Кратка биография на Алън Тюринг и интересни факти. Икона на епохата: Как осъденият Алън Тюринг стана герой на страната

Фразата „тест на Тюринг“ е по-правилно да се използва за обозначаване на изречение, което разглежда въпроса дали машините могат да мислят. Според автора подобна продукция е "твърде безсмислена", за да заслужава обсъждане. Въпреки това, ако се разгледа по-специфичният въпрос дали един цифров компютър е в състояние да се справи с някакъв вид игра на имитация, тогава възниква точна дискусия. Освен това самият автор вярваше, че няма да мине твърде много време - и ще се появят изчислителни устройства, които биха били много „добри“ в това.

Изразът "тест на Тюринг" понякога се използва в повече общ смисълда се отнася до определени поведенчески изследвания на присъствието на ум, мисъл или интелигентност при предполагаеми интелигентни субекти. Така например понякога се изразява мнението, че прототипът на теста е описан в Беседата за метода на Декарт.

Кой е изобретил теста на Тюринг?

През 1950 г. работата " Изчислителни машинии интелект", в който за първи път е предложена идеята за играта на имитация. Този, който излезе с теста на Тюринг, е английският компютърен учен, математик, логик, криптоаналитик и теоретичен биолог Алън Матесън Тюринг. Неговите модели позволиха да се формализират концепциите за алгоритъм и изчисление, а също така допринесоха за теориите изкуствен интелект.

Играта на имитация

Тюринг описва следния вид игра. Да предположим, че има човек, машина и питащ. Интервюиращият е в стая, отделена от останалите участници, които правят теста на Тюринг. Целта на теста е питащият да определи кой е човек и кой е машина. Интервюиращият познава и двата субекта като етикети X и Y, но поне в началото той не знае кой стои зад етикета X. В края на играта той трябва да каже, че X е човек, а Y е машина или заместник обратно. Интервюиращият има право да задава на участниците в теста въпроси от теста на Тюринг следния вид: „Е, ще бъде ли X така любезен да ми каже дали X играе шах?“ Този, който е Х, трябва да отговаря на въпроси, отправени към Х. Целта на машината е да подведе питащия и той погрешно да заключи, че тя е човек. Човек трябва да помогне да се установи истината. За тази игра Алън Тюринг каза през 1950 г.: „Вярвам, че след 50 години ще бъде възможно да се програмират компютри с капацитет на паметта от около 10 минути, които няма да могат да отгатнат коя е машината.“

Емпирични и концептуални аспекти

Има поне два вида въпроси, които възникват по отношение на прогнозите на Тюринг. Първо, емпирично - вярно ли е, че има или скоро ще има компютри, способни да възпроизвеждат симулация толкова успешно, че средностатистическият интервюиращ с вероятност не надвишаваща 70% да го направи правилен изборв рамките на пет минути? Второ, концептуално - вярно ли е, че ако средният интервюиращ след пет минути разпит с вероятност под 70% правилно идентифицира човек и машина, тогава трябва да заключим, че последната демонстрира някакво ниво на мислене, интелигентност или причина?

Льобнер състезание

Няма съмнение, че Алън Тюринг би бил разочарован от състоянието на имитационната игра до края на 20 век. Участниците в състезанието Loebner (годишно събитие, в което компютърните програми се подлагат на теста на Тюринг) са далеч от стандарта, представен от основателя на компютърните науки. Един бегъл преглед на протоколите на участниците през последните десетилетия показва, че машината може лесно да бъде локализирана с не много сложни въпроси. Нещо повече, най-успешните играчи постоянно изтъкват трудността на състезанието Loebner поради липсата на компютърна програма, която да може да води приличен разговор за пет минути. Общоприет факт е, че конкурсните приложения са разработени единствено с цел получаване на малка награда, присъдена на най-добрия участник за годината, и не са предназначени за повече.

Тест на Тюринг: забавено ли е преминаването?

До средата на второто десетилетие на 21 век ситуацията не се е променила много. Вярно, през 2014 г. имаше твърдения, че компютърна програмаЮджийн Густман премина теста на Тюринг, когато заблуди 33% от съдиите в състезанието през 2014 г. Но имаше и други еднократни състезания, които постигнаха подобни резултати. През 1991 г. компютърният терапевт заблуди 50% от съдиите. А в демонстрация от 2011 г. Cleverbot имаше още по-висок процент на успех. Във всички тези три случая продължителността на процеса беше много кратка и резултатът не беше надежден. Никой от тях не даде убедителни доказателства, че средният интервюиращ е с повече от 70% вероятност да идентифицира правилно респондента в 5-минутна сесия.

Метод и прогноза

Освен това, и което е по-важно, е необходимо да се прави разлика между теста на Тюринг и прогнозата, която той направи, че ще премине до края на 20 век. Вероятността за правилна идентификация, интервалът от време, през който се провежда тестът, и броят на необходимите въпроси са регулируеми параметри, въпреки ограничаването им до конкретна прогноза. Дори ако основателят на компютърните науки беше много далеч от истината в прогнозата, която направи за ситуацията с изкуствения интелект до края на 20-ти век, валидността на предложения от него метод е доста вероятна. Но преди да одобрим теста на Тюринг, трябва да разгледаме различни възражения.

Необходимо ли е да можете да говорите?

Някои хора смятат теста на Тюринг за шовинистичен в смисъл, че разпознава интелигентност само в обекти, които могат да водят разговор с нас. Защо не може да има интелигентни обекти, които не са в състояние да водят разговор или, във всеки случай, разговор с хора? Може би мисълта зад този въпрос е правилна. От друга страна, може да се предположи, че има квалифицирани преводачи за всеки двама интелигентни агенти, които говорят различни езицикоето ви позволява да продължите всеки разговор. Но така или иначе обвинението в шовинизъм е напълно без значение. Тюринг само казва, че ако нещо може да говори с нас, тогава имаме добра причина да вярваме, че то има съзнание като нашето. Той не казва, че само способността да се говори с нас показва потенциалното притежание на ум, подобен на нашия.

Защо е толкова лесно?

Други смятат, че тестът на Тюринг не е достатъчно взискателен. Има анекдотични доказателства, че напълно глупави програми (като ELIZA) могат да изглеждат на средния наблюдател като притежаващи интелигентност за доста време. Освен това за такива кратко времекато пет минути е вероятно почти всички интервюиращи да бъдат измамени от хитри, но напълно неинтелигентни приложения. Важно е обаче да запомните, че програмата за тестване на Тюринг не може да подмине "обикновените наблюдатели" при условия, различни от тези, в които тестът трябва да се проведе. Приложението трябва да може да издържи на разпит от някой, който знае, че един от другите двама участници в разговора е машина. Освен това програмата трябва да издържи на такъв разпит с висока степенуспех след множество опити. Тюринг не споменава колко теста ще са необходими. Спокойно обаче можем да предположим, че броят им трябва да е достатъчно голям, за да говорим за средна стойност.

Ако програмата е в състояние да направи това, тогава изглежда правдоподобно, че ще имаме, поне условно, причина да подозираме наличието на интелект. Може би си струва да подчертаем още веднъж, че може да има умен субект, включително умен компютър, който да се провали на теста на Тюринг. Може да се признае например съществуването на машини, които отказват да лъжат по морални причини. Тъй като човешкият участник трябва да направи всичко възможно, за да помогне на интервюиращия, въпросът "Вие машина ли сте?" ще ви позволи бързо да разграничите такива патологично правдиви субекти от хората.

Защо е толкова трудно?

Има хора, които се съмняват, че машината някога ще успее да премине теста на Тюринг. Сред изтъкнатите от тях аргументи е разликата във времето на разпознаване на думите в родния и чужд езикпри хората способността за класиране на неологизми и категории и наличието на други характеристики на човешкото възприятие, които са трудни за симулиране, но които не са съществени за наличието на разум.

Защо дискретна машина?

Друг противоречив аспект на това как работи тестът на Тюринг е, че неговото обсъждане е ограничено до "цифрови компютри". От една страна, очевидно е, че това е важно само за прогнозиране и не засяга детайлите на самия метод. Наистина, ако тестът е надежден, тогава той е подходящ за всяко същество, включително животни, извънземни и аналогови изчислителни устройства. От друга страна, твърдението, че „мислещите машини“ трябва да са цифрови компютри, е силно противоречиво. Също така е съмнително, че самият Тюринг е мислил така. По-специално, заслужава да се отбележи, че седмото възражение, разгледано от него, се отнася до възможността за съществуване на непрекъснати автомати, които авторът признава за различни от дискретните. Тюринг твърди, че дори ако сме автомати с непрекъснато състояние, тогава една дискретна машина може да ни имитира добре в играта на имитация. Изглежда обаче съмнително, че неговите съображения са достатъчни, за да се установи, че като се имат предвид непрекъснатите машини, които преминават теста, е възможно да се направи дискретна крайна машина, която също успешно преминава този тест.

В общи линии, важен моментизглежда, че въпреки че Тюринг признава съществуването на много по-голям клас машини от дискретните крайни автомати, той е уверен, че правилно проектираният дискретен автомат може да успее в играта на имитация.

Алън Матисън Тюринг OBE (англ. Alan Mathison Turing; 23 юни 1912 - 7 юни 1954) - английски математик, логик, криптограф, оказал значително влияние върху развитието на компютърните науки. Предложената от него през 1936 г. абстрактна изчислителна „машина на Тюринг“ направи възможно формализиране на концепцията за алгоритъм и все още се използва в много теоретични и практически изследвания.

Животът на Алън Тюринг завършва трагично. Той е признат за "една от най-известните жертви на хомофобия в Обединеното кралство".

„Липсата на закони на поведение, които в своята съвкупност биха определили нашия живот, не може да бъде установена толкова лесно, колкото липсата на пълен списък от правила на действие. Единственият начин, по който знаем за намирането на такива закони, е чрез научно обяснение и, разбира се, никога не можем... да кажем: „Изследвахме достатъчно. Няма закони, които напълно да определят живота и поведението ни.”

Тюринг Алън Матисън

Син на британски служител в Индия, Алън учи във Франция, Англия и след това в САЩ. Тогава много математици се опитаха да създадат алгоритъм за определяне на истинността на твърденията.

Но Гьодел успя да докаже, че всяка полезна математическа система от аксиоми е непълна в смисъл, че в нея има твърдение, чиято истинност не може нито да бъде опровергана, нито потвърдена. Това подтикна Тюринг да докаже, че няма общ метод за определяне на истината и по този начин математиката винаги ще съдържа недоказуеми предложения.

В своята работа Тюринг предложи дизайна на просто устройство, което притежава всички основни свойства на модерното информационна система: програмно управление, памет и работа стъпка по стъпка. Тази въображаема машина, наречена "машини на Тюринг", се използва в теорията на автоматите или компютрите.

Когато Тюринг се завръща от САЩ в Англия, започва Втората световна война. Едно от най-важните оръжия на тази война беше компютърът "Колос" по проекта "Ултра", който започна през 1943 г., за да разбие супер сложните шифри на германците. Работата на тази система значително помогна на съюзниците в борбата срещу нацистките нашественици.

След войната, през 1945 г., Алън ръководи компютърния проект ACE (Automatic Computing Engine), а през 1948 г. Тюринг започва работа с MADAM (MADAM, Manchester Automatic DigitAl Machine), компютърът с най-голямата памет в света по това време .

Работата на Алън върху конструирането на първите компютри и разработването на методи за програмиране беше от неоценимо значение, осигурявайки основата за повечето изследвания в областта на изкуствения интелект. Той вярваше, че компютрите в крайна сметка ще могат да мислят като хората, и предложи проста проверка, известен като тест на Тюринг, който оценява способността на една машина да мисли: говорете с компютър и го оставете да ви убеди, че е човек.

През 1952 г. Тюринг публикува първата част от своето теоретично изследване на развитието на формите на живите организми. Но тази работа остана недовършена.

През 1952 г. апартаментът на Тюринг е ограбен и по време на разследването полицията установява, че приятел на любовника му е извършил кражбата. Скандалът получава широка публичност - и на 30 март 1953 г пробен периодна който Тюринг е обвинен в содомия. Предлагат му избор между две присъди - или лишаване от свобода, или потискане на либидото с помощта на инжекции на женския хормон естроген. Ученият избра второто.

Последствията от процеса са катастрофални - Алън Тюринг е уволнен от бюрото за анализ на шифри и от университета в Манчестър. Вярно, тогава той все пак върна възможността да преподава. Въпреки това ученият живее до 1954 г. в уединение, играейки любимата си игра " пустинен остров”, който се състоеше в получаване на всякакви химикали от популярни продукти.

На 8 юни 1954 г. Алън Матисън Тюринг е намерен мъртъв в дома си от отравяне с цианид. Една ябълка, пълна с тази отрова, лежеше наблизо на нощното шкафче. Все още не се знае със сигурност дали става въпрос за самоубийство или Тюринг е бил убит от завистници. Майка му вярваше, че той се е отровил случайно, тъй като винаги е работил небрежно с химикали.

Установено е, че компютрите все още не могат да решат никакви математически задачи. Алън Тюринг доказва през 1936 г., че общ алгоритъм за решаване на проблема със спирането за всеки възможен вход не може да съществува.

По време на Втората световна война Тюринг работи в Bletchley Park, британски криптографски център, където ръководи една от петте групи, Hut 8, които се занимават с дешифрирането на съобщенията на Kriegsmarine и Luftwaffe, кодирани от немската машина за шифър Enigma като част от Project Ултра. Приносът на Тюринг към криптографския анализ на алгоритъма Enigma се основава на по-ранен криптоанализ на предишни версии на машината за шифроване, извършен през 1938 г. от полския криптоаналитик Мариан Реевски.

В началото на 1940 г. той разработва машината за дешифриране Bomba, която прави възможно четенето на съобщенията на Luftwaffe. Принципът на действие на "Бомбата" беше да изброява възможните варианти на шифровия ключ и опити за дешифриране на текста, ако е известна част от открития текст или структурата на съобщението, което се декриптира.

Клавишите се сортираха чрез въртящи се механични барабани, придружени от звук, подобен на тиктакането на часовник, поради което "Бомбата" получи името си. За всеки възможна стойностключ, даден от позициите на роторите (броят на ключовете беше приблизително 1019 за наземната Enigma и 1022 за машините за шифроване, използвани в подводниците), Bomba извърши съгласуване с познат обикновен текст, извършено електрически.

Първата бомба Блечли на Тюринг е изстреляна на 18 март 1940 г. Дизайнът на "Бомбите" на Тюринг също се основава на дизайна на едноименната машина на Реевски.

Шест месеца по-късно по-силният шифър Kriegsmarine също беше разбит. По-късно, до 1943 г., Тюринг има значителен принос за създаването на по-усъвършенстван електронен компютър за дешифриране "Colossus", използван за същите цели.

Дори докато четеше криптирани германски съобщения, през март 1943 г. Великобритания беше на ръба на поражението в битката за Атлантика и през цялата Втора световна война. Вероятно без декодирането на кода на Енигма ходът на тази война би бил различен.

Всяка интуитивно изчислима функция е частично рекурсивна или, еквивалентно, може да бъде изчислена от някаква машина на Тюринг.

Алън Тюринг предложи (известен като тезата на Чърч-Тюринг), че всеки алгоритъм в интуитивния смисъл на думата може да бъде представен от еквивалентна машина на Тюринг.

Усъвършенстването на концепцията за изчислимост, базирана на концепцията за машина на Тюринг (и други еквивалентни на нея концепции), отвори възможности за строго доказателство за алгоритмичната неразрешимост на различни масови проблеми (т.е. проблеми за намиране на унифициран метод за решаване на определен клас проблеми, чиито условия могат да варират в определени граници).

Най-простият пример за алгоритмично неразрешим масов проблем е така нареченият проблем за приложимостта на алгоритъма (наричан още проблем за спиране).

Състои се в следното: изисква се да се намери общ метод, който би позволил за произволна машина на Тюринг (зададена от нейната програма) и произволно начално състояние на лентата на тази машина, да се определи дали работата на машината ще завършва в краен брой стъпки или дали ще продължи безкрайно.

Тюринг е основателят на теорията за изкуствения интелект.

Машината на Тюринг е разширение на модела на крайния автомат и е в състояние да имитира (ако е налична подходящата програма) всяка машина, чието действие е да премине от едно дискретно състояние към друго.

Тест на Тюринг - тест, предложен от Алън Тюринг през 1950 г. в статията "Компютърни машини и интелигентност", за да провери дали компютърът е интелигентен в човешкия смисъл на думата. В този тест един или повече хора трябва да зададат въпроси на двама тайни събеседници и въз основа на отговорите да определят кой от тях е машина и кой е човек. Ако машина, която се маскира като човек, не можеше да бъде открита, машината се приемаше за разумна.

Тюринг беше хомосексуалист. По това време в Обединеното кралство хомосексуалните сношения бяха незаконни и хомосексуалността се смяташе за психично заболяване.

През 1952 г. той е обвинен в "груба непристойност", защото е гей. Тюринг беше осъден и му беше даден избор между две години затвор и хормонална терапия под формата на естрогенни инжекции, което по същество беше химическа кастрация.

Тюринг избра терапията. Един от ефектите беше увеличаване на гърдите и намалено либидо. Освен това в резултат на присъдата той губи правото да работи в областта на криптографията.

Година след присъдата му той умира от отравяне с цианид, очевидно съдържащ се в ябълка, половината от която Тюринг изяжда, преди да умре. Беше признато, че той се е самоубил. Майка му обаче вярвала, че той се е отровил случайно, тъй като винаги небрежно работел с химикали.

На 10 септември 2009 г. британският премиер Гордън Браун публично се извини за методите, на които е бил подложен Алън Тюринг.

През 2009 г. Алън Тюринг беше признат за "една от най-известните жертви на хомофобия в Обединеното кралство".

Спомени за Алън Тюринг
* Една от годишните награди на Асоциацията за компютърни машини се нарича Наградата на Тюринг.
* Алън Тюринг се споменава в историческия роман Cryptonomicon от Нийл Стивънсън и се появява в романа Enigma на Робърт Харис.
* Известният писател на научна фантастика Хари Харисън, в сътрудничество с американския учен в областта на изкуствения интелект Марвин Мински, написа романа "Вариантът на Тюринг" ("The Turing Option", 1992).
* В романа на Уилям Гибсън Neuromancer се появява "Полицията на Тюринг" ("Регистърът на Тюринг"), която контролира и наблюдава развитието на съществуващите изкуствени интелекти.

Снимка на Алън Матисън Тюринг

През първата половина на 20 век, когато са изобретени първите компютри. Но заедно с физически осезаемите машини се появиха и концептуални машини. Една от тях беше "машината на Тюринг" - абстрактно изчислително устройство, изобретено през 1936 г. от Алън Тюринг, учен, който се смята за един от основателите на компютърните науки.

Неговият хоризонт се простира от квантовата теория и принципа на относителността до психологията и неврологията. И като начин за познание и предаване на знанията си, Тюринг използва апарата на математиката и логиката. Той намери решения на привидно неразрешими проблеми, но беше най-запленен от идеята за „Универсална машина“, способна да изчисли всичко, което по принцип е изчислимо.

Детство, образование, хобита

Родителите на Алън живееха в индийския град Чатрапур. Баща - Джулиус Матесън Тюринг, представител на стар шотландски аристократичен род, работил в императорската държавна служба. Майка - Сара Етел (по баща Стоуни), е родом от Ирландия, от протестантско семейство на англо-ирландското благородство. Когато тя очакваше дете, двойката реши да се премести в Англия, за да расте и да бъде отгледано в Лондон.

Алън Тюринг е роден там на 23 юни 1912 г. Имаше по-голям брат Джон. Обществената служба на Юлиус Тюринг продължи и родителите на Алън трябваше да пътуват често между Хейстингс и Индия, оставяйки двамата си сина на грижите на пенсионирана двойка от армията. Тюринг показа признаци на гениалност от ранно детство.

Като дете Алън и по-големият му брат Джон рядко виждат родителите си - баща им служи в Индия до 1926 г.; децата остават в Англия и живеят под грижи в частни домове, получавайки строго английско възпитание, съответстващо на позицията им в социалната стълбица. Като част от такова образование, изучаването на осн природни наукивсъщност не е предвидено.

Малкият Алън имаше много любознателен ум. След като се научи да чете на 6-годишна възраст, той поиска от учителите си разрешение да чете нехудожествени книги.

На 11-годишна възраст той прави доста компетентни химически експерименти, опитвайки се да извлече йод от водорасли. Всичко това предизвиква голямо безпокойство у майка му, която се страхува, че хобитата на сина й, които противоречат на традиционното образование, ще му попречат да влезе в държавното училище (английско затворено частно училище). образователна институцияза момчета, образованието в което е задължително за децата на аристократите). Но страховете й бяха напразни: Алън успя да влезе в престижното училище Sherbon (държавно училище Sherborne).

На шестгодишна възраст Алън Тюринг отиде в училището "Свети Майкъл" в Хейстингс, чийто директор веднага отбеляза таланта му. През 1926 г., на 13-годишна възраст, Тюринг отива в известното училище Шерборн в Шерборн, Дорсет. Първият му ден в училище съвпада с общата стачка от 1926 г. Затова Тюринг трябваше да измине разстояние от около 100 км от Саутхемптън до Шерборн на велосипед, като по пътя прекара нощта в хотел.

Страстта на Тюринг към математиката не намира голяма подкрепа сред учителите в Шерборнското училище, където обръщат повече внимание на хуманитарните науки. Директорът пише на родителите си: „Надявам се, че няма да се опитва да седи на два стола едновременно. Ако възнамерява да остане в частно училище, тогава трябва да се стреми към "образование". Ако ще е изключително "научен специалист", тогава частно училищетова е загуба на време за него."

За училищния успех на Алън красноречиво свидетелства списанието на класа, в което можете да намерите например следното

Мога да си затварям очите за писанията му, въпреки че никога не съм виждал нещо по-ужасно в живота си, опитвам се да търпя непоклатимата му лекомислие и неприлично старание; но все още не мога да понеса зашеметяващата глупост на изявленията му по време на една напълно разумна дискусия върху Новия завет.

Въпреки това, в областите, които го интересуват, Тюринг показа изключителни способности.

През 1928 г., на 16-годишна възраст, Тюринг се запознава с работата на Айнщайн, която успява да разбере до такава степен, че успява да се досети от текста за съмненията на Айнщайн относно валидността на законите на Нютон, които не са изрично заявени в статията.

университет

Поради неприязънта си към хуманитарните науки, Тюринг не постига добър резултат на изпита и затова след училище постъпва в King's College Cambridge, въпреки че възнамерява да отиде в Trinity College. Тюринг учи в Кралския колеж от 1931 до 1934 г. при известния математик Годфри Харолд Харди.

Университетът в Кеймбридж, който се радваше на специални привилегии, дадени от английските монарси, отдавна е известен със своите либерални традиции и духът на свободната мисъл винаги е царувал в стените му. Тук Тюринг намира - може би за първи път - своя истински домкъдето би могъл да се отдаде изцяло на науката.

Основното място в живота беше заето от ентусиазираното изучаване на науките, които го интересуваха толкова много - математиката и квантова физика. Тези години бяха период на бързо развитие на квантовата физика и Тюринг студентски годинизапознайте се с най-новата работа в тази област. Голямо впечатление му прави книгата на Джон фон Нойман „Математическите основи на квантовата механика“, в която той намира отговор на много въпроси, които отдавна го интересуват.

Тогава Тюринг вероятно не е предполагал, че след няколко години фон Нойман ще му предложи място в Принстън, един от най-известните университети в Съединените щати. Още по-късно фон Нойман, подобно на Тюринг, ще бъде наречен "бащата на компютърните науки". Но тогава, в началото на 30-те години, научни интересии двамата бъдещи изтъкнати учени бяха далеч от компютрите - и Тюринг, и фон Нойман се занимаваха главно с проблеми на "чистата" математика.

Тюринг произлиза от аристократично семейство, но никога не е бил „естет“: политическите и литературните среди на Кеймбридж са му чужди. Предпочиташе да се занимава с любимата си математика, а в свободното си време да провежда химически експерименти, да решава шахматни пъзели.

Поставяйки химически експерименти, той играе специална игра „Пустинен остров“, измислена от самия него. Целта на играта беше да получите различни "полезни" химически веществаот "импровизирани средства" - прах за пране, препарат за миене на съдове, мастило и подобна "битова химия".

Той също така намери почивка в интензивни спортове като гребане и бягане. Маратонското бягане ще остане истинската му страст до края на живота му.

Тюринг блестящо завършва четиригодишен курс на обучение. Една от статиите му, посветена на теорията на вероятностите, получава специална награда и той е избран в научното общество на Кингс Колидж. През 1935 г. Тюринг публикува "Еквивалентността на лявата и дясната почти периодичност", в която той опростява една идея на фон Нойман в теорията на непрекъснатите групи - фундаментална област съвременна математика. Сякаш го чакаше успешна кариералеко ексцентричен професор от Кеймбридж, работещ в областта на "чистата" математика.

Тюринг обаче никога не е бил държан в някаква "кутия". Никой не можеше да предвиди каква екзотична задача внезапно ще го завладее и какъв математически необичаен начин за нейното решаване ще успее да измисли.

Освен това в Кеймбридж Алън посещава лекциите на Лудвиг Витенщайн. Витенщайн аргументира теорията за провала на математиката. Според него математиката не търси истината, а сама я създава. Алън не беше съгласен с това и много спореше с Лудвиг. Тюринг защитава „формализма“ – математическо философско движение, което не изисква точен превод на думи и се ограничава до приблизително значение. А Лудвиг търсеше абсолютна точност.

Докато учи в колежа, Алън Тюринг изучава основите на криптографията - тоест дешифрирането на данни. Това беше полезно по време на Втората световна война, когато ученият работеше върху дешифрирането на немски съобщения.

Машина на Тюринг

През 1928 г. немският математик Давид Хилберт привлича вниманието на света към проблема за разделителната способност (Entscheidungsproblem). В своята работа „За изчислимите числа, с приложение към Entscheidungsproblem“, публикувана на 12 ноември 1936 г. Тюринг преформулира теоремата за непълнотата на Гьодел, заменяйки универсалния формален аритметичен език на Гьодел с прости хипотетични устройства, които ще станат известни като машини на Тюринг.

Той доказа, че такава машина би била в състояние да извърши всяко математическо изчисление, което може да бъде представено като алгоритъм. Освен това Тюринг показа, че няма решение на проблема Entscheidungsproblem, като първо доказа, че проблемът със спирането за машина на Тюринг е неразрешим: като цяло е невъзможно да се определи алгоритмично дали дадена машина на Тюринг някога ще спре.

Въпреки че доказателството на Тюринг беше публикувано скоро след еквивалентното доказателство на Алонзо Чърч, което използва ламбда изчислението, самият Тюринг не беше запознат с него. Подходът на Алън Тюринг се смята за по-достъпен и интуитивен. Идеята за "Универсална машина", способна да изпълнява функциите на всяка друга машина, или с други думи, да изчислява всичко, което по принцип може да бъде изчислено, беше изключително оригинална. Фон Нойман призна, че концепцията за съвременния компютър се основава на тази работа на Алън Тюринг. Машините на Тюринг все още са основният обект на изследване в теорията на алгоритмите.

На въпроса: "Какво е машина на Тюринг и каква е връзката й с програмирането?" един потребител на Toster отговори така:

На първо място, това е формална дефиниция на алгоритъма. За даден проблем се казва, че е алгоритмично разрешим, ако и само ако неговото решение може да бъде програмирано на машина на Тюринг (или по някакъв друг еквивалентен начин). Тази дефиниция позволява например да се представят алгоритмично неразрешими проблеми. Позволява ви да въведете концепцията за „пълен по Тюринг“ език - ако машина на Тюринг може да бъде реализирана на език, тогава всеки алгоритъм може да бъде написан на него (препроцесорът C не е такъв, но C # е).

Като цяло MT е начин за дефиниране на някакъв клас алгоритми:

Някои задачи могат да бъдат решени от държавна машина;
- някои ще изискват държавна машина със стекова памет;
- за други е достатъчна машина на Тюринг;
- останалите изискват божествено откровение или други неалгоритмични методи.

От септември 1936 г. до юли 1938 г. Тюринг работи под ръководството на Чърч в Принстън. Освен че се занимава с математика, ученият изучава криптография, а също така проектира електромеханичен двоичен умножител.

През юни 1938 г. Тюринг завършва докторската си дисертация „Базирани на ред логически системи“, която въвежда идеята за редукция на Тюринг, която трябва да комбинира машина на Тюринг с оракул. Това ни позволява да изследваме проблеми, които не могат да бъдат решени само с машина на Тюринг.

Криптоанализ

По време на Втората световна война Алън Тюринг участва активно в разбиването на немски шифри в Блечли Парк. Историкът и ветеран от Блечли Парк Аса Бригс веднъж каза:

„Блечли Парк имаше нужда от изключителен талант, изключителен гений, а геният на Тюринг беше точно това.“

От септември 1938 г. Тюринг работи на непълен работен ден за GCHQ, британска организация, специализирана в разбиване на шифри. Заедно с Дили Нокс той участва в криптоанализа на Енигма. Малко след среща във Варшава през юли 1939 г., на която Полското бюро за шифри предоставя на Великобритания и Франция подробна информация за връзките в роторите на Енигма и метода за дешифриране на съобщенията, Тюринг и Нокс започват работата си по по-задълбочен начин за Реши задачата.

Полски методсе основава на недостатъци в индикаторната процедура, които германците коригират до май 1940 г. Подходът на Тюринг беше по-общ и се основаваше на метода на грубата сила, за който той разработи първоначалната функционална спецификация на Bombe.

Машина, базирана на тази спецификация, потърси възможни настройки, използвани за шифроване на съобщения (ред на ротора, позиция на ротора, връзки на таблото) въз основа на известен обикновен текст. За всяка възможна настройка на ротора (която имаше 10^19 състояния или 10^22 във версията за подводница), машината направи поредица от логически предположения въз основа на обикновения текст (неговото съдържание и структура).

След това машината определи противоречието, отхвърли набора от параметри и премина към следващия. Така повечето от възможните комплекти бяха елиминирани и останаха само няколко опции за внимателен анализ.
Първата машина е пусната в експлоатация на 18 март 1940 г. Изброяването на клавишите се извършва благодарение на въртенето на механични барабани, придружено от звук, подобен на тиктакането на часовник.

Спецификацията за "Бомбата" беше само първото от петте големи постижения на Тюринг в областта на военния криптоанализ.

Ученият също така определи индикаторната процедура на германския флот; разработи по-ефективен начин за използване на Bombe въз основа на статистически анализ и наречен "Banburismus"; метод за определяне на параметрите на колелата на колата на Лоренц, наречен "Turingeria"; Към края на войната Тюринг разработва шифъра за преносим говор Delilah.

Статистическият подход на Тюринг за оптимизиране на изследването на различни вероятности в процеса на решаване на шифри беше нова дума в науката. Тюринг написа две статии: „Доклад за приложимостта на вероятностния подход към криптоанализа“ и „Документ за статистика и повторения“, които бяха от такава стойност за GCCS, а по-късно и за GCHQ (на английски: Правителствен комуникационен щаб), че не бяха предоставени на Националния архив до април 2012 г., малко преди честването на стогодишнината от рождението на учения. Един от служителите на GCHQ каза, че този факт говори за безпрецедентната важност на тези работи.

Тюринг работи и върху разработването на шифри за кореспонденцията между Чърчил и Рузвелт, като прекарва периода от ноември 1942 г. до март 1943 г. в Съединените щати.

През 1945 г. Тюринг е награден с ордена Британска империяКрал Джордж VI за своя военна служба, но този факт остана в тайна дълги години.

Следвоенни години

След като фон Нойман в Съединените щати предложи план за създаване на компютър EDVAC, подобна работа беше стартирана в Обединеното кралство в Националната физическа лаборатория, където Тюринг е работил от 1945 г. Ученият предложи много амбициозен проект ACE (Automatic Computing Engine - Автоматична изчислителна машина), който обаче така и не беше реализиран.

Въпреки че изграждането на ACE беше осъществимо, секретността около Блечли Парк доведе до забавяне на започването на работа, което разочарова Тюринг.

Тюринг прекарва академичната 1947-1948 г. в Кеймбридж. Докато Алън Тюринг беше в Кеймбридж, Pilot ACE беше построен в негово отсъствие.

Франклин ACE 1200

Той завършва първата си програма на 10 май 1950 г. Макар че пълна версия ACE никога не е създаден, някои компютри имаха много общо с него, например DEUCE и Bendix G-15.

През май 1948 г. той получава предложение да заеме поста на преподавател и заместник-директор на изчислителната лаборатория в университета в Манчестър, който по това време заема водеща позиция в развитието на компютърните технологии в Обединеното кралство.

През 1948 г. Алън, заедно със своите бивш колегазапочна да пише програма за шах за компютър, който все още не съществуваше.

През същата година Тюринг изобретява метода на LU декомпозиция, който се използва за решаване на системи линейни уравнения, инверсии на матрици и изчисления на детерминанти.

Тест на Тюринг

През 1948 г. Алън Тюринг получава титлата читател в катедрата по математика на университета в Манчестър. Там през 1949 г. той става директор на компютърната лаборатория, където е съсредоточена работата по програмирането на Manchester Mark I.

В същото време Тюринг продължава да работи върху по-абстрактни математически проблеми и в работата си „Компютърни машини и интелект“ (списание Mind, октомври 1950 г.) той се обръща към проблема с изкуствения интелект и предлага експеримент, който става известен като Тест на Тюринг.

Неговата идея беше, че компютърът може да се счита за "мислещ", ако човекът, който взаимодейства с него, не може да различи компютъра от друг човек в процеса на комуникация. В тази работа Тюринг предполага, че вместо да се опитвате да създадете програма, която симулира ума на възрастен, би било много по-лесно да започнете с ума на дете и след това да го тренирате. CAPTCHA, базирана на обратния тест на Тюринг, се използва широко в Интернет.

През 1951 г. Тюринг е избран за сътрудник на Лондонското кралско общество.

В първоначалната си формулировка "тестът на Тюринг" предполага ситуация, в която двама души, мъж и жена, комуникират по някакъв канал, който изключва възприемането на глас, с трети човек, отделен от тях със стена, който се опитва да определи пола на всеки от събеседниците му чрез непреки въпроси; докато мъжът се опитва да обърка питащия, а жената помага на питащия да разбере истината.

Въпросът тогава е дали една машина може да бъде толкова успешна в тази "игра на имитация" вместо човек (дали питащият ще греши в заключенията си толкова често). Впоследствие става масово опростена форматест, при който се установява дали човек, общуващ в подобна ситуация с определен събеседник, може да определи дали общува с друг човек или с изкуствено устройство.

The мисловен експериментимаше редица ключови последици. Първо, той предложи някакъв оперативен критерий за отговор на въпроса „Може ли една машина да мисли?“.

Второ, този критерий се оказа лингвистичен: посоченият въпрос беше изрично заменен с въпроса дали една машина може адекватно да комуникира с човек на естествен език. Тюринг пише директно за промяната на формулировката и в същото време изразява увереност, че „методът на въпросите и отговорите е подходящ за покриване на почти всяка област човешка дейност, които искаме да разгледаме.

Последствието от това беше съществена роля, която в по-нататъчно развитиеИзкуственият интелект, поне до 80-те години на миналия век, се играеше от изследвания върху моделирането на разбирането и производството на естествен език. През 1977 г. П. Уинстън, тогавашен директор на лабораторията за изкуствен интелект в Масачузетския технологичен институт, пише, че обучението на компютъра да разбира естествения език е същото като постигането на изграждане на интелект като цяло.

На 4 декември, вторник, светът отбелязва Международния ден на информатиката. Сега ни е трудно да си представим живота си без интернет и новите технологии, но навремето много изключителни хора имаха пръст в развитието на тази индустрия.

Детство и младост на Алън Тюринг

Алън Тюринг е роден на 23 юни 1912 г. в Уилмслоу (Великобритания). Той произхожда от семейство на аристократи: бащата на Тюринг, Джулиъс Матисън, отговаряше за британския колониален офис в Индия, а майка му, Етел Сара Стоуни, беше дъщеря на главния инженер на Мадраши. железници. Като дете човекът рядко виждаше родителите си, защото работеха в Индия.

Алън Тюринг като дете

На 6-годишна възраст Алън отива в училище "Св. Майкъл" в Хейстингс. На 7-годишна възраст започва обучението си в общественото училище Sherborne. Още в училище човекът показа изключителни способности по математика, докато беше един от най-лошите ученици в класа по хуманитарни науки.

През 1929 г. Тюринг се опитва да влезе в университета в Кеймбридж заедно с най-добрия си приятел Кристофър Морком, но не успява. Поради неприязънта си към хуманитарните науки, Тюринг не получи резултат на изпита и затова след училище влезе в Кралския колеж в Кеймбридж, въпреки че възнамеряваше да отиде в колежа Тринити. За част от стипендията си той купи три книги, едната от които беше Математическите основи на квантовата механика от Джон фон Нойман.

Алън Тюринг в младостта си

Тюринг харесва идеята, че светът на субатомно ниво не се подчинява на строги закони, а само на статистически вероятности. Той вярваше, че това позволява на хората да упражняват свободна воля и ги отличава от машините.

Научната дейност на Алън Тюринг

Преди Втората световна война

През 1936 г. е публикувана работата на Тюринг „За изчислимите числа“, в текста на която Алън въвежда понятието универсална машина(по-късно наречена "Машина на Тюринг"). „Машината на Тюринг“ изчисли всичко възможно. Между другото, концепцията за модерен персонален компютър се основава на проект, разработен от Тюринг.

След това Тюринг се фокусира върху изучаването на математика и криптология в Института за напреднали изследвания в Принстън, Ню Джърси. След като завършва докторската си дисертация в Принстънския университет през 1938 г., младият учен се завръща в Кеймбридж, където поема работа на непълен работен ден в Центъра за правителствени комуникации, британска правителствена организация, която работи върху разбиването на шифри.

Втората световна война

По време на Втората световна война Тюринг става водещ участник в разбиването на шифрите на германците. Работил е в Bletchley Park, военновременна станция на GCCS, където прави пет големи открития в областта на криптоанализа, включително разработването на електромеханично устройство, използвано за дешифриране на сигналите на немската машина за шифроване Enigma. Работата, издадена от Алън Тюринг и посветена на дешифрирането на "Енигма", неговите колеги нарекоха "Книгата на професионалистите".

Декриптиране на "Машината на Тюринг"

Приносът на Тюринг към разбиването на кодове надхвърля това: Алън също така написа две статии за математическите подходи за разбиване на кодове, считани за стратегически активи на кода и Cypher School (по-късно известно като правителствена централа). Едва през април 2012 г. Центърът за правителствени комуникации публикува тези разработки в Националния архив на Обединеното кралство Великобритания.

След края на войната

До края на войната Тюринг се премества в Лондон, където работи в Националната физическа лаборатория. Там Тюринг ръководи дизайна на автоматичен изчислителен механизъм и в крайна сметка разработи новаторски план за компютър със свързани софтуерни продукти.

Тюринг също за кратко заема ръководни длъжности в катедрата по математика и в Компютърната лаборатория в Университета на Манчестър. Той за първи път изследва проблема с изкуствения интелект в статия от 1950 г. „Компютърни науки и интелект“ и предлага експеримент, известен като „Тест на Тюринг“, опит за създаване на стандарт за разработване на информация за разузнаване за техническата индустрия. През последните десетилетия тестът повлия на дискусиите за изкуствения интелект.

Проблеми поради ориентация

Още в училище Алън Турин осъзна, че има едно нещо, което го отличава от другите момчета. Той чувстваше, че е хомосексуален - човекът се влюби в съученик - Кристофър Морком. Тази история обаче не е за щастлива любов, защото Кристофър почина от туберкулоза преди да завърши училище.

През 1952 г. крадци нахлуха в апартамента на учения и обърнаха всичко с главата надолу, а на бюрото на собственика чакаше бележка, която предупреждаваше, че ако Тюринг отиде в полицията, тогава той интимна тайнастанат известни на целия свят.

Ученият не се оставил да бъде изнудван и въпреки това се обадил на служителите на реда. Хакерът се оказал познат на любовника на Алън. Но проблемът с грабежа остана на заден план, когато полицията намери потвърждение за нетрадиционната сексуална ориентация на мъжа в апартамента.

Алън Тюринг на състезанието на писта

В началото на 50-те години хомосексуалността е била незаконна в Обединеното кралство, така че когато Тюринг признава на полицията, че е имал сексуални отношенияс престъпника, 19-годишния Арнолд Мъри, ученият беше обвинен в груба непристойност.

След ареста си Тюринг е принуден да избира между принудително лечение с хормонални лекарства за намаляване на либидото или затвор. Алън избра първото и скоро беше химически кастриран с инжекции на синтетичния хормон естроген в продължение на една година, което в крайна сметка го направи импотентен.

В резултат на публичността на сексуалната ориентация на учения му беше забранено да продължи да работи с криптография в GCCS.

Трагичната смърт на Алън Тюринг

Изгубил възможността да работи в науката, Тюринг изпаднал в депресия. Освен това, докато приема хормонални лекарства, косата на мъжа започва да пада, апетитът и сексуалното му желание изчезват, а женските гърди започват да растат.

Тюринг умира на 7 юни 1954 г. Г-жа Кристи (икономката на Алън) приготви закуска за собственика и се качи в спалнята, за да повика Тюринг на масата, но намери безжизненото тяло на учения в леглото, а на масата близо до леглото лежеше отхапана ябълка. След аутопсия се оказа, че причината за смъртта е отравяне с цианид.

Алън Тюринг

Близо до тялото са открити останки от ябълка, но в стомаха не са намерени части от плода. Аутопсията разкрива "съдържание на течност в стомаха, което мирише силно на горчиви бадеми, както и разтвор на цианид". В други органи също се забелязва миризма на горчиви бадеми. Аутопсията показа, че причината за смъртта е асфиксия поради отравяне с цианид. Самоубийство е официалната версия.

Известна е обаче и друга версия. Когато Втората световна война приключи, Тюринг работи върху дешифрирането на съветските шифри. Изследователите предполагат, че агенти на КГБ са организирали обир в апартамента на учения и са го въвели в капан, в резултат на което работата по дешифрирането на съветските кодове е спряна. И не е имало други учени от такова ниво, които да продължат работата на Тюринг в Обединеното кралство по това време.

Спомени за Алън Тюринг

През 2009 г. британският премиер Гордън Браун официално поиска прошка за това, че тогавашните британски власти осъдиха Тюринг на задължително лечение за хомосексуалност.

На 23 юни 2012 г. се навършват 100 години от рождението на Алън Тюринг – английски математик, логик, криптограф, оказал значително влияние върху развитието на компютърните науки.

Алън Матисън Тюринг е роден на 23 юни 1912 г. в Лондон, син на колониален служител, служил в Индия. Неговите родители - Джулиус Матисън Тюринг (Julius Mathison) и Етел Сара Стоуни (Ethel Sara Stoney) се запознаха и се ожениха в Индия.

Алън Тюринг учи в престижното Шерборнско училище (Sherborne Public School) в Англия, където показва необикновени способности по математика и химия, след което през 1931 г. постъпва в Кралския колеж (King's College) на Кеймбриджкия университет.

През 1935 г. той завършва дисертацията си „Централната гранична теорема на вероятността“ (която преоткрива сам, без да знае за подобна предишна работа) и е избран за сътрудник на Наученото общество на Колежа. През същата година той за първи път започва работа на полето математическа логикаи да провеждаме изследвания, които за една година са довели до изключителни резултати.

В On the Computable Numbers, with an Application to the Entscheidungsproblem (1936), Тюринг въвежда математическото понятие за абстрактен еквивалент на алгоритъм или изчислима функция, която по-късно е наречена машина на Тюринг. Това беше проект на устройство, което притежава всички основни свойства на съвременна информационна система: програмно управление, памет и поетапен метод на действие.

Машината на Тюринг откри дискусията върху теорията на автоматите и предостави теоретичната основа за работата на цифровите компютри, появили се през 40-те години на миналия век.

Тюринг продължава обучението си в САЩ – в Принстънския университет, където под ръководството на американския математик и логик Алонзо Чърч през 1938 г. получава докторска степен. След това се завръща в Обединеното кралство и получава стипендия в King's College, за да учи логика и теория на числата.

В същото време той започва поверително сътрудничество с Правителственото училище за кодове и шифри в Блечли Парк, където е участвал в работата по дешифрирането на немски шифри още преди войната.

През 1939 г. британското военно министерство натоварва Тюринг със задачата да разкрие тайната на Енигмата, специално устройство, използвано за криптиране на радио съобщения в германския флот и Луфтвафе. Британското разузнаване се сдоби с това устройство, но не беше възможно да дешифрира прихванатите радиосъобщения на германците. Тюринг покани няколко приятели шахматисти в създадения от него отдел. Шест месеца по-късно е разработено устройство, което той нарича "Бомба", което позволява да се прочетат почти всички съобщения на "Луфтвафе". А година по-късно е "хакната" по-сложна версия на Enigma, използвана от нацистките подводничари. Това до голяма степен предопределя военните успехи на британския флот.

Тюринг участва и в разработването на шифри за кореспонденцията на британския министър-председател Уинстън Чърчил и президента на САЩ Франклин Рузвелт, прекарвайки периода от ноември 1942 г. до март 1943 г. в Съединените щати.

Заслугите на Алън Тюринг бяха оценени: след поражението на Германия той беше удостоен със званието командир на Ордена на Британската империя 4-та степен.

През 1945 г. Тюринг е приет в Националната физическа лаборатория в Лондон, където ръководи разработването на голямо автоматично изчислително устройство ACE (Automatic Computing Engine).

Разработен през 1947 г. от Тюринг, „Инструкции за съкратен код“ бележи началото на създаването, изследването и практическа употребапрограмни езици.

През 1948 г. ученият е назначен за заместник на Макс Нюман (Max Newman), директор на изчислителната лаборатория в университета в Манчестър, където е създаден компютърът с най-голямата памет по това време - Манчестърската автоматична цифрова машина, или "Мадам" (Manchester Automatic Digital Machine), както се наричаше в пресата. Тюринг написа няколко програми за него, използвайки буквено-цифров код.

Тюринг се счита за основател не само на изчислителната техника, но и на изкуствения интелект. Изключителна роля в развитието на тази изследователска посока изигра малка статия „Компютърни машини и интелект“ (Computing Machinery and Intellegence), публикувана в списание Mind през 1950 г. и впоследствие препечатана многократно, в която Тюринг предлага известната днес мисъл експеримент (тест на Тюринг) - оперативен метод, отговарящ на въпроса "Мисли ли машината?"

През 1951 г. Алън Тюринг става член на Кралското общество.

В края на живота си той се занимава с проблемите на биологията, а именно развитието химическа теорияморфогенеза. Тази работа остана недовършена. Предварителният доклад от 1952 г. и докладът, който се появява след смъртта му, описват само първите очертания на тази теория.

През 1952 г. Тюринг е изправен на съд за това, че е гей. Скоро скандалът стана публичен, ученият беше осъден и загуби правото да работи в областта на криптографията.

На 8 юни 1954 г. Тюринг е намерен мъртъв в дома си в Уилмслоу близо до Манчестър. Смъртта е настъпила на 7 юни от отравяне с цианид и е обявена за самоубийство.

В чест на Асоциацията на Алън Тюринг за Информатика(Association for Computing Machinery, ACM) учреди награда на негово име. Първият носител на наградата Тюринг през 1966 г. е Алън Пърлис, един от създателите на езика за програмиране Algol и първият президент на ACM.

Материалът е изготвен въз основа на информация от открити източници