Сто лет назад, 23 июня 1912 года, в Лондоне появился на свет Алан Мэтисон Тьюринг (ум. 1954) – английский математик, чей вклад в развитие информационных технологий оценивается столь высоко, что весь 2012 г. был объявлен «годом Тьюринга». Понятия «машины» и «теста» Тьюринга известны многим людям, даже далеким от кибернетики, а учрежденная в 1966 г. ежегодная премия его имени считается чуть ли не IT-аналогом Нобелевской.
Отец Тьюринга служил в Индии, но родители пожелали, чтобы Алан и его брат получили классическое британское образование, поэтому почти все детство мальчики провели в Англии, вдали от своей семьи. С самого раннего возраста Алан Тьюринг проявлял все признаки вундеркинда – но, к большому ужасу его родителей и опекунов, только в области математики и естественных наук, которые в то время не пользовались особым уважением со стороны классически образованного английского высшего общества.
![Turing_01](https://itc.ua/wp-content/uploads/Turing_01.jpg)
По общеобразовательным предметам Алан был последним учеником в классе, зато в 16 лет самостоятельно изучил теорию относительности – и даже развил и обосновал некоторые идеи Эйнштейна. В 1931–1934 гг. он учился в Кембридже, где продолжал смущать своих аристократичных сокурсников эксцентрическим поведением, беспорядочным стилем одежды и любительскими химическими опытами, отнимавшими львиную долю его свободного времени: к таким опытам сводилась придуманная им игра в необитаемый остров, целью которой было получить как можно больше полезных химических веществ из уже имеющихся в хозяйстве обыденных предметов вроде чернил или стирального порошка.
![Turing_02](https://itc.ua/wp-content/uploads/Turing_02.jpg)
В 1936 году, будучи аспирантом сначала в Кембридже, а потом и в Принстоне, Тьюринг опубликовал свою первую знаменитую работу под названием «О вычислимых числах с приложением к проблеме разрешения». «Проблемой разрешения», или по-научному Entscheidungsproblem, называлась выдвинутая в 1928 году немецким математиком Давидом Гилбертом задача формулировки такого алгоритма, который, получив на входе все правила некоторого формального языка и определенное утверждение на этом языке, мог бы выдать на выходе верный ответ об истинности или ложности этого утверждения. Тьюринг (а одновременно и независимо от него в том же 1936 году – американский математик Алонзо Черч) доказывал, что это задача не имеет общего решения – в частности, не существует такого алгоритма для определения истинности утверждений арифметики.
Для того, чтобы ответить на вопрос Гилберта, Тьюрингу понадобилось дать четкое определение понятия алгоритма – здесь он и формулирует свою идею «автоматической машины», которую с тех пор называют не иначе как именем самого Тьюринга. Собственно, слово «машина» здесь употреблено скорее условно, не в смысле реального устройства, а как воображаемый гипотетический автомат или программа, выполняющая элементарные вычисления. Такая «машина» состоит из бесконечной ленты, разделенной на ячейки, и управляющего устройства, которое перемещается по ленте, считывая и записывая в ячейках символы из некоторого конечного набора. Устройство при этом руководствуется таблицей правил, определяющих, что именно следует из различных комбинаций прочитанных символов. В этой концепции наглядно воплотились такие универсальные элементы будущих ЭВМ как память, программное управление и пошаговый принцип работы.
![Turing_03](https://itc.ua/wp-content/uploads/Turing_03.jpg)
Впрочем, хотя «Машина Тьюринга» до сих пор активно используется во многих исследованиях, широкую известность Тьюринг получил не за эту теоретическую модель, благодаря которой он может считаться одним из основателей информатики, – а за более ощутимое и практическое направление своей деятельности. Вернувшись на родину из США, с самых первых дней Второй мировой войны, с сентября следующего года, блестящий теоретический математик становится ведущим сотрудником «Правительственной школы кодов и шифров» – секретного шифровального центра, располагавшегося в центре Великобритании, в поместье Блетчли-Парк.
Основной задачей центра была, естественно, расшифровка немецких радиосообщений – и особенно тех из них, которые кодировались при помощи электромеханических шифровальных машин семейства «Энигма», эффективность применения которых обеспечивала сложная система настроек колец и роторов, а также ежедневно сменяемые ключи для шифровки. Взлом «Энигмы» получил кодовое название «операция Ультра». Большую помощь в этом деле оказали англичанам польские ученые, которые бились над этой задачей еще с конца 1920-х годов – хотя в итоге им и не удалось расшифровать код, но зато поляки успешно реконструировали работающие экземпляры этого чуда немецкой техники.
![Turing_04](https://itc.ua/wp-content/uploads/Turing_04.jpg)
Польские коллеги пытались пробить брешь в кодировке, используя ошибки немецких шифровальщиков – которые, впрочем, достаточно быстро исправлялись, – и пробуя полный перебор всех возможных комбинаций, что требовало просто нереальных затрат сил и времени. Алан Тьюринг предложил более эффективный способ: перебор последовательностей символов на основе подобранного открытого текста.
Проще говоря, достаточно было ежедневно узнавать или угадывать один небольшой отрывок из сообщения – что было не так уж и сложно, поскольку, несмотря на все тайны и коды, немецкие военные общались между собой достаточно стереотипными фразами, – и механическим перебором двадцати шести символов латинского алфавита определить точное место этого отрывка в полном зашифрованном тексте. Последнюю процедуру Тьюринг придумал осуществлять, исходя из принципа исключения: известной особенностью «Энигмы» было то, что при шифровке она заменяла каждую букву любой другой, но только не такой же именно буквой.
![Turing_05](https://itc.ua/wp-content/uploads/Turing_05.jpg)
Тьюрингу принадлежал общий замысел машины для расшифровки и вся теоретическая часть работы, в которой ему помогал другой английский математик, Гордон Вельхман, – а собственно вычислительную машину сконструировал по их планам инженер Гарольд Кин из British Tabulating Machine Company. В качестве признания заслуг польских ученых, чье устройство носило звучное имя «bomba kryptologiczna», ее усовершенствованный преемник получил название «The bombe». Правда, говорят, что при работе английский аппарат все-таки еще громко и характерно тикал.
Первая «Бомба Тьюринга» была запущена 18 марта 1940 года, а до конца войны встало в строй еще более двухсот экземпляров этой вычислительной машины – все вместе позволяли расшифровывать от нескольких сотен до пары тысяч сообщений в день. Каждое из этих устройств состояло из 108 вращающихся электромагнитных барабанов и весило 2,5 тонны. Увы, после окончания войны Черчиль – из соображений безопасности – приказал разобрать все имеющиеся «Бомбы» и уничтожить многие их детали. Только несколько лет назад удалось воссоздать одну такую Turing Bombe, ныне представленную в экспозиции компьютерного музея в Блетчли-парк, – несмотря на хорошо сохранившиеся чертежи и описания, на реконструкцию ушло почти целое десятилетие.
![Turing_06](https://itc.ua/wp-content/uploads/Turing_06.jpg)
Но интерес Алана Тьюринга к вычислительным машинам с окончанием войны, конечно же, не иссяк. Уже в 1946 году он представляет лондонской Национальной физической лаборатории проект устройства под названием Automatic Computing Engine – первой английской ЭВМ и первого в мире компьютера с хранимой в памяти программой. По его замыслу, ACE должен был состоять из 7000 вакуумных ламп, использовать память на линиях задержки эквивалентом в 25 КБ и обойтись в сумму чуть больше 11 тыс. фунтов стерлингов. Увы, этот проект не получил ни известности (прежде всего, по причине секретности деятельности самого Тьюринга в военный период), ни практического воплощения (на этот раз уже потому, что коллеги Тьюринга оценили проект как слишком амбициозный). Был реализован лишь его упрощенный и уменьшенный вариант Pilot ACE, выполнивший свою первую программу 10 мая 1950 года.
К тому времени Тьюринг, отчаявшись увидеть воплощение в жизнь своего проекта – к тому же еще и названого в честь таких же амбициозных и нереализованных проектов Чарльза Бэббиджа Difference Engine и Analytical Engine, – покидает Национальную физическую лабораторию и переходит на должность заместителя руководителя компьютерной лаборатории Манчестерского университета. Здесь он занимается, кроме прочего, разработкой программной среды для местной пионерской ЭВМ Manchester Mark 1, а также и своими излюбленными исследованиями в области теоретической математики. Интересно, что именно последние наводят его на мысль о создании искусственного интеллекта – еще одна сфера науки и техники, в которой Тьюринг по праву числится среди отцов-основателей.
В 1950 году в философском журнале «Mind» Алан Тьюринг публикует статью под заглавием «Вычислительные машины и разумность», в которой задается популярным в то время (и не только) вопросом: «Могут ли машины мыслить?». Не будучи собственно философом, а потому не стремясь точно определить понятия «мысли» и «машины», Тьюринг сводит этот вопрос к более простому: может ли машина имитировать действия человека, в частности, его ответы на вопросы, задаваемые на английском языке? В этом и заключается знаменитый «тест Тьюринга»: проверить, может ли компьютер отвечать на вопросы аудитории таким образом, чтобы его можно было бы принять за человека.
![Turing_07](https://itc.ua/wp-content/uploads/Turing_07.jpg)
Строго говоря, вопрос собственно об уме и об умении мыслить, тем более в философском их понимании, тут практически не ставится, а заменяется на прикладную задачу подражания человеческому поведению и человеческому общению на естественном языке – а подражание это может быть и неосмысленным. Однако, даже и в таком крайне упрощенном варианте, «тест Тьюринга» так и не был пройден ни одной вычислительной машиной – несмотря на учрежденную в 1990 году премию в сто тысяч долларов «первому компьютеру, чьи ответы будут неотличимы от человеческих» и который таким образом планируется объявить «мыслящим». Что, разумеется, нисколько не умаляет заслуг Тьюринга и значения его «теста на мышление» в развитии информационных технологий. Вариант этого теста, разработанный в 2000 году в университете Карнеги-Меллона, известен сегодня практически каждому пользователю Интернета – под замысловатым наименованием «Полностью автоматический публичный тест Тьюринга для различения компьютеров от людей» – или, сокращенно, CAPTCHA.
![Turing_08](https://itc.ua/wp-content/uploads/Turing_08.jpg)
К сожалению, дальнейшая судьба самого Алана Тьюринга довольно печальна. Арестованный по обвинению в нетрадиционной сексуальной ориентации, он соглашается на принудительный курс гормонального лечения, который становится причиной депрессии – вместе с запретом на доступ к секретным исследованиям, к которым в ситуации разгорающейся Холодной войны продолжают относиться и компьютерные технологии. 8 июня 1954 года, незадолго до 42 дня рождения, Алана Тьюринга находят мертвым в его квартире. Вскрытие показывает отравление цианистым калием; вопрос о том, было ли это самоубийством, как это решило следствие, или – как утверждала его мать – результатом небрежного обращения с химикатами, экспериментированием с которыми ученый занимался с самого детства, – до сих пор остается открытым.
Сообщить об опечатке
Текст, который будет отправлен нашим редакторам: