целью, никто не знал, но, вспоминая это сейчас, я сильно подозреваю, что бурение совсем не было объектом его занятий. Он был, как я уже сказал, разбивающим систему, конечно, чем более странным было то, что он делал, тем меньше была вероятность узнать об этом.
Моя мать рассказывает о щедрости Алана. Наш друг семьи Хазель достигла цели своей жизни — стать миссионером — с помощью Алана. Алан отдавал свое время и разум друзьям, платил за обучение в школе одного мальчика, которого он как бы усыновил, часами выбирал подходящие подарки для своих родственников и друзей, не считая деньги, и был невероятно терпелив и мил с маленькими детьми, с которыми он имел интересные беседы о природе Бога и других сложных предметах.
Алан не выдерживал болтовни или того, что он любил называть “пустыми разговорами’’. То, что он в самом деле любил — основательный непримиримый обмен мнениями. В действительности это было очень утомительно. Можно с уверенностью поспорить, что если вы отважились на некоторое самоочевидное утверждение, например, что земля круглая, Алан будет приводить много неопровержимых доказательств того, что она почти наверняка плоская, яйцевидная или во многом повторяет форму сиамской кошки, которую кипятили в течение пятнадцати минут при температуре в тысячу градусов Цельсия.”
«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
