Kas ir Alans Tūrings?

Alans Matisons Turings (dzimis 23. gada 1912. jūnijā - miris 7. gada 1954. jūnijā) bija angļu matemātiķis, datorzinātnieks un kriptologs. Viņš tiek uzskatīts par datorzinātņu dibinātāju. Ar viņa izstrādāto Turinga testu viņš izvirzīja kritēriju, vai mašīnām un datoriem var būt domāšanas spēja.

II. Viņu uzskatīja par kara varoni, jo Otrā pasaules kara laikā viņam bija izšķiroša loma vācu kodu uzlaušanā. Turklāt Mančestras universitātes gados viņš ielika mūsdienu datoru konceptuālo pamatu ar definīciju algoritmam, ko sauc par Turinga mašīnu.

Viņa vārds iegāja arī matemātikas vēsturē ar Baznīcas-Tīringenes hipotēzi, kuru viņš izstrādāja kopā ar savu darbu pasniedzēju Alonzo Čērčetu, ar kuru viņš strādāja Prinstonā. Šī tēze norāda, ka visi aprēķini, kurus var aprakstīt ar algoritmu, sastāv no aprēķiniem, kurus var aprakstīt ar četrām operācijām, projekciju, artikulāciju un skenēšanas operācijām. Tā ir neapstiprināta hipotēze par matemātikas filozofiju, nevis matemātiska teorēma.

1952. gadā Tjūrings, kurš vērsās policijā ar sūdzību, ka viņš tiek šantažēts un paziņoja, ka ir gejs, tika tiesāts par apsūdzību homoseksualitātē un notiesāts nošaut ar estrogēna injekciju, kas tika izmantota kā ķīmiskā kastrācijas metode gadā. Viņš nomira 1. gadā no saindēšanās ar kālija cianīdu. Policijas izmeklēšana noteica, ka Tjūrings nomira pašnāvības rezultātā, uzņemot cianīda indi kopā ar apēsto ābolu. Tomēr tika apgalvots, ka Turinga saindējās nevis paša pašnāvības dēļ un ka citiem šajā aizdomīgajā nāvē bija roka.

Viņš kļuva par akadēmiskās informātikas pasaules daļu ar Turinga balvu, kas nosaukta viņa atmiņā un tiek uzskatīta par datorzinātņu Nobelu.

Reakcijas-difūzijas modeli, vienu no vissvarīgākajiem matemātiskajiem modeļiem attīstības bioloģijā, formulēja arī Tjūrings.

Bērnība un jaunība

Viņa māte Sara palika stāvoklī Chatrapur pilsētā Orisā, Indijā. Viņa tēvs Džūlijs Matisons Tjūrings bija Indijas ierēdnis Lielbritānijas Indijas koloniālajā pārvaldē. Jūlijs un viņa māte Sāra vēlējās piedzimt Anglijā, tāpēc viņi ieradās Londonā un apmetās mājā Maide Vale (tagadējā viesnīca Colonnade), kur 23. gada 1912. jūnijā dzimis Alans Tūrings. Viņam bija vecāks brālis, vārdā Jānis. Viņa tēvs nodarbojās ar Indijas civildienesta biznesu, un Turingas bērnībā ģimene ceļoja starp Gildfordu (Anglija) un Indiju, atstājot abus dēlus palikt pie draugiem Hastingsā, Anglijā. Tīrings agrā dzīves posmā parādīja ģēnija pazīmes un konsekventi tās demonstrēja.

Vecāki viņu pierakstīja Sv. Maiklsas dienas skolā, kad viņam bija 6 gadi. Citi viņa instruktori un pēc tam skolas direktors ātri atpazina viņa inteliģenci. 1926. gadā 14 gadu vecumā viņš iegāja Šerbornas skolā - slavenā ļoti dārgā Dorsetas privātskolā. Skolas semestra pirmā diena sakrita ar General Strike Anglijā; tomēr Tjūrings bija tik entuziasma pilns par savu skolu, ka tajā dienā, kad vilcieni valstī nedarbojās, viņš ar velosipēdu devās vairāk nekā 60 jūdžu attālumā no Sauthemptonas uz skolu un pusnakti pavadīja nakti viesnīcā.

Tīringa dabiskā attieksme pret matemātiku un dabaszinātnēm nav izpelnījusies cieņu pret skolotājiem, kuru izglītības definīcija Šerbornā vairāk koncentrējās uz klasisko sengrieķu un latīņu valodu. Skolas direktors rakstīja savai ģimenei: “Es ceru, ka viņš nepaliks nezinošs starp divām skolām. Ja viņš / viņa paliks privātskolā, viņam / viņai jāpieņem privātskolas speciālā izglītība; Ja viņš vienkārši būs uzticīgs zinātnieks, viņš tērē savu laiku šajā privātajā skolā. ”

Neskatoties uz to, Tjūrings turpināja demonstrēt savu izcilo talantu iemīļotajos pētījumos, risinot sarežģītākās augstākās matemātikas problēmas vēl pirms viņš savās klasēs apguva atvasinājumu un integrācijas tēmas. 1928 gadu vecumā 16. gadā viņš saskārās ar Alberta Einšteina darbu; ne tikai to aptvēra; viņš to atklāja, pētot Einšteina kritiku par Ņūtona kustības apgalvojumiem (neizmantojot mācību grāmatu tekstus, kas tos nepaskaidroja).

Tjūrings nodibināja ciešu draudzību un romantiskas attiecības ar nedaudz vecāku skolas akadēmisko studentu Kristoferu Morkomu. Morkoms nomira tikai dažas nedēļas pēc pēdējā semestra beigām Šerbornā no tuberkulozes, kuru viņš bērnībā saslima ar dzeramo tuberkulozes govs pienu. Turingas reliģiskā ticība tika iznīcināta, un viņš kļuva par ateistu. Viņš pieņēma pārliecību, ka visas pasaules parādības, ieskaitot cilvēka smadzeņu darbību, ir materiālistiskas.

Universitāte un viņa darbs pie aprēķināmības

Tēringa nevēlēšanās studēt klasisko seno grieķu un latīņu valodu, kā arī viņa vienmēr izvēlētā matemātika un zinātne liedza viņam iegūt stipendiju Trīsvienības koledžā Kembridžā. Viņš devās uz Kembridžas Kings koledžu, savu otro izvēli. Viņš bija tur students no 1931. līdz 1934. gadam, ar izcilu godu nopelnīja diplomu un 1935. gadā tika ievēlēts par Kings koledžas akadēmisko locekli par disertāciju par centrālo robežu teorēmu.

Ļoti svarīgā rakstā “Aprēķināmie skaitļi: pieteikums lēmumu pieņemšanas problēmai”, kas tika iesniegts 28. gada 1936. maijā, Kurts Gēdels pārformulēja skaitļošanas robežu pierādījumu un 1931. gadā sagatavoto pierādījumu rezultātus ar universālo aritmētikā balstīto formālo valodu, tagad to aizstājot kā Tīringenes mašīnas. Viņš izvirzīja pierādījumus, kurus mēs esam pieminējuši, balstoties uz vienkāršākām un formālākām metodēm. Viņš pierādīja, ka jebkuru iedomājamu matemātisku problēmu var atrisināt, izmantojot šādu mašīnu, ja to var attēlot ar algoritmu.

Tjūringa mašīnas ir galvenais mūsdienu skaitļošanas teoriju pētniecības elements. Viņš turpināja pierādīt, ka Turinga mašīnu izbeigšanas problēma nav izlemjama un ka tas nav Lēmumu pieņemšanas problēmas sekas: kopumā nav iespējams izlemt, pat ja algoritmiski uzrādītā Turinga mašīna vienmēr beidzas. Lai gan viņa pierādījums tika publicēts vēlāk nekā Alonzo baznīcas ekvivalents Turingas rezultāta pierādījums, kas balstīts uz lambda skaitļošanas teoriju, Turingas darbs bija daudz pieņemamāks un intuitīvāks. Jauna viņa teorijas puse bija jēdziens "Universālā (Turingas) mašīna", ideja par mašīnu, kas veiktu jebkuras citas mašīnas uzdevumus. Rakstā tika ieviesta arī identificējamo skaitļu koncepcija.

No 1936. gada septembra līdz 1938. gada jūlijam viņš gandrīz nepārtraukti strādāja kopā ar Alonzo baznīcu Prinstonas universitātes Progresīvo pētījumu institūtā. Bez abstraktās matemātikas viņš strādāja arī pie kriptoloģijas un pabeidza trīs četrpakāpju elektromehāniskās binārā reizināšanas mašīnas trīs pakāpes. Viņš iesniedza disertāciju 1938. gada jūnijā un no Prinstonas ieguva filozofijas doktora titulu. Savā zinātniskajā darbā viņš pārbaudīja skaitļošanas jēdzienu ar Turinga mašīnām, kas saistītas ar zīlēšanas mašīnām, ļaujot viņam izpētīt problēmas, kuras Turinga mašīna nevar atrisināt.

Atgriežoties Kembridžā, Anglijā, viņš apmeklēja Ludviga Vitgenšteina lekcijas par matemātikas pamatiem. Viņiem abiem bija strīdi un viņi nespēja saprasties. Tjūrings atbalstīja formālismu, un Vitgenšteins apgalvoja, ka matemātika drīzāk izgudroja jaunus faktus, nevis tos atkal atklāja. Viņš arī nepilnu slodzi strādāja valdības kodeksa un šifra skolā (GCCS).

Turing-Welchman "bombe" mašīna

Dažas nedēļas pēc pievienošanās Blečlijas parkam Tjūrings izstrādāja elektromehānisko mašīnu, kas palīdzēs ātri salauzt Enigma; Vārds Bombe tika piešķirts šai mašīnai, atsaucoties uz Bombe nosaukumu ierīcei, kas iepriekš tika izstrādāta no Polijas izstrādātajām mašīnām 1932. gadā. Ar papildinājumiem matemātiķa Gordona Velšmana ieteikumiem Bombe Enigma tika izmantota kā vissvarīgākā un vienīgā pilnībā automatizētā koda uzlaušanas mašīna, uzbrūkot aizsargātai ziņojumu plūsmai.

Profesors Džeks Guds, kurš vienlaikus ar Tīringu strādāja pie kriptanalīzes Bletlija parkā, vēlāk pagodināja Tjūringu ar šiem vārdiem: “Manuprāt, vissvarīgākais Turingas ieguldījums ir kriptanalītiskās mašīnas Bombe dizains. Tās pamatā bija loģiska teorēma, kas neapmācītai ausij šķita absurda, vai pat pretrunīga ideja, ka, visticamāk, mēs visu varam saprast. ”

Bombe izpētīja iespējamos pareizos iestatījumus, ko izmantot Enigma mašīnas ziņojumā (piemēram, zobrata komandas, zobrata iestatījumus utt.), Un izmantoja tos testēšanai, kas atrada piemērotu un saprātīgu teksta gabalu. Riteņiem bija 1019 iespējamie stāvokļi vispārējām trīsriteņu Enigma mašīnām un 4 iespējamie stāvokļi četrriteņu zemūdens Enigma mašīnām. Bombe izstādīja virkni loģisku secinājumu, pamatojoties uz bērnu gultiņu, kuri tika pabeigti elektriski. Bombe atklāja, kad parādījās konflikts, un novērsa labojumus, pārvietojot to uz nākamo. Daudzi iespējamie pasākumi bija pretrunīgi, un pārējie tika izmesti, atstājot dažus, lai izpētītu detaļas. Turingas Bombe pirmo reizi tika uzstādīta 1022. gada 18. martā. Kara beigās darbojās vairāk nekā divi simti Bombu.

Pirmie datori un Turinga tests

Viņš bija Nacionālajā fizikas laboratorijā, kur no 1945. līdz 1947. gadam strādāja ar ACE (automātisko datoru dzinēju) dizainu. 19. gada 1946. februārī viņš iepazīstināja ar rakstu par pirmā programmas atmiņas datora detalizētu dizainu. Lai gan ACE bija dzīvotspējīgs dizains, slepenība, kas saistīta ar kara laika darbu Bletchley Park, noveda pie kavēšanās ar projekta uzsākšanu un padarīja to neiedomājamu. 1947. gada beigās, pēc sešus gadus ilgušām nepārtrauktām studijām, viņš atgriezās Kembridžā, lai strādātu pēc savas izvēles kādā jomā. Kamēr viņš bija Kembridžā, viņa prombūtnes laikā tika veikts Pilot ACE. Tās pirmā programma notika 10. gada 1950. maijā.

1948. gadā viņš tika iecelts par Matemātikas katedras lektoru Mančestrā. 1949. gadā viņš kļuva par Mančesteras Universitātes datoru laboratorijas direktora vietnieku un strādāja pie programmatūras Manchester Mark 1 vienam no pirmajiem īstajiem datoriem. Šajā laikā viņš turpināja strādāt abstraktāk, un grāmatā “Datoru mehānisms un inteliģence” (prāts, 1950. gada oktobris) Tjūrings norādīja uz mākslīgo intelektu un izvērsa eksperimentu, kas tagad pazīstams kā Turinga tests, mēģinājums noteikt mašīnas standartu. saukt par “inteliģentu”. tas prasīja. Viņš apgalvoja, ka domāt par datoru ir iespējams, ja tas maldina jautātāju, ka viņš vai viņa ir dialogā iesaistīts cilvēks.

1948. gadā Tjūrings sāka rakstīt šaha programmu datoram, kura vēl nepastāvēja, strādājot ar kolēģiem absolventu kolēģi Šampernovenu. 1952. gadā, pietiekami ieslēdzot datoru, lai izpildītu programmu, viņš spēlēja spēli, kurā viņš atdarināja Turinga datoru, un katrs kustības laiks bija apmēram pusstunda. Spēle tika ierakstīta, kaut arī tiek apgalvots, ka Šampernovs ir uzvarējis spēlē pret savu sievu, programma zaudēja Turingas kolēģim Alikam Glennijam.

Parauga formatējums un matemātiskā bioloģija

Tjūrings no 1952. gada līdz savai nāvei 1954. gadā strādāja ar matemātisko bioloģiju, īpaši ar morfogenēzi. 1952. gadā viņš uzrakstīja dokumentu ar nosaukumu “Morfogenēzes ķīmiskais pamats”, postulējot Turingas izlases veidošanas hipotēzi. Uzmanības centrā šajā jomā ir saprast Fibonacci skaitļu esamību dzīvo būtņu struktūrā, Fibonacci phyllotaxis. Piemērā tika izmantots reakcijas-difūzijas vienādojums, kas tagad ir centrālais formēšanas laukā. Viņa pēdējie raksti tika publicēti līdz AM Turing's Compilation Studies publikācijai 1992. gadā.

Pārliecība par piedauzīgu nepieklājību

Homoseksualitāte Apvienotajā Karalistē bija nelikumīga, un, lai arī to uzskatīja par garīgu slimību, tā tika uzskatīta par noziedzīgu nodarījumu. 1952. gada janvārī Tjūrings kinoteātrī satika 19 gadus vecu Alanu Mareju, un Alans Marejs vairākas reizes devās uz Turingas māju, lai paliktu pie viņa. Pēc dažām nedēļām Alans Marejs devās kopā ar paziņu aplaupīt Turingas māju. Turing paziņoja policijai par šo zādzību. Policija zagļus noķēra, un izmeklēšanas laikā atklājās fakts, ka Alanam Marejam ar Turingu bija homoseksuālas attiecības. Tīrings atzina, ka arī tā ir taisnība. Tjūrings un Marejs tika apsūdzēti par neķītru nepieklājību un nogādāti tiesā saskaņā ar 1885. gada Kriminālkodeksa papildinājuma 11. pantu. Tjūrings nenožēloja grēkus un tika notiesāts par tādu pašu noziegumu kā Oskars Vailds pirms 50 gadiem.

Turingam tika piedāvāta izvēle starp pārliecību un, atkarībā no viņa stāvokļa, pārbaudes laiku par notiekošo hormonālo ārstēšanu, lai mazinātu libido. Lai izvairītos no cietuma, viņš pieņēma hormona estrogēna injekcijas, kas viņu kastrētu gada laikā. Tā kā viņš tika atzīts par vainīgu, viņam tika atcelta uzticamības pārbaude valdības slepeno lietu kārtošanai, kā arī tika pārtrauktas viņa pastāvīgās konsultācijas par kriptogrāfijas jautājumiem toreizējā slepenajā GCHQ. Tajā laikā Lielbritānijas valdība nodarbojās ar aģentu grupas (Gijs Burgesss un Donalds Makleins) grupas Kembridžas piecinieks problēmu, no kuriem lielākā daļa bija piekritusi spiegot Padomju Savienības labā savas akadēmiskās studijas laikā Oksfordas-Kembridžas štatā un bija vēlāk ieņēma augstākās pakāpes britu inteliģences aprindās. Bija bažas, ka spiegi un padomju aģenti varētu ieslodzīt homoseksuāļus augstos amatos. Tjūrings pat pēc visiem šiem gadiem ieņēma augstākās pozīcijas īpaši slepenajā Betlija parkā, un tika notiesāts par homoseksuālu.

8. gada 1954. jūnijā viņa mājas sargs atrada viņu mirušu savās Mančestras mājās. Tika paziņots, ka viņš ir miris no saindēšanās ar cianīdu dienu iepriekš, apēdot pusapēdu ar cianīdu saindētu ābolu, kuru viņš bija atstājis pie savas gultas. Nez kāpēc pati ābele nekad netika pārbaudīta par cianīda indi. Neskatoties uz apgalvojumu, ka nāves cēlonis bija saindēšanās ar cianīdu, viņa ķermenim netika veikts post mortem.

Šādos apstākļos Turingas nāve - persona, kura bija ļoti svarīgos amatos valsts slepeno lietu labā un aizdomīgi nomira, izraisīja pārliecību, ka Turingas nāve bija tīša, pat britu slepkavība. MI5 (slepenās izlūkošanas) dienests un viņam tika dota pašnāvības izpausme. Savukārt viņa māte pastāvīgi apgalvoja, ka inde nejauši tika pārnesta uz viņas ēdamo ābolu, pateicoties dēla neuzmanīgai glabāšanai un laboratorijas farmaceitisko līdzekļu lietošanai. Daži cilvēki uzskata, ka Tjūrings izdarīja pašnāvību, uzdodoties par Sniegbaltīti. Citi norāda, ka, kaut arī Tjūrings zaudēja oficiālo uzticamību, viņa pase netika ņemta un pēc šī noteikuma (lai arī ASV to nepieņēma) akadēmisku apsvērumu dēļ viņam vairākas reizes bija atļauts doties uz Eiropu. Ir zināms, ka slepkavības varbūtība Turingā šo apmeklējumu laikā ir ļoti liela. Neskatoties uz to, Lielbritānijas varas iestādes uzskata par apzinātu, ka viņi piever acis uz šīm vizītēm un lielo slepkavības varbūtību. Turingas biogrāfs Endrjū Hodžess apgalvo, ka Turinga pašnāvība šādā veidā bija viņa mātei zināmā mērā noliegta.

Piemiņa pēc nāves

Kopš 1966. gada Turingas balvu katru gadu Datoru mehānismu asociācija piešķir personai, kura ir uzrakstījusi tehniskus rakstus datoru kopienai. Šī balva šodien tiek pieņemta kā datoru pasaules Nobela prēmija.

Zilā plāksne ir uzlikta uz katras ēkas pirms Turingas dzimtās vietas Londonā (tagad viesnīca Colonnade) un pie viņa mājas Mančestrā, kur viņš dzīvoja un nomira, lai norādītu, ka tur dzīvo svarīgas Anglijas vēsturiskās personas.

23. gada 2001. jūnijā Sakvilas parkā, kas atrodas starp universitātes ēkām Whitworth ielā Mančestrā, notika Turingas bronzas statujas inaugurācijas ceremonija. 28. gada 2004. oktobrī “Surrey universitātes” pilsētiņā Guildfordā, Anglijas dienvidos, tika atklāta bronzas skulptūra, kuru veidoja tēlnieks “John W. Mills”. Beltchley parkā, kur strādāja Turinga, 1,5. gada 19. jūnijā ar ceremoniju tika atklāta vēl viena 2007 tonnu smaga Turingas statuja, kuru tēlnieks Stīvens Ketels izgatavoja no plāniem šīfera akmeņiem no Velsas.

Anglijā un dažādās pasaules malās, īpaši universitātēs, tiek rīkoti dažādi pasākumi, kuru mērķis ir iemūžināt Turingas piemiņu, un īpašas zāles, ēkas un laukumus fakultātēs un pilsētiņās sauc par Turing. Piemēram, Stambulas Bilgi universitātē katru gadu tiek organizēts zinātnisks simpozijs ar starptautisku dalību ar nosaukumu “Turing Days”. Sanāksmes mērķis ir izveidot platformu, kurā starptautiskās aprindās tiek apspriestas un ieviestas jaunas tendences un attīstība “Skaitļošanas teorijā un datorzinātnēs”.

10. gada 2009. septembrī, 50 gadus pēc Alana Turinga nāves, Lielbritānijas premjerministrs Gordons Brauns atzina, ka tas, kas tika darīts ar slaveno matemātiķi, bija šausmīgs. Un 2013. gadā karaliene Elizabete II piešķīra Turingam karalisko apžēlošanu pēc viņa nāves, godinot viņa nepārspējamos sasniegumus. .