Алан Мэтисон Тьюринг – пионер современной информатики

Современные информационные системы и сегодня используют алгоритм, предложенный Тьюрингом в 1936 году.

Колумнисты

6 ноября 2012

Жарова Валерия. Первое, что сделала, попав впервые в Интернет, - заглянула по спутниковой карте в кратер Фудзиямы.

Публиковалась в узкоспециализированных изданиях по психологии. Писала рецензии на тематических порталах.

Занимается литературной деятельностью и искусством.

Развитие человеческого общества непредсказуемо, ведь часто его определяющая — гении, способные задать новый вектор не только соответствующего движения, но и мышления этого общества.

И не важно, какой срок был отпущен на это — многие десятилетия плодотворного труда или считанные годы, промелькнувшие подобно яркой вспышке, главное — след в истории, оставленный неординарной личностью. След, по которому был проложен новый путь!

Такова и судьба одного из величайших математиков XX столетия — Алана Тьюринга, посвятившего всю свою, сравнительно короткую, жизнь воплощению по-настоящему революционных идей, определивших путь всех последующих поколений.

Талантливый ученый подарил человечеству математические доказательства самоорганизации материи и разработал теорию искусственного интеллекта, явившись, по сути, основателем информатики — совершенно новой прикладной науки.

Понятия «машина Тьюринга» и «тест Тьюринга» сегодня известны всем, кто хоть немного интересуется прикладной математикой и программированием, не говоря уже о специалистах в области компьютерных технологий. Неоценим вклад ученого и в мощь британских ВВС в период Второй мировой войны.

Алан Мэтисон Тьюринг появился на свет 23 июня 1912 года в лондонской больнице. Его родители, Этель Сара и Юлиус Мэтисон Тьюринги, представители классической аристократической английской семьи того времени, познакомились и обвенчались в далекой Индии, где отец Алана служил чиновником вплоть до 1926 года.

Спустя год после рождения младшего сына (в семье уже был старший ребенок), Этель Сара вернулась в Индию к супругу, а мальчики (Алан и его старший брат Джон) были доверены попечительству отставного полковника, друга семьи Тьюрингов, в Англии.

Строгое частное воспитание должно было подготовить юного Алана для поступления в закрытую частную школу для мальчиков его круга. Это заведение давало полноценное и разностороннее образование, положенное по статусу молодым английским аристократам — будущим политикам.

Однако маленькому Алану Тьюрингу, настоящему интроверту, окружающая жизнь представлялась полностью состоящей из загадок и ребусов, решать которые было истинным наслаждением для него. Ведь чем сложней задача, тем интереснее поиск ее решения! Эта формулировка станет девизом всей его жизни.

В шесть лет он самостоятельно учится чтению, а чуть позже проникается настоящей страстью к научно-популярной литературе. В одиннадцать талантливый мальчик уже ставит практически «взрослые» химические опыты (например, пытается получить йод из морских водорослей).

Своим увлечением естественными науками Алан даже несколько пугает свою мать, искренне не понимающую, зачем это будущему политику. К тому же, считает она, эти занятия отвлекают ее сына от мысли о подготовке к поступлению в престижную школу.

Однако, невзирая на опасения матери, в 1926 году Алан Тьюринг поступает в Шерборнскую частную школу (Sherborne Public School), расположенную в английском графстве Дорсет, в которой начинается новый непростой этап его жизни.

Преподаваемые в школе дисциплины были совершенно не интересны Алану, всерьез увлеченному «живыми» науками, вследствие своей «пресности».

А соученики попросту игнорировали замкнутого и непрезентабельного подростка, поглощенного собственными идеями и не следящего за модой.

Тьюринг считался одним из самых неуспевающих учеников, игнорировал учебную программу и упрямо изучал в пятнадцать лет теорию относительности.

Педагоги давно махнули на него рукой и прочили ему карьеру не политика, а… математика.

В 1928 у Алана в школе впервые появляется настоящий друг и единомышленник — Кристофер Морком, с которым они с удовольствием обсуждают новости научного мира, занимаются совместным проведением экспериментов и готовятся к замечательным научным открытиям.

Вместе они планируют и поступление в Кембриджский университет, однако их планы нарушает внезапная гибель Моркома от туберкулеза.

Несмотря на боль утраты, Тьюринг все-таки поступает в 1931 году в Кембридж — с целью воплотить в жизнь задуманное им с другом.

В университетском Кингз-колледже Алан Тьюринг, бывший в школе самым отстающим учеником, с головой погружается в учебу и науку, самозабвенно изучая математику и квантовую физику.

Однокурсники так же, как и его школьные соученики, считают Тьюринга странным и замкнутым, совершенно далеким от светского университетского сообщества.

Но тем лучше для Алана, ведь он может практически все свое время посвятить любимым научным занятиям, совершенно не тратя его на глупые развлечения студенческих аристократов!

К тому же, любимый отдых неординарного студента — решение шахматных головоломок и шарад, постановка химических опытов, серьезные занятия греблей и бегом. В это же время, в начале 30-х годов XX столетия, Тьюринг увлекается трудом Джона фон Неймана «Математические основы квантовой механики», которое производит на Алана очень сильное впечатление.

Чуть позже Тьюринг немного упростит одну из идей фон Неймана, касающуюся теории непрерывных групп, в своей математической работе «Эквивалентность левой и правой почти-периодичности», опубликованной в 1935 году. А еще он станет коллегой великого фон Неймана, предложившего Тьюрингу престижное место в Принстонском университете США. Это чуть позже….

А пока Алан блестяще заканчивает курс в Кембридже, получает специальную премию за работу в области теории вероятностей и становится почетным членом научного общества Кингз-колледжа.

1935–1936 года — настоящий «звездный» час Алана Тьюринга. В это время талантливый математик создает свою знаменитую теорию «логических вычисляющих машин», вошедшую позже во все учебники по логике и основаниям математики, а также теории вычислений.

В подтверждение своей теории Тьюринг демонстрирует ставшее впоследствии легендарной «машиной Тьюринга» простое устройство, обладающее программным управлением, памятью и пошаговым способом действий. Всеми этими свойствами обладают и современные информационные системы, и сегодня использующие алгоритм, предложенный Тьюрингом.

Знаменитая машина Тьюринга состоит из разделенной на ячейки ленты, бесконечной в обоих направлениях, и управляющего устройства, содержащего таблицу переходов (с данным алгоритмом) и способного перемещаться по ленте, записывая в ячейки последней определенные символы, один из которых — «пустой» по определению.

Принцип действия этой машины основан на последовательном переходе от одного к другому дискретному состоянию. Следуя правилам таблицы переходов, машина записывает в ячейку ленты новый символ и переходит в новое состояние, перемещаясь вправо или влево по ленте (в зависимости от того, какой символ уже указан в этой ячейке).

Алгоритм прекращается при попадании в ячейку «терминального» состояния. Просто и гениально!.. Интересно, что на этом же принципе «работает» и живая клетка, вернее — ее «молекулярный компьютер», использующий ДНК-код.

В 1938 году Тьюринг получает докторскую степень в Принстонском университете США (куда по приглашению фон Неймана отправляется в 1936 году) и возвращается в Кембридж, где ему выделена стипендия Кингз-колледжа для работы по логике и теории чисел.

Одновременно он участвует в раскрытии военных шифров, сотрудничая со Школой кодов и шифров при правительстве Великобритании (в Блечли-Парке).

В последнем Тьюринг достигает просто блистательных результатов: создает машину-дешифратор «Бомба», раскрывающую коды ВВС Германии, и в 1939 году мастерски взламывает шифр системы «Энигма», контролирующей все немецкие подводные лодки. К концу войны Алан Тьюринг — кавалер Ордена Британской империи IV степени.

Flickr.com by pilot_micha

С 1945 по 1948 года Тьюринг возглавляет принципиально новый проект по созданию компьютера ACE, который патронирует Национальная физическая школа Великобритании.

Чуть позже талантливый математик принимает предложение фон Неймана о преподавательской деятельности в престижной вычислительной лаборатории при Манчестерском университете (одновременно с работой на посту заместителя директора).

Гениальный ученый не только неустанно трудится над созданием первых ЭВМ и развитием различных методов программирования, но и изучает возможность «мышления» машин, компьютерного интеллекта, основываясь на законах развития живых организмов.

В 1950 году он в своей статье «Вычислительные машины и разум» («Computing machinery and intelligence») предлагает обществу знаменитый «тест Тьюринга», призывающий убедиться в гибкости «ума» компьютера.

Суть этого теста заключается в точном определении испытателем компьютера и другого человека, находящихся в переписке (в виде текстовых сообщений) с первым. Скорость переписки регламентируется одинаковыми временными промежутками.

Также подразумевается, что и человек, и машина пытаются произвести впечатление, что с испытателем общается именно человек.

Интересно, что сегодня определен специальный приз для программы, которая сможет пройти тест Тьюринга, и ежегодно проводятся соревнования по его прохождению.

Кстати, пока победителей нет, несмотря на самый лучший (среди существующих) результат программы A.L.I.C.E.!

В 1951 году Алана Тьюринга избирают почетным членом Лондонского королевского общества. Однако цепь дальнейших нелепых событий кардинально меняют жизнь талантливого ученого.

В результате расследования банального ограбления квартиры Тьюринга, совершенного в 1952 году, вскрываются некоторые подробности его личной жизни, что приводит в 1953 году к осуждению великого математика.

В итоге Алан Тьюринг уединяется в своем доме в Уилмслоу, где и погибает при загадочных обстоятельствах 7 июня 1954 года. По версии некоторых, он покончил жизнь самоубийством от безысходности.

По мнению других (в числе которых была и мать ученого) — случайно, по неосторожности, пренебрегая правилами безопасности, играя в свою любимую игру «Необитаемый остров» (в ходе которой он выделял химические вещества из обычных продуктов).

И несмотря на то, что жизнь великого математика была короткой, она была удивительно насыщенной и плодотворной, оставившей глубокий след в истории мировой науки!

В 1966 году была учреждена ежегодная премия Тьюринга, вручаемая за самые выдающиеся достижения в области информатики, а в 70-х годах — переосмыслены практически все его записи.

Сегодня именем Алана Тьюринга названо манчестерское шоссе, в самом Манчестере ему поставлен памятник, а имя талантливого математика можно встретить в каждом учебнике по программированию!