Если машина заговорит, попросите ее изменить знаки!
Алан Мэтисон Тьюринг — один из основателей современной информатики и криптографии. Человек, благодаря которому удалось взломать «Энигму». Его открытия заложили основы вычислительной техники и искусственного интеллекта, а личная история была полна драматизма и настоящих трагедий.
Алан Мэтисон Тьюринг (1912–1954), английский математик, логик, криптограф и основатель современных компьютерных наука. Источник: wikipedia.org
• Любимый фильм-сказка Алана Тьюринга — «Белоснежка и семь гномов».
• В семь лет во время пикника он наблюдал за пчелами, благодаря чему составил карту их полетов, нашел улей и добыл мед.
• Математик активно принимал участие в соревнованиях. Однажды в забеге по пересеченной местности ему удалось опередить серебряного призера Олимпийских игр.
• Ученый был известен своей эксцентричностью: езда на сломанном велосипеде с противогазом и прикованная к радиатору кружка, чтобы ее не брали коллеги, — лишь немногие примеры.
Маленький гений
Алан Тьюринг появился на свет 23 июня 1912 года в лондонском районе Мейда-Вейл, куда прибыл в отпуск его отец, Джулиус. Из-за его работы семья жила в Индии, но хотела, чтобы дети воспитывались в Англии. Поэтому решено было оставить Алана под присмотром друзей, проживающих в Лондоне.
Мальчик начал свое обучение в обычной школе, где его быстро стали называть гением, в том числе и учителя. Но это звание скоро было забыто. В тринадцать лет Алан перешел в престижную частную школу Шерборн, где его увлечение точными науками не было оценено по достоинству, так как упор делался на гуманитарные. Несмотря на отсутствие математических предметов, мальчик занимался самостоятельно и напрочь игнорировал все остальное. Поэтому преподаватели сообщили родителям, что эта школа для Алана — пустая трата времени. Но, несмотря на недовольство учителей, было принято решение оставить все как есть.
Первые трудности
В старших классах Тьюринг познакомился с Кристофером Моркомом. Именно благодаря новому другу ему удалось собраться и, несмотря на ужасающий табель успеваемости, все-таки окончить школу.
Оба мальчика решили поступать в Кембриджский университет. Цель не вызвала совершенно никаких сложностей у Кристофера, но стала препятствием для Алана. Привычка игнорировать то, что ему не интересно, имела последствия: для поступления понадобились гуманитарные предметы.
Спустя некоторое время последовал новый удар — столкновение со смертью. Кристофер Морком умер от туберкулеза, после чего Алан все-таки взял себя в руки и в память о друге поступил в королевский колледж Кембриджа.
Первые шаги в науке
В 1935 году юноша защитил свою первую диссертацию, представив «машину Тьюринга» — это была математическая модель универсальных вычислений на основе двоичного кода: некий эксперимент, который решал проблему теоретической логики. Аппарат состоял из бесконечной ленты, разделенной на ячейки, в каждой из которых записывался символ, и механической головки, которая могла считывать, записывать символы и передвигаться по ленте согласно строго прописанным алгоритмам. Таким образом ученый доказал, что, разложив задачу на последовательные логические шаги, ее можно решить с помощью вычислительной машины. Эта идея стала фундаментальной для развития теории алгоритмов и информатики как науки.
А в 1938 году Тьюринг защитил докторскую, в которой расширил исследовательские возможности первой модели машины.
Два года форы
Алану Тьюрингу принадлежит одно из важнейших достижений Второй мировой войны — взлом немецкой шифровальной машины «Энигма». Это сыграло важную роль в приближении конца военных действий: благодаря ученому их удалось прекратить раньше не менее чем на два года.
«Энигма» была разработана в 1920-х годах и использовалась для кодирования немецких военных сообщений. Из-за сложности шифра и постоянного изменения настроек истолковать сообщения казалось невозможным. Немецкие военные при планировании операций полагались на секретность связи, которая обеспечивалась именно этой машиной. Расшифровка тайн противника позволяла предугадывать действия врага, прерывать атаки и эффективно планировать собственные операции.
Bombe, оригинальной машины для расшифровки кода «Энигмы». Источник: Antoine Taveneaux
Тьюринг разработал теоретическую базу и практическое устройство — электромеханическую машину Bombe, которая существенно ускорила расшифровку сообщений. Опираясь на польские наработки, он усовершенствовал идею машины для поиска правильных настроек роторов — якоей в электромеханической машине, которые нужны для преобразования электрической энергии во вращательную механическую.
Ученый предложил метод перебора последовательностей исходного текста с использованием cribs — предположений о частях зашифрованного сообщения, например стандартных фраз и прогнозов погоды, что позволило быстро ограничивать варианты ключей и находить правильные настройки.
Bombe ежедневно работала в три смены, расшифровывая немецкие сообщения до смены ключей, что помогало союзникам своевременно получать стратегическую информацию и предотвращать атаки противника. Благодаря работе в Блетчли-парке Тьюринга и его команды были сорваны крупные немецкие спецоперации, уничтожено множество подводных лодок и спасено огромное количество жизней.
После победы
После войны Алан Тьюринг сосредоточился на нескольких ключевых направлениях.
Он занялся разработкой концепции электронных вычислительных устройств. В 1946 году математик представил проект Automatic Computing Engine — машину, обладающую программируемой памятью и способную обрабатывать большие объемы данных, решая сложные задачи. Упрощенная версия этого проекта, Pilot ACE, появилась в 1950 году и сыграла важную роль в развитии вычислительной техники. На принципах ее конструкции были созданы последующие изобретения.
Тьюринг развивал идею искусственного интеллекта. В 1947 году он сформулировал тест, известный сейчас как «тест Тьюринга» и предназначенный для оценки способностей машины к мышлению. Эксперимент заключался в «имитации». Судья вел текстовую переписку с двумя собеседниками, не видя и не слыша их, задавал любые вопросы. Цель машины — отвечать так, чтобы судья не смог определить, кто из собеседников ненастоящий. Эта идея стала фундаментом исследований в области искусственного интеллекта.
Офис Алана Тьюринга в Блетчи-парк. Источник: Caskination
Ученый переключил внимание на вычислительную биологию, пытаясь понять, каким образом простые процессы могут приводить к сложным структурам, и используя математические модели для описания таких процессов. Многие его разработки в этой сфере подтвердились только современными вычислениями.
Последний акт
В 1954 году Тьюринг умер от отравления цианидом. Рядом с ним было найдено надкушенное яблоко, которое, предположительно, содержало яд, хотя экспертиза не проводилась. Следствие пришло к выводу, что смерть была добровольной.
Наследие
Основы вычислительной техники, теории алгоритмов и биоматематики напрямую связаны с наследием ученого. Алан Тьюринг — символ гения, чей вклад не просто изменил науку, а полностью преобразил мир, открыв дорогу в новую эру знаний и инноваций.
Фото на обложке: wikipedia.org
