Алън Тюринг

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към: навигация, търсене
Алън Тюринг
английски математик
Статуя на Алън Тюринг в Университета на Съри
Статуя на Алън Тюринг в Университета на Съри

Роден
Починал
7 юни 1954 г. (41 г.)
Националност британска британско
Научна дейност
Област математика, криптоанализ, информатика
Образование Кингс Колидж, Кеймбриджки университет
Принстънски университет
Учил при Алонсо Чърч
Работил в Блечли Парк,
Национална физическа лаборатория,
Манчестърски университет,
Кеймбриджки университет
Видни студенти Робин Ганди
Известен с Машина на Тюринг,
Криптоанализ на Енигма,
Тест на Тюринг,
Награда Тюринг
Награди Орден на Британската империя,
Член на Лондонското кралско общество

Уебсайт Страница в IMDb
Алън Тюринг в Общомедия

Алън Матисън Тюринг (на английски: Alan Mathison Turing) е британски математик, логик, криптоаналитик, информатик и философ. Има голям принос в развитието на компютърните науки с формализирането на концепциите за „алгоритъм“ и „изчислимост“ чрез машината на Тюринг, абстрактен модел на компютър с общо предназначение.[1][2][3] Смятан е за бащата на теоретичната информатика и теорията на изкуствения интелект.[4]

По време на Втората световна война Тюринг работи за Правителствената школа по кодиране и шифроване в Блечли Парк, британския център за криптоанализ. За известно време оглавява групата, чиято задача е разбиване на шифрите, ползвани от германските военноморски сили. Той създава няколко метода за криптоанализ и прави подобрения на използваната за целта изчислителна електромеханична машина Бомба, което прави възможно дешифрирането на кодовете на „Енигма“.

След войната Алън Тюринг работи в Националната физическа лаборатория, където създава АCE - един от първите програмируеми компютри. През 1948 година постъпва в Манчестърския университет, където участва в създаването на т.нар. Манчестърски компютри[5]. По това време започва да се интересува от математическа биология, пише статии за химичната основа на морфогенезата и предсказва химически реакции, протичащи в колеблив режим като реакцията на Белоусов-Жаботински, наблюдавана за пръв път през 60-те години.

През 1952 година Тюринг е съден за хомосексуалност, която по това време все още е криминализирана във Великобритания. Избира да бъде подложен на химическа кастрация, вместо да отиде в затвора. Умира през 1954 година от отравяне с цианид, като според следствието става дума за самоубийство, но някои негови близки смятат, че смъртта му е нещастен случай[6]. През 2009 г., след подета обществена кампания за реабилитацията му, министър-председателят Гордън Браун се извинява официално за отношението на държавата към Тюринг, а през 2013 г. кралица Елизабет II го помилва посмъртно[7].

Ранни години[редактиране | редактиране на кода]

Алън Тюринг е роден на 23 юни 1912 година в Падингтън, Лондон. Баща му Джулиъс Матисън Тюринг, работи за британската колониална администрация в Индия. Негова съпруга е Сара Стоуни (1881-1976), дъщеря на главния инженер на Мадраската железница. Двамата искат детето им да се роди в Англия и се завръщат в Лондон. След раждането му бащата на Алън Тюринг продължава да работи в индийската администрация и родителите често пътуват между дома си в Гилдфорд и Индия, оставяйки Алън и по-големия му брат Джон при приятели на семейството в Хейстингс. Още в съвсем ранна възраст Алън показва признаци за изключителните способности, които проявява по-късно.[8] Родителите му купуват къща в Гилдфорд през 1927 г. и Тюринг живее там по време на училищните ваканции.

На шестгодишна възраст Алън Тюринг е записан в училището Сейнт Майкълс, където преподавателите му забелязват неговите заложби. През 1926 година той отива в Шърборн, известно и скъпо частно училище в Дорсет. Първият му учебен ден съвпада с обща стачка във Великобритания, но той изминава сам с колело 97 километра от Саутхамптън до училището, преспивайки по пътя в хотел.[9]

Влечението на Тюринг към математиката и природните науки не му носи уважението на някои от учителите в Шърборн, чиято представа за образованието е концентрирана по-скоро върху класическите дисциплини. Директорът на училището пише до родителите му: „Надявам се той да не падне между два стола. Ако иска да остане в училище, трябва да се стреми да стане образован. Ако иска да бъде само научен специалист, само си губи времето в частно училище.“[10]

Въпреки това Тюринг продължава да показва забележителни способности в дисциплините, които харесва, като през 1927 година решава сложни задачи, без дори да е учил елементарен анализ. През 1928 г., шестнадесетгодишен, той се запознава с работите на Алберт Айнщайн и дори достига до въпросите за валидността на законите на Нютон, поставени от Айнщайн, като ги екстраполира от текст, където те не са явно поставени.[11]

В Шърборн Алън Тюринг се сприятелява с малко по-големия си съученик Кристофър Моркъм. Моркъм умира внезапно в началото на последния им срок в Шърборн в резултат на усложнения от туберкулоза по говедата, с която се заразява още като дете от инфектирано краве мляко.[12] Случаят силно разтърсва Тюринг, като разклаща религиозната му вяра и го насочва към атеизма. Той приема убеждението, че всички явления, включително работата на човешкия мозък, имат материален характер, но продължава да вярва, че душата оцелява след смъртта.

Университетско образование[редактиране | редактиране на кода]

Завършва математика в Кингс Колидж в Кеймбридж и дисертацията му върху централната гранична теорема прави такова впечатление, че на възраст от 22 години е избран за член на колежа през 1935 г. Защитава докторат по математика в Принстънския университет, където учи от 1936 до 1938 г. под научното ръководство на Алонсо Чърч.

Не само неговата ексцентричност, но и брилянтните му математически способности го отличават от другите. През 1936 г. Тюринг публикува известната си статия „Върху изчислимите числа, с приложение върху проблема за разрешимост“ („On Computable Numbers, with an Application to the Entscheidungsproblem[13][14]). Той преформулира теоремата на Курт Гьодел от 1931 г., като замества универсалния формален език на Гьодел, основан на аритметиката, с просто абстрактно изчислително устройство (нарича го „машина“), което може да извършва действия с произволни числа. Тази „машина“, която съдържа контролен блок, може да извършва няколко основни действия: четене, писане или изтриване на символи върху някаква среда, която той нарича лента (а днес бихме нарекли компютърна памет) и избутване или пренавиване на лентата. Тюринг доказва, че подобна машина е в състояние да извърши произволни математически изчисления, ако те бъдат представени като алгоритъм и формулира първите алгоритмично нерешими задачи, като отбелязва връзката им с теоремата на Гьодел. Тази машина на Тюринг по-късно е използвана като модел за разработването на първите компютри и продължава да е основен обект на изучаване в теорията на алгоритмите.

Криптоанализ[редактиране | редактиране на кода]

Работеща реплика на „Бомбата“ в Блечли Парк

Връщайки се след доктората си в Англия през 1938 г., той е вербуван от британските военни за секретния проект в Блечли Парк, който цели да разкодира шифъра, използван за радиопредаване на свръхсекретни съобщения на немската армия с шифровъчната машина Енигма. Съюзниците успяват да получат плановете ѝ още в началото на войната с помощта на британското разузнаване. За самото разшифроване обаче е необходимо много време и е положен огромен труд. Тюринг помага за усъвършенстването на „Бомбата“ — високоскоростен електромеханичен компютър, разработен в Полша в предвоенните години и доразвит от британците, с който бързо и ефективно се тестват хиляди различни възможности за разбиване на шифъра на Енигма.

„Бомбата“ изпробва последователно варианти на настройките на Енигма (ред на роторите, положение на роторите и положение на пулта), за да намери вярната комбинация с помощта на т.нар. „атака въз основа на открит текст“ (на английски: crib): пасаж от вероятен явен текст. За всяко възможно положение на роторите машината по електрически път извършва поредица от логически дедукции и когато установи противоречие, отхвърля това положение и продължава нататък. По този начин остават доста малко на брой положения за по-нататъшен анализ. След първата машина, заработила на 18 март 1940[15], са построени още. Към края на 1941 г. обаче се оказва, че хората и машините не могат да смогват да дешифрират със същата скорост, с която германците усъвършенстват шифъра, а усилията им да получат повече ресурси по канален ред са напразни. През октомври, нарушавайки всяка субординация, екипът пише директно до Уинстън Чърчил и описва затрудненията си и вероятните ползи от успеха на тяхната работа.[16]

Според биографа на Тюринг Андрю Ходжис това писмо има огромен ефект. Резолюцията на министър-председателя е „Да се действа днес. Да им се осигури всичко необходимо начаса и ми докладвайте.“ [17] От този ден нататък работата по проекта потръгва, макар че авторите на писмото не са информирани.[18] Към края на войната работят над 200 „Бомби“.[19]

След като германците сменят системата на кодиране и преминават към роторна шифровъчна машина „Lorenz“, Тюринг предлага за разшифроване да се използват статистически методи и те залягат в принципа на действие на „Colossus“, един от първите в света компютри с електронни лампи. Самият той не участва директно в проекта, тъй като заминава за САЩ, където работи по проект за шифриране и дешифриране на човешка реч с кодово име Delilah.[20] Тази разработка идва твърде късно, за да намери приложение във войната, макар че Тюринг успява да демонстрира работеща система, която шифрира и дешифрира реч на Чърчил.[21]. През 1946 г. Тюринг е удостоен с „Орден на Британската империя“ за работата си в Блечли Парк.

Първите компютри[редактиране | редактиране на кода]

Паметна плака в Лондон, 78 High Street, Hampton

След войната групата по разшифроване е разпусната, но събраният опит по провеждане на изчисления с висока производителност намира приложение в разработването на първите компютри.

Тюринг живее в Лондон от 1945 до 1947 г.[22] и работи по проекта на Националната физическа лаборатория за програмируем компютър (със съхранявана в паметта компютърна програма) Automatic Computing Engine (АCE). През 1946 пише статия, в която формулира детайлно концепцията си за такъв компютър[23]. През 1948 г. става преподавател в Математическия факултет на Манчестърския университет, където участва в създаването на Manchester Mark 1 (голям компютър за Манчестърския университет, наследник на Манчестърската дребномащабна експериментална машина, известна като Baby) и се убеждава, че няма голяма разлика между това как човекът и машината обработват информацията. В статията си „Изчислителни машини и разум“ (Computing Machinery and Intelligence), публикувана в списание „Mind“ през 1950 г. предлага известния Тест на Тюринг за изкуствен интелект“. Тестът е предназначен за проверка дали компютърът претежава разум в човешкия смисъл на думата. Вместо безсмисленият според него въпрос „Може ли машината да мисли?“ Тюринг предлага по-точна формулировка. Съвременната интерпретация на този тест е следната: Тестов субект взаимодейства дистанционно с двама събеседници – компютър и човек, на които задава въпроси; въз основа на отговорите на въпросите, тестовият субект е длъжен да определи с кого разговаря – с машината или с живия човек; задачата на компютърната програма пък е да въведе субекта в заблуда, карайки го по този начин да направи грешен избор. Тюринг предлага машината да се разглежда като мислеща (изкуствен интелект) тогава, когато тестовият субект не може да идентифицира машината. Тестът на Тюринг се счита за значителен принос към дебата, разгорял се по отношение на изкуствения интелект, който продължава вече повече от половин век.[24] Друг принос на Тюринг към ранните компютърни програми е разработената през 1948 заедно с Чамперноун (D. G. Champernowne), програма за игра на шах, предназначена за все още несъществуващ компютър. Програмата използва алгоритъм, наречен „Turochamp“ и е завършена през 1950 и през 1952 той се опитва да я стартира на един от компютрите в Манчестър — Ferranti Mark 1 - но се оказва, че изчислителните ресурси на машината са недостатъчни.[25] Тогава Тюринг симулира работата на програмата, като всеки ход отнема около час, а първата игра на компютър срещу човек (колегата на Тюринг Алик Глени) е добре документирана[26] .

Математическа биология[редактиране | редактиране на кода]

През последните години от живота си Тюринг започва да се интересува от теоретична и математическа биология и през 1952 г. публикува статията „Химически основи на морфогенезиса“ (на английски: The Chemical Basis of Morphogenesis). Интересува се от морфогенезата, развитието на форми и модели в биологичните организми. Основният му интерес е да открие значението на числата на Фибоначи за структурата на растенията.[27] Неговото предположение е, че система от химикали, реагиращи един с друг и дифундиращи в пространството (на английски: reaction-diffusion system), би могла да обясни основните явления на морфогенезата[28] За моделирането на системата се използва система от линейни частни диференциални уравнения и въвеждането на малки случайни пертурбации в стабилността на хомогенното ѝ начално състояние, които да доведат до развитието на структурни модели. Макар по това време ролята на ДНК все още да не е разбрана, работата на Тюринг е все още от значение днес и се счита за основен труд в математическата биология.[29] Експериментите показват, че неговата теория може да обясни частично растежа на перата, фоликулите, разклоненията в белите дробове и дори ляво-дясната асиметрия, според която сърцето е отляво.[30] В статия от 2012, се установява, че премахването на някои гени има ефект върху броя на пръстите на опитни животни, в съгласие с теорията на Тюринг.[31] По-късните му работи в тази област са публикувани едва през 1992 в събраните съчинения Collected Works of A. M. Turing.[32]

Присъда за непристойно поведение[редактиране | редактиране на кода]

През януари 1952 г., на тридесет и девет години Алън Тюринг започва хомосексуална връзка с Арнолд Мъри, 19-годишен безработен, когото среща случайно в Манчестър. Скоро след това в къщата му проникват крадци, като се оказва, че те са свързани с Мъри. Тюринг подава оплакване в полицията, но притова се разкрива хомосексуалният характер на връзката, която според тогавашните закони представлява престъпление и двамата получават обвинение в неприлично поведение[33]. Предварителното дело се провежда в края на февруари и по съвет на адвокатите и роднините си Тюринг решава да се признае за виновен[34] Делото се гледа по същество на 31 март 1952[35] и той е признат за виновен. За да избегне затвора, той се съгласява да се подложи на едногодишно хормонално лечение чрез инжекции със синтетичен естроген, като се е предполагало, че това ще промени неговата сексуална ориентация.

Присъдата на Тюринг има сериозни последствия: отнет му е достъпът до секретни материали и става невъзможно да продължи консултантската си работа за правителството (Government Communications Headquarters (GCHQ), британския център за правителствена връзка; макар че запазва работата си в университета). Освен това му отказват достъп в САЩ и дори посещението му в европейски страни се счита за рисково във връзка с общественото безпокойство, свързано с разкриването на съветски агенти [36] (точно тогава са разкрити първите двама от Кеймбриджката петорка, Гай Бърджес и Доналд Маклийн, двойни агенти на КГБ. Тюринг не е обвиняван в шпионаж, но работата му в Блечли парк е секретна и той не може да я обсъжда с никого според закона за държавна тайна (Official Secrets Act).[37]

Последни години[редактиране | редактиране на кода]

Унизен от подобно лечение, което покрай другите неща предизвиква и уголемяване на гърдите му, той слага край на живота си през 1954 г., след като изяжда ябълка, потопена в цианид. Властите обявяват смъртта му за самоубийство. На 10 септември 2009 британският министър председател Гордън Браун обнародва дълго извинение по повод на отношението към Тюринг, определяйки го като „ужасяващо“.[38] Гордън Браун изказва съжалението си от ужасяващото третиране на Тюринг и на хиляди други англичани, породено от съществуващите тогава в страната хомофобски закони.

Бележки[редактиране | редактиране на кода]

  1. Newman 1955, с. 253-263.
  2. Gray 1999.
  3. Sipser 2006, с. 137.
  4. Beavers 2013, с. 481.
  5. Leavitt 2007, с. 231–233.
  6. Pease 2012.
  7. Wright 2013.
  8. Jones 2001.
  9. Hofstadter 1985.
  10. Hodges 1983, с. 26.
  11. Hodges 1983, с. 34.
  12. Teuscher 2004.
  13. Turing 1937, с. 230-265.
  14. Turing 1938, с. 544-546.
  15. Oakley 2006, с. 40/03B
  16. Hodges 1983, с. 218
  17. Hodges 1983, с. 221
  18. Copeland, The Essential Turing, pp. 336–337.
  19. Alan Turing, Codebreaker and Computer Pioneer. // alanturing.net, May 2004. Посетен на 27 July 2007.
  20. Hodges 1983, с. 273
  21. Hodges 1983, с. 346
  22. вж. паметната плака
  23. Copeland 2006, с. 108
  24. Turing Test: 50 Years Later. // Minds and Machines 10 (4). 2000. DOI:10.1023/A:1011288000451. с. 463.
  25. Clark, Liat. Turing's achievements: codebreaking, AI and the birth of computer science. // Wired. Посетен на 11 November 2013.
  26. Alan Turing vs Alick Glennie (1952) „Turing Test“ Chessgames.com
  27. Clark, Liat. Turing's achievements: codebreaking, AI and the birth of computer science. // wired.co.uk. 18 June 2012. Посетен на 12 February 2013.
  28. Turing, Alan M.. The Chemical Basis of Morphogenesis. // 14 August 1952. DOI:10.1098/rstb.1952.0012. с. 37–72.
  29. ((en))  Turing's Last, Lost work. // Посетен на 31 август 2015.
  30. doi:10.1126/science.338.6113.1406
    This citation will be automatically completed in the next few minutes. You can jump the queue or expand by hand
  31. Hox Genes Regulate Digit Patterning by Controlling the Wavelength of a Turing-Type Mechanism. // Science 338 (6113). 2012. DOI:10.1126/science.1226804. с. 1476–1480.
  32. Andrew Hodges. The Alan Turing Bibliography. // http://www.turing.org.uk/.+с. morphogenesis. Посетен на 27 July 2015.
  33. Leavitt 2007, с. 268
  34. Hodges, Andrew. Alan Turing: The Enigma. 27 May 2012. ISBN 0-691-15564-X. с. 463.
  35. Hodges, Andrew. Alan Turing: The Enigma. 27 May 2012. ISBN 0-691-15564-X. с. 471.
  36. Leavitt 2007, с. 269
  37. Copeland 2006, с. 143
  38. Number10.gov.uk 2009.
Цитирани източници

Външни препратки[редактиране | редактиране на кода]

Криейтив Комънс - Признание - Споделяне на споделеното Лиценз за свободна документация на ГНУ Тази страница частично или изцяло представлява превод на страницата „Alan Turing“ в Уикипедия на английски. Оригиналният текст, както и този превод, са защитени от Лиценза „Криейтив Комънс - Признание - Споделяне на споделеното“, а за съдържание, създадено преди юни 2009 година — от Лиценза за свободна документация на ГНУ. Прегледайте историята на редакциите на оригиналната страница, както и на преводната страница. Вижте източниците на оригиналната статия, състоянието ѝ при превода, и списъка на съавторите.