Алан Тьюринг - отец информатики и первый хакер

Тьюринг, Алан Мэтисон (Turing, Alan Mathison) (23 июня 1912 — 7 июня 1954), гениально одаренный английский математик.

Алан Тьюринг может быть причислен к плеяде составляющих гордость человечества величайших математических и философских умов, таких, как Р.Декарт, Г.В.Лейбниц, Б.Рассел, Д.Гильберт, А.Витгенштейн. Удивительно, сколь злую шутку сыграло с Тьюрингом его полное безразличие к борьбе за приоритет в научных открытиях: вплоть до недавнего времени его место в истории развития научных и инженерных идей представлялось очень неполно, если не сказать однобоко (и не в последнюю очередь благодаря некоторым американским историкам науки, тщательно заботившимся об абсолютизации своего национального приоритета в создании компьютеров, да и, пожалуй, в создании всей информатики).
Мемориальная доска установленная на стене одной из лондонских гостиниц, гласит: "Здесь родился Алан Тьюринг (1912-1954), взломщик кодов и пионер информатики". Действительно, сейчас (но отнюдь не при жизни!) Тьюринг признан одним из основателей информатики и теории искусственного интеллекта, его считают первым теоретиком современного программирования и, наконец, первым в мире хакером. (Между прочим, его "хакерская деятельность" внесла во время Второй мировой войны существенный вклад в победу союзных войск над германским флотом, а один из коллег Тьюринга однажды сказал: "Я не берусь утверждать, что мы выиграли войну благодаря Тьюрингу. Однако без него могли бы ее и проиграть".)

Маленький Алан обладал очень пытливым умом. Самостоятельно научившись читать в возрасте б 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 ее опасения оказались напрасны: Алан смог поступить в престижную Шербонскую школу. Впрочем, вскоре ей пришлось опасаться уже того, сможет ли ее талантливый сын окончить эту школу...

...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". Последнее место по успеваемости в классе. Это запись преподавателя английского языка.

Первая попытка сдать предварительные экзамены в Кембридж, куда они ездили вместе, была для Алана неудачной. Но он не слишком расстраивался, потому что искренне радовался за Кристофера, который успешно прошел испытания и получил стипендию. Алан надеялся поступить со второй попытки, чтобы учиться вместе со своим другом. 13 февраля 1930 г. его Криса вдруг не стало. Внезапная смерть лучшего друга потрясла семнадцатилетнего Тьюринга, повергнув его в глубокую и долгую депрессию. Тем не менее он, бывший худший ученик в классе, нашел в себе силы поступить в Кембридж. Его поддерживало твердое убеждение в своей обязанности совершить в науке то, что Кристофер уже не мог... Тьюринг очень не скоро оправится от потрясения: уже будучи студентом Кембриджа, на протяжении нескольких лет он пишет матери Моркома проникнутые душевной болью письма. В этих письмах он постоянно возвращается к размышлениям о том, как человеческий Разум — и, в частности, разум Кристофера — размешается внутри материальной оболочки и каким образом он освобождается от нее в момент физической смерти тела.

Тьюринг блестяще заканчивает четырехлетний курс обучения. Одна из его работ, посвященная теории вероятностей, удостаивается специальной премии, его избирают в научное общество Кингз-колледжа - fellowship (нечто среднее между аспирантурой и преподавательским корпусом). Казалось, его ждет успешная карьера слегка эксцентричного кембриджского дона, работающего в области "чистой" математики (don — так в Кембридже и Оксфорде по традиции называют преподавателей). 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. Итак, в 1935 г. молодой докторант Кингз-колледжа Алан М. Тьюринг знакомится с фундаментальной проблемой, поставленной величайшим математиком XX века Давидом Гильбертом. 
Каждый, кто хоть немного сталкивался с программированием для компьютеров, хорошо знает, что некоторые (неправильно написанные) программы могут "зацикливаться", "входить в бесконечный цикл", т.е. компьютер, выполняя такие программы, никогда не остановится в своей работе. "Зацикливание программ" является очень неприятной вещью: при прогоне такой программы часто бывает непонятно, то ли она просто "долго считает", то ли она "зациклилась". В программах, написанных школьниками, такая ситуация возникает достаточно часто.
Нельзя ли определить программным способом, с помощью самого компьютера, "зациклится" ли данная программа? Неразрешимость проблемы остановки впервые была доказана Аланом Тьюрингом в его работе, опубликованной в 1936 г. Конечно, тогда не было никаких компьютеров и тем более языков программирования, да и сам Тьюринг в той работе даже не пользовался термином "программа". Но его изложение, по сути, мало чем отличалось от современного.
В 1935 году Тьюринг получил стипендию Кингз-колледжа для работы над диссертацией. В 1936-1938 работал и учился в Принстонском университете в США, где его научным руководителем был американский логик А.Чёрч (1903-1995).
После получения докторской степени Тьюринг отклонил предложение Дж. фон Неймана остаться в США и вернулся в Кембридж, где получил стипендию Кингз-колледжа для занятий логикой и теорией чисел, посещая одновременно семинары Л.Витгенштейна по философии математики.
В это же время началось его конфиденциальное сотрудничество с правительственной Школой кодов и шифров (Government Code and Cypher School) в Блечли-Парке, где он еще до войны участвовал в работах по раскрытию немецких шифров. В 1939 году британское военное ведомство поставило перед Тьюрингом задачу разгадать секрет «Энигмы» – специального устройства, использовавшегося для шифровки радиограмм в германском военно-морском флоте и в «люфтваффе». Британская разведка раздобыла это устройство, но расшифровывать перехваченные радиограммы немцев не удавалось. Тьюрингу была предоставлена свобода действий. Он пригласил в свой отдел «Британской школы кодов и шифров» нескольких друзей-шахматистов. У него работал, например, Гарри Голомбек, ставший впоследствии известным судьёй ФИДЕ и судивший финальный матч на звание чемпиона мира между Фишером и Спасским.
27-летнего Тьюринга и его коллег охватил настоящий спортивный азарт. Немцы считали «Энигму» неприступной. Сложность дешифровки усугублялась тем, что в закодированном слове получалось больше букв, чем в оригинале. Тем не менее, Тьюринг уже через полгода совместно с У.Уэлчманом разработал устройство, названное им «Бомбой», которое позволяло читать практически все сообщения «люфтваффе». А спустя ещё год уже самостоятельно им был «взломан» и более сложный вариант «Энигмы», использовавшийся нацистскими подводниками. Это во многом предопределило успех британского флота.

Тьюринг занимался также разработкой шифров для переписки Черчилля и Рузвельта, проведя период с ноября 1942 по март 1943 в США. Был удостоен звания кавалера Ордена Британской империи 4-й степени.

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 по 1948. Ученый предложил весьма амбициозный проект АСЕ (Automatic Computing Engine - Автоматическая Вычислительная Машина), который, однако, так и не был реализован. 1947-1948 академический год Тьюринг провел в Кембридже, а в мае 1948 М.Ньюмен предложил ему пост преподавателя и заместителя директора вычислительной лаборатории Манчестерского университета, занявшего к этому времени лидирующие позиции в разработке вычислительной техники в Великобритании. В 1951 году в Манчестере начал работать один из первых в мире компьютеров. Тьюринг занимался разработкой программного обеспечения для него. Тогда он написал и первую шахматную программу для ЭВМ. Это был только алгоритм, потому что компьютера, способного выполнить эту программу, ещё не существовало.
Шахматы были не единственным хобби этого человека. Он занимался бегом, кроссом по пересеченной местности. В 1947 году на Всеанглийском марафоне занял почётное пятое место. Кроме работы в университете, Тьюринг продолжал сотрудничать и с Департаментом кодов. Только теперь в центре его внимания были уже шифры советской резидентов в Англии.
В 1951 году он был избран членом Королевского научного общества и находился на взлете своей карьеры... Всё рухнуло буквально в один день. В 1952 году квартиру Тьюринга обокрали. В ходе расследования выяснилось, что это сделал один из друзей его сексуального партнёра. Учёный никогда, в общем-то, не скрывал своей «нетрадиционной сексуальной ориентации», но и вызывающе себя не вёл. Однако скандал с кражей получил широкую огласку, и в результате обвинение в «непристойном поведении» было выдвинуто против самого Тьюринга. 31 марта 1953 года состоялся суд. Приговор предполагал выбор: либо тюремное заключение, либо инъекции женского гормона эстрогена (способ химической кастрации). Он выбрал последнее. Из Департамента кодов его уволили. Лишили допуска к секретным материалам. Правда, коллектив преподавателей Манчестерского университета взял Тьюринга на поруки, но он и в университете почти не появлялся.
В 1953 ученый имел проблемы со службой безопасности, связанные с его зарубежными контактами и поездкой в Грецию, а также подвергся травле в местной прессе. Все это стало причиной тяжелого кризиса.

В 1954 г., занимаясь изготовлением химических веществ из обычных бытовых продуктов, Тьюринг получил цианистый калий. 8 июня 1954 года великий ученый был найден мёртвым в своём доме. Он покончил жизнь самоубийством, отравившись цианистым калием. Раствор цианида Тьюринг впрыснул в яблоко. Надкусив его, он скончался. Говорят, именно этот плод, найденный затем на ночном столике Алана, и стал эмблемой знаменитой компьютерной фирмы «Эппл». Впрочем, яблоко – это еще и библейский символ познания и греха...

Он умер в возрасте 41 года.

За относительно недолгую жизнь Тьюрингом были получены научные результаты, значение которых далеко выходит за рамки чистой математики. В самом конце 1936 ученый опубликовал работу "О вычислимых числах, с приложением к проблеме разрешимости", в которой показал невозможность существования формальной, чисто механической процедуры, которая позволяла бы решать, выводимо ли данное высказывание из некоторого набора математических аксиом. Независимо от Тьюринга и чуть раньше него аналогичный результат был получен А.Чёрчем. Этот результат, известный как тезис Чёрча - Тьюринга, имел фундаментальное значение: Тьюринг и Чёрч вместе с К.Гёделем похоронили надежды Д.Гильберта и его последователей, полагавших, что математику как самую формализованную часть человеческого знания можно представить в виде набора аксиом и теорем.

Не менее важным было то, как именно Тьюринг пришел к этому результату: для его осуществления им было разработано понятие абстрактной цифровой вычислительной машины, получившей впоследствии название машины Тьюринга, способной имитировать (при наличии соответствующей программы) любую машину, действие которой заключается в переходе от одного дискретного состояния к другому.
В практическом плане Тьюринг в ходе своих работ по дешифровке убедился в неэффективности построения специализированных машин (типа «Бомбы») для решения конкретных логических задач и, опираясь на свою модель универсальной вычислительной машины и мощь появившихся к концу войны электронных вычислительных устройств, пришел к идее универсальной электронной вычислительной машины. Разработанные в 1947 Тьюрингом «Сокращенные кодовые инструкции» положили начало созданию, исследованию и практическому использованию языков программирования.

Тьюринг считается основоположником не только вычислительной техники, но также и искусственного интеллекта. Исключительную роль в развитии этого исследовательского направления сыграла небольшая статья "Вычислительные машины и разум", опубликованная в журнале «Mind» в 1950 и впоследствии многократно перепечатывавшаяся, в том числе под названием "Может ли машина мыслить?", в которой Тьюринг предложил ставший знаменитым мысленный эксперимент (тест Тьюринга). 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 упрощенная 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 стали 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 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).

«Тест Тьюринга» и предложенный в нем подход к моделированию мышления поныне остается предметом острых научных дискуссий.

Источники:
Павел Паршин http://www.krugosvet.ru/articles/90/1009046/1009046a1.htm
kubinets http://infhist.h1.ru/ppls/turin.html
Иван Долмачев http://inf.1september.ru/1999/art/turing.htm
Владимир Анзикеев http://www.n-t.ru/tp/it/at.htm

Вот и всё пока... Вопросы и замечания mailto:feod@narod.ru

До новых встреч!
Юлий Феодоритов 

 

Источники

Теории, концепции, прогнозы

Феномены Сети и компьютинга

На главную