Чем прославился Алан Тьюринг? Вклад в информатику. Алан Тьюринг и его машины: новый взгляд на загадку

Алан Матисон Тьюринг OBE (англ. Alan Mathison Turing; 23 июня 1912 - 7 июня 1954) - английский математик, логик, криптограф, оказавший существенное влияние на развитие информатики. Предложенная им в 1936 году абстрактная вычислительная «Машина Тьюринга» позволила формализовать понятие алгоритма и до сих пор используется во множестве теоретических и практических исследований.

Жизнь Алана Тьюринга закончилась трагически. Он был признан «одной из самых известных жертв гомофобии в Великобритании».

Сын британского чиновника в Индии, Алан учился во Франции, Англии и, затем, в США. Тогда многие математики пытались создать алгоритм для определения истинности высказываний.

Но Гёделю удалось доказать, что любая полезная математическая система аксиом неполна в смысле, что в ней существует высказывание, истинность которого нельзя ни опровергнуть, ни подтвердить. Это побудило Тьюринга доказать, что нет общего метода определения истинности и, таким образом, математика всегда будет содержать недоказуемые высказывания.

В своей работе Тьюринг предложил проект простого устройства, имеющего все основные свойства современной информационной системы: программное управление, память, и пошаговый способ действий. Эта воображаемая машина, получившая название «машины Тьюринга», используется в теории автоматов или компьютеров.

Когда Тьюринг из США возвратился в Англию, началась вторая мировая война. Одним из важнейших вооружений этой войны была ЭВМ «Колосс» по проекту «Ультра», начавшая в 1943 году взламывать сверхсложные шифры немцев. Работа этой системы значительно помогла союзникам в борьбе с немецко-фашистскими захватчиками.

После войны в 1945 Алан возглавил проект создания компьютера «ТУЗ» (ACE, Automatic Computing Engine), а в 1948 Тьюринг стал работать с «МАДАМ» (MADAM, Manchester Automatic DigitAl Machine), компьютером с самой большой памятью в мире в то время.

Работы Алана по сооружению первых ЭВМ и развитию методов программирования имели неоценимую важность, дав основу большинству исследований в области искусственного интеллекта. Он полагал, что компьютеры, в конце концов, смогут мыслить как человек, и предложил простую проверку, известную как тест Тьюринга, оценивающую способность машины мыслить: побеседуйте с ЭВМ, и пусть она убедит вас, что она - человек.

В 1952 году Тьюринг издал первую часть его теоретического изучения развития форм живых организмов. Но эта работа осталась незаконченной.

В 1952 г. обворовали квартиру Тьюринга, и в ходе расследования полиция выяснила, что кражу совершил друг его любовника. Скандал получил широкую огласку - и 30 марта 1953 года состоялся судебный процесс, на котором Тьюринг был обвинен в мужеложестве. На выбор ему было предложено два приговора-либо заключение в тюрьме, либо подавление либидо с помощью инъекций женского гормона эстрогена. Ученый выбрал второе.

Последствия суда были катастрофическими - Алана Тьюринга уволили из шифроаналитического бюро и Манчестерского университета. Правда, потом ему все-таки вернули возможность преподавать. Тем не менее учёный до 1954 г. прожил в затворничестве, играя в свою любимую игру «Необитаемый остров», которая заключалась в получении всевозможных химических веществ из популярных продуктов.

8 июня 1954 года Алан Мэтисон Тьюринг был найден мертвым в своем доме - отравился цианидом. Яблоко, начиненное этой отравой, лежало рядом на ночном столике. До сих пор точно не известно, было ли это самоубийством или Тьюринга погубили завистники. Его мать считала, что он отравился случайно, так как всегда небрежно работал с химикатами.

Было обнаружено, что компьютеры всё-таки могут решить не любую математическую задачу. Алан Тьюринг доказал в 1936 году, что общий алгоритм для решения проблемы остановки для любых возможных входных данных не может существовать.

Во время Второй мировой войны Тьюринг работал в Блечли Парке - британском криптографическом центре, где возглавлял одну из пяти групп, Hut 8, занимавшихся в рамках проекта «Ультра» расшифровкой закодированных немецкой шифровальной машиной «Энигма» сообщений кригсмарине и люфтваффе. Вклад Тьюринга в работы по криптографическому анализу алгоритма, реализованного в «Энигме» основывался на более раннем криптоанализе предыдущих версий шифровальной машины, выполненных в 1938 году польским криптоаналитиком Марианом Реевским.

В начале 1940 года он разработал дешифровальную машину «Бомба», позволявшую читать сообщения люфтваффе. Принцип работы «Бомбы» состоял в переборе возможных вариантов ключа шифра и попыток расшифровки текста, если была известна часть открытого текста или структура расшифровываемого сообщения.

Перебор ключей выполнялся за счёт вращения механических барабанов, сопровождавшегося звуком, похожим на тиканье часов, из-за чего «Бомба» и получила свое название. Для каждого возможного значения ключа, заданного положениями роторов (количество ключей равнялось примерно 1019 для сухопутной «Энигмы» и 1022 для шифровальных машин, используемых в подводных лодках), «Бомба» выполняла сверку с известным открытым текстом, выполнявшуюся электрически.

Первая в Блетчли «Бомба» Тьюринга была запущена 18 марта 1940 года. Дизайн «Бомб» Тьюринга так же был основан на дизайне одноимённой машины Реевского.

Через полгода удалось взломать и более стойкий шифр Кригсмарине. Позже, к 1943 году, Тьюринг внес ощутимый вклад в создание более совершенной дешифровальной электронно-вычислительной машины «Колосс», использующейся в тех же целях.

Даже читая зашифрованные немецкие сообщения, в марте 1943 года Великобритания стояла на грани поражения в Битве за Атлантику и во всей Второй мировой войне. Вполне вероятно, что без расшифровки кода «Энигмы» ход этой войны был бы иным.

Любая интуитивно вычислимая функция является частично рекурсивной, или, эквивалентно, может быть вычислена с помощью некоторой машины Тьюринга.

Алан Тьюринг высказал предположение (известное как тезис Чёрча - Тьюринга), что любой алгоритм в интуитивном смысле этого слова может быть представлен эквивалентной машиной Тьюринга.

Уточнение представления о вычислимости на основе понятия машины Тьюринга (и других эквивалентных ей понятий) открыло возможности для строгого доказательства алгоритмической неразрешимости различных массовых проблем (то есть проблем о нахождении единого метода решения некоторого класса задач, условия которых могут варьироваться в известных пределах).

Простейшим примером алгоритмически неразрешимой массовой проблемы является так называемая проблема применимости алгоритма (называемая также проблемой остановки).

Она состоит в следующем: требуется найти общий метод, который позволял бы для произвольной машины Тьюринга (заданной посредством своей программы) и произвольного начального состояния ленты этой машины определить, завершится ли работа машины за конечное число шагов, или же будет продолжаться неограниченно долго.

Тьюринг является основателем теории искусственного интеллекта.

Машина Тьюринга является расширением модели конечного автомата и способна имитировать (при наличии соответствующей программы) любую машину, действие которой заключается в переходе от одного дискретного состояния к другому.

Тест Тьюринга - тест, предложенный Аланом Тьюрингом в 1950 году в статье «Вычислительные машины и разум» (англ. Computing Machinery and Intelligence) для проверки, является ли компьютер разумным в человеческом смысле слова. В этом тесте один или несколько людей должны задавать вопросы двум тайным собеседникам и на основании ответов определять, кто из них машина, а кто человек. Если не удавалось раскрыть машину, которая маскировалась под человека, предполагалось, что машина разумна.

Тьюринг был гомосексуалистом. В то время в Великобритании гомосексуальные половые акты были запрещены законом, а гомосексуализм считался психическим заболеванием.

В 1952 году ему были предъявлены обвинения в «грубой непристойности» (англ. gross indecency) за то, что он был геем. Тьюринг был осужден, и ему предоставили выбор между двухлетним тюремным заключением и гормональной терапией в виде инъекций эстрогена, которая, по сути, была химической кастрацией.

Тьюринг выбрал терапию. Одним из эффектов была растущая грудь и снижение либидо. Кроме того, в результате осуждения он потерял право работать в области криптографии.

Через год после вынесения приговора он умер от отравления цианидом, который, видимо, содержался в яблоке, половину которого Тьюринг съел перед смертью. Было признано, что он покончил жизнь самоубийством. Тем не менее, его мать считала, что он отравился случайно, так как всегда небрежно работал с химикатами.

10 сентября 2009 года Премьер-министр Великобритании Гордон Браун публично принёс извинения за те методы, которым был подвергнут Алан Тьюринг.

В 2009 году Алан Тьюринг был признан «одной из самых известных жертв гомофобии в Великобритании».

Память об Алане Тьюринге
* Одна из ежегодных наград Ассоциации вычислительной техники называется Премия Тьюринга.
* Алан Тьюринг упоминается в историческом романе «Криптономикон» Нила Стивенсона и фигурирует в романе Роберта Харриса «Энигма».
* Известный писатель-фантаст Гарри Гаррисон в соавторстве с американским учёным в области искусственного интеллекта Марвином Мински написал роман «Выбор по Тьюрингу» («The Turing Option», 1992).
* В романе Уильяма Гибсона «Нейромант» фигурирует «полиция Тьюринга» («регистр Тьюринга»), которая занимается контролем и следит за развитием существующих искусственных интеллектов.

23 июня 2012 года исполняется 100 лет со дня рождения Алана Тьюринга - английского математика, логика, криптографа, оказавшего существенное влияние на развитие информатики.

Алан Матисон Тьюринг (Alan Mathison Turing) родился 23 июня 1912 года в Лондоне в семье колониального чиновника, служившего в Индии. Его родители ‑ Юлиус Мэтисон Тьюринг (Julius Mathison) и Этель Сара Стоуни (Ethel Sara Stoney) познакомились и обвенчались в Индии.

Алан Тьюринг учился в престижной Шерборнской школе (Sherborne Public School) в Англии, где проявил незаурядные способности к математике и химии, затем в 1931 году поступил в Кингз‑колледж (King"s College) Кембриджского университета.

В 1935 году он защитил диссертацию "Центральная предельная теорема теории вероятности" (которую он самостоятельно переоткрыл, не зная об аналогичной предшествующей работе) и был избран членом Научного общества колледжа. В этом же году он впервые начал работать в области математической логики и проводить исследования, которые уже через год привели к выдающимся результатам.

В своей работе "О вычислимых числах, с приложением к проблеме разрешимости" (On the Computable Numbers, with an Application to the Entscheidungsproblem, 1936) Тьюринг ввел математическое понятие абстрактного эквивалента алгоритма, или вычислимой функции, получившее затем название "машины Тьюринга". Это был проект устройства, имеющего все основные свойства современной информационной системы: программное управление, память и пошаговый способ действий.

"Машина Тьюринга" открыла дискуссию по теории автоматов и создала теоретическую базу для работы цифровых компьютеров, которые появились в 1940‑е годы.

Тьюринг продолжил учебу в США - в Принстонском университете, где под руководством американского математика и логика Алонзо Чёрча (Alonzo Church) в 1938 году получил степень доктора философии. Затем он вернулся в Великобританию и получил стипендию Кингз‑колледжа для занятий логикой и теорией чисел.

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. Тьюринг пригласил в созданный им отдел нескольких друзей‑шахматистов. Уже через полгода было разработано устройство, названное им "Бомбой", которое позволяло читать практически все сообщения "люфтваффе". А спустя ещё год был "взломан" и более сложный вариант "Энигмы" , использовавшийся нацистскими подводниками. Это во многом предопределило военные успехи британского флота.

Тьюринг занимался также разработкой шифров для переписки премьер-министра Великобритании Уинстона Черчилля и президента США Франклина Рузвельта, проведя период с ноября 1942 года по март 1943 года в США.

Заслуги Алана Тьюринга были по достоинству оценены: после разгрома Германии он был удостоен звания кавалера Ордена Британской империи 4‑й степени.

В 1945 году Тьюринг был принят в Национальную физическую лабораторию в Лондоне, где возглавил разработку большого автоматического вычислительного устройства АСЕ (Automatic Computing Engine).

Разработанные в 1947 году Тьюрингом "Сокращенные кодовые инструкции" (Abbreviated Code Instructions) положили начало созданию, исследованию и практическому использованию языков программирования.

В 1948 году ученый был назначен заместителем Макса Ньюмена (Max Newman), директора вычислительной лаборатории Манчестерского университета, где создавался компьютер с самой большой по тому времени памятью - манчестерская автоматическая цифровая машина, или "Мадам" (Manchester Automatic Digital Machine), как ее называли в прессе. Тьюринг написал для нее несколько программ, пользуясь буквенно‑цифровым кодом.

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" (Computing Machinery and Intellegence), опубликованная в журнале Mind в 1950 году и впоследствии многократно перепечатывавшаяся, в которой Тьюринг предложил ставший знаменитым мысленный эксперимент (тест Тьюринга) ‑ операциональный способ решения вопроса "мыслит ли машина?".

В 1951 году Алан Тьюринг стал членом Королевского научного общества.

В конце жизни он занялся вопросами биологии, а именно, разработкой химической теории морфогенеза. Эта работа осталась незаконченной. Предварительный доклад 1952 года и отчет, который появился уже после его смерти, описывают только первые наброски этой теории.

В 1952 году Тьюринг попал под суд по обвинению в нетрадиционной сексуальной ориентации. Вскоре скандал стал достоянием публики, ученый подвергся осуждению и потерял право работать в области криптографии.

8 июня 1954 года Тьюринг был найден мертвым в своем доме в Уилмслоу близ Манчестера. Смерть наступила 7 июня от отравления цианидом и была признана самоубийством.

В честь Алана Тьюринга Ассоциация по вычислительной технике (Association for Computing Machnery, АСМ) учредила премию его имени. Первым лауреатом премии Тьюринга в 1966 году стал Алан Перлис, один из создателей языка программирования Алгол, первый президент АСМ.

Материал подготовлен на основе информации открытых источников

«Мы можем заглядывать вперед лишь на очень небольшое расстояние, но уже сейчас очевидно, что нам предстоит еще очень многое сделать…»

Алан Мэтисон Тьюринг

Одинокий вундеркинд

Стену гостиницы (а в прошлом – лечебницы) «Уоррингтон-Лодж» до сей поры украшает табличка: «Здесь родился Алан Тьюринг, пионер кибернетики и взломщик кодов». Это произошло 23 июня 1912 года. Алан был вторым сыном в семье служащего английского колониального ведомства Юлиуса Мэтисона Тьюринга и дочери главного инженера Мадрасских железных дорог Этель Сары Стоуни. Познакомились и обвенчались они в Индии. И с этой страной, вплоть до 1926 года, была связана их работа. А посему оба их сына, оставленные в Англии, были отданы на попечение друга семьи – отставного полковника. Позже дети воспитывались в частном интернате. Жизнь вне семьи не баловала их той нежностью, которую получает ребенок, воспитанный в окружении родителей. Однако в ту пору это было настолько распространенной практикой, что дети не чувствовали себя в чем-то уязвленными.

Читать, писать и считать Алан научился в возрасте шести лет. Его одаренность сразу отметила директор школы Святого Михаила в Гастингсе. В одиннадцать лет он увлекся химией и без особого труда поступил в привилегированную Шербонскую школу. Однако многие обязательные там гуманитарные предметы ему не нравились, и на уроках он откровенно бездельничал. Зато после занятий Алан приступал к собственной программе образования, где приоритет был отдан математике. Все бы ничего, но такое отношение ставило под угрозу получение аттестата. Дирекция однажды передала матери Алана записку:

«Ваш сын, видимо, хочет быть только научным специалистом. Может быть, математиком – такие ученики, как он, рождаются раз в двести лет. Но… что он делает в нашей школе?»

Между тем, в возрасте пятнадцати лет Алан самостоятельно разобрался с теорией относительности. Однако превосходство над сверстниками в математике и шахматах, а также подчеркнутый индивидуализм сделали его изгоем. Впрочем, однажды появляется «родственная душа» в лице нового одноклассника Кристофера Моркома. Теперь они вместе лоботрясничают на том же французском, а после уроков на пару штудируют высшую математику.

Печально, но по окончанию школы в Кембридж удается поступить лишь Кристоферу. Алану остается радоваться за друга и готовиться к штурму в следующем году. Как вдруг Морком скоропостижно умирает. Тьюринг, несмотря на тяжесть навалившегося горя от потери единственного в его жизни друга, находит силы для поступления в кембриджский Кингз-колледж. Там с 1931 года он с полной самоотдачей погружается в математику и квантовую физику и уже спустя три года оканчивает четырехлетний курс досрочно и с отличием. В 1935 году он защищает диссертацию и начинает получать стипендию для проведения исследований.

Именно тогда и появляется концепция, увековечившая имя Алана в учебниках. В 1936 году появилась «Машина Тьюринга». Она представляла собой некий абстрактный исполнитель и являлась простейшей вычислительной машиной с линейной памятью. Это изобретение Алана и по сей день используется в исследованиях по теории автоматов или компьютеров. В это же время Тьюринг доказывает отсутствие «общего метода определения истинности», то есть положение о том, что в математике всегда будут присутствовать недоказуемые высказывания.

Крушитель шифров

С 1936 по 1938 год Тьюринг работает и учится в Принстонском университете под руководством светила математики Алонзо Черча. Получив докторскую ученую степень, он возвращается в Кембридж, одновременно начав сотрудничество со Школой кодов и шифров – секретной лабораторией «под крылом» MI6 (британской разведки). С началом Второй мировой войны это сотрудничество становится настолько плотным, что Алан переезжает в секретные лаборатории Блетчли-парка, где он участвует в проекте «Ультра». Здесь, следуя задаче проекта, Тьюринг отдает все силы противоборству с немецким шифровальным электромеханическим устройством «Энигма».

Блетчли-парк

Собственно, первая версия «Энигмы» была взломана польским криптоаналитиком Марианом Реевским еще в 1938 году. Однако Германия усложнила машинку настолько, что посчитала взлом кодов «невозможным в принципе» даже в случае захвата самого агрегата. Поэтому шифрограммы передавались нагло – открытым радиосигналом. Еще бы – количество вариантов ключей «Энигмы» доходило до 1022. Лелея планы опустошения Англии перед ее оккупацией, фашистская Германия вела усиленную бомбардировку британских городов. К примеру, 14 ноября 1940 года на город Ковентри около пятисот фашистских самолетов сбросили шестисот тонн тяжелых бомб и около тысячи фугасов. Увы, Англия ничего не могла противопоставить внезапным сокрушительным налетам, а потому, едва справляясь, приходилось смиренно разгребать завалы и хоронить своих граждан. Немалый урон наносили и подводные лодки, отправляющие на дно более шестидесяти английских судов в месяц. Причем для фашистских субмарин не имело значения – военный это корабль, торговый или пассажирский.

Естественно, все действия фашистских самолетов и подводных лодок координировались с помощью аппаратов «Энигма». Расшифровать эту загадку для предупреждения ударов и спасти сотни тысяч человеческих жизней: такова была задача, поставленная руководителю одной из пяти групп – Алану Тьюрингу – и его команде, состоящей из интеллектуальной элиты страны.

Осознавая, что из-за невозможности расшифровки намерений противника каждый день гибнут тысячи людей, и отчасти принимая на себя ответственность за жизни соотечественников, группа Тьюринга – Hut 8 – работала почти без сна и отдыха. Титаническими усилиями в довольно сжатые сроки уже 18 марта 1940 года было создано дешифровальное устройство, названное «Бомбой». Свое название машина получила из-за звука, похожего на тиканье часов, который она издавала. Происходило это из-за перебора ключей при вращении механических барабанов.

Шифровальная машинка «Энигма»

Было сделано даже более того, что требовалось на тот момент: Тьюрингом были просчитаны последующие направления модернизаций вражеского кода. И когда в 1941 году в штабе фашистской военщины удивленно осознали свершение «невозможного» факта дешифровки и сменили код, то на его расшифровку ушел лишь месяц. В 1943 году был создан еще более совершенный дешифратор – ЭВМ «Колосс».

«За жизненно важный вклад в военные усилия» в 1946 году Алана Тьюринга награждают орденом Британской империи. Как сказал о роли Алана в победе математик И. Дж. Гуд, сотрудник Блетчли-парка:

«Я не берусь утверждать, что мы выиграли войну благодаря Тьюрингу, но я заявляю со всей ответственностью, что без него мы бы могли ее и проиграть!»

Дешифровальное устройство «Бомба»

Подняв уровень британской дешифровальной техники на невероятную высоту, уже в 1945 году в Национальной физической лаборатории Алан пытается создать первую вычислительную машину ACE (Automatic Computing Engine). Однако смелые идеи Тьюринга не находят поддержки уже на стадии проекта. В 1947 Тьюринг году возвращается в университет Кембриджа, параллельно выступая с лекциями в университете Манчестера, где он возглавляет проект MADAM (Manchester Automatic Digital Machine). В отличие от скептиков из Национальной лаборатории, здесь в команде работают более решительные люди, и проект завершается созданием одной из первых вычислительных машин с самой большой на то время памятью. В 1947 году Тьюринг выпускает работу «Сокращенные кодовые инструкции», положившую начало языкам программирования.

В 1950 году выходит статья Алана «Вычислительные машины и разум», в котором он предлагает свой знаменитый «тест Тьюринга», посвященный теме искусственного интеллекта. Эти работы дают основу исследованиям в области искусственного интеллекта. 1951 год стал годом избрания Тьюринга в члены Королевского научного общества.

В 1952 году увидела свет работа Тьюринга «Химические основы морфогенеза», в которой он впервые описал процесс самоорганизации материи математическими методами, предсказал колебательный характер некоторых химических реакций. Увы, математическая биология стала последним увлечением Тьюринга.

Омут презрения

В текущей жизни, как и в далеком детстве, Алан погружен в свое одиночество, не обременительное ни для себя, ни для окружающих. Он по-прежнему, кроме шахмат, увлечен марафонским бегом, подстраивает будильник по звездам, наслаждается детскими радиопередачами.

Жизнь Алана перевернулась с ног на голову после нелепой криминальной истории. Его обворовал приятель его сексуального партнера. Тьюринг был уверен в своей правоте, когда не стал спускать с рук это преступление и написал заявление в полицию. Однако, выяснив пикантные подробности, полицейские стали раскручивать самого Тьюринга по статье о «крайне непристойном поведении». Алан, постоянно погруженный в науку, явно не разбирался в тонкостях британского менталитета и был обескуражен стремительно разгорающимся общественным резонансом.

Он никогда не скрывал своих сексуальных предпочтений, но и не выпячивал их, отводя интимным отношениям отнюдь не главное место в своей жизни. В годы войны он даже пытался сделать предложение сотруднице Блетчли-парка, но позже решил не спорить со своей природой. Тем не менее, в свете английских законов того времени, гомосексуализм приравнивался к психическим заболеваниям, а посему состоявшийся 31 марта 1953 года суд поставил перед вчерашним героем жестокий и категоричный выбор: заключение в тюрьму либо химическая кастрация – гормональная терапия.

Столь массовое остервенелое и унижающее внимание стало для Тьюринга шоком. Его грандиозные победы над лучшими умами беспощадного противника чествовали гораздо скромнее, нежели раздували позорную шумиху вокруг его сексуальной ориентации. Возбужденное кропотливым копанием в грязном белье общество не могло остановиться в своем «праведном» гневе. Ведь за нагромождением обвинений Тьюрингу каждый обвинитель скрывал грязь собственных грехов. Как человек, принадлежащий науке, Алан предпочел остаться свободным.

Но его надежды на дальнейшую безоблачную научную деятельность не оправдались – изгоя лишили допуска к секретной работе и вышвырнули из Департамента кодов. Здравый смысл не покинул лишь педагогический коллектив Манчестерского университета, который оставил Тьюринга в своих рядах, якобы взяв на поруки. Однако Алан, пребывающий в жесточайшей депрессии, почти там не появлялся.

8 июня 1954 года он был найден дома мертвым. Врач констатировал смерть, наступившую от отравления цианистым калием, содержащимся в лежащем рядом надкушенном яблоке. По легенде, этот фрукт позже стал логотипом фирмы Apple. Его мать утверждала, что смерть наступила из-за неосторожного пользования химикатами при игре в «Необитаемый остров», придуманной Аланом в далеком детстве. Сутью этой игры было получение химикатов из обычных продуктов и веществ.

Между тем, существовала также версия о причастности к смерти Тьюринга спецслужб, сомневающихся в лояльности опального, но много знающего ученого, который, к тому же, обожал путешествовать по Европе. Как бы то ни было, главной причиной смерти Алана Тьюринга является беспринципное предательство чопорного британского общества.

И все же в 2002 году Тьюринг был признан «одним из ста величайших британцев в истории». Но лишь в 2009 году, под напором общественного мнения, премьер-министр Великобритании Гордон Браун принес официальные извинения за преследования ученого. Он заявил:

«Хотя с Тьюрингом обошлись в рамках закона того времени, и мы не можем повернуть время назад, мера воздействия по отношению к нему была крайне несправедливой, и я рад заявить, как глубоко я и мы все сожалеем о том, что с ним случилось».

Сегодня космические просторы бороздит астероид под именем Тьюринг. Ассоциация вычислительной техники ежегодно производит награждение премией Тьюринга. Его имя встречается в фантастических романах и компьютерных играх. В честь столетия со дня рождения Тьюринга было организовано праздничное чествование ученого. Но наибольший интерес для научного мира представляет тест Тьюринга, прохождение которого переросло в ежегодный конкурс с неплохой денежной премией Лебнера.

Использованы фотографии:

2. Milton_Keynes

Словосочетание «тест Тьюринга» правильнее использовать для обозначения предложения, которое касается вопроса о том, могут ли машины мыслить. По мнению автора, такая постановка «слишком бессмысленна», чтобы заслуживать обсуждения. Однако если рассмотреть более конкретный вопрос о том, способен ли цифровой компьютер справиться с некоего рода игрой в имитацию, то появляется возможность точного обсуждения. Более того, сам автор считал, что пройдет не слишком много времени - и появятся вычислительные устройства, которые будут в этом очень «хороши».

Выражение «тест Тьюринга» иногда используется в более общем смысле для обозначения некоторых поведенческих исследований присутствия разума, мысли или интеллекта у предположительно разумных субъектов. Так, например, иногда высказывается мнение, что прообраз теста описан в «Дискурсе о методе» Декарта.

Кто придумал тест Тьюринга?

В 1950-м увидела свет работа «Вычислительные машины и интеллект», в которой впервые была предложена идея игры в имитацию. Тот, кто придумал тест Тьюринга, - английский ученый в области информатики, математик, логик, криптоаналитик и биолог-теоретик Алан Мэтисон Тьюринг. Его модели позволили формализовать концепции алгоритма и вычислений, а также внесли вклад в теории искусственного интеллекта.

Игра в имитацию

Тьюринг описывает следующий вид игры. Предположим, есть человек, машина и лицо, задающее вопросы. Интервьюер находится в комнате, отделенной от остальных участников, которые проходят тест Тьюринга. Цель теста состоит в том, чтобы задающий вопросы определил, кто является человеком, а кто машиной. Интервьюеру оба испытуемых известны под метками X и Y, но по крайней мере в начале ему неизвестно, кто скрывается за меткой Х. В конце игры он должен сказать, что Х - это человек, а Y - это машина, или наоборот. Интервьюеру разрешено задавать испытуемым вопросы теста Тьюринга следующего вида: «Ну будет ли Х любезен сказать мне, играет ли Х в шахматы?» Тот, кто является Х, должен отвечать на вопросы, адресованные Х. Цель машины состоит в том, чтобы ввести в заблуждение спрашивающего, и тот ошибочно сделал вывод о том, что она - человек. Человек же должен помочь установить истину. Об этой игре Алан Тьюринг в 1950 году сказал: «Я считаю, через 50 лет можно будет запрограммировать компьютеры с объемом памяти около 10 9 таким образом, что они успешно смогут играть в имитацию, и средний интервьюер с вероятностью, превышающей 70%, за пять минут не будет в состоянии угадать, кто является машиной».

Эмпирический и концептуальный аспекты

Существует как минимум два вида вопросов, которые возникают относительно предсказаний Тьюринга. Во-первых, эмпирический - правда ли, что уже есть или вскоре появятся компьютеры, способные играть в имитацию настолько успешно, что средний интервьюер с вероятностью, не превышающей 70%, сделает правильный выбор в течение пяти минут? Во-вторых, концептуальный - правда ли, что если бы средний интервьюер после пяти минут допроса с вероятностью менее 70% правильно идентифицировал человека и машину, то мы должны сделать вывод, что последняя демонстрирует некоторый уровень мышления, интеллекта или разума?

Конкурс Лебнера

Мало кто сомневается, что Алан Тьюринг был бы разочарован положением дел с игрой в имитацию к концу ХХ века. Участники конкурса Лебнера (ежегодного мероприятия, в ходе которого компьютерные программы подвергаются тесту Тьюринга) далеки от стандарта, представленного основоположником информатики. Беглый взгляд на протоколы участников за последние десятилетия показывает, что машину можно легко обнаружить с помощью не очень изощренных вопросов. Более того, наиболее успешные игроки постоянно заявляют о сложности конкурса Лебнера по причине отсутствия компьютерной программы, которая бы могла вести достойный разговор в течение пяти минут. Общепризнанным является факт, что конкурсные приложения разрабатываются исключительно с целью получения малого приза, присуждаемого лучшему участнику года, и на большее они не рассчитаны.

Тест Тьюринга: прохождение затягивается?

К середине второго десятилетия XXI века ситуация почти не изменилась. Правда, в 2014 г. возникли претензии на то, что компьютерная программа Eugene Goostman прошла тест Тьюринга, когда она обманула 33% судей в соревновании 2014 г. Но были и другие разовые соревнования, в которых были достигнуты аналогичные результаты. Еще в 1991 году PC Therapist ввел в заблуждение 50% судей. И в демонстрации 2011 г. Cleverbot имел даже более высокий показатель успеха. Во всех этих трех случаях продолжительность процесса была очень мала, и результат не был надежен. Ни один из них не дал веских оснований полагать, что средний интервьюер с вероятностью более 70% правильно идентифицирует отвечающего в течение 5-минутного сеанса.

Метод и прогноз

Кроме того, и это гораздо важнее, необходимо различать тест Тьюринга и предсказание, которое он сделал о его прохождении к концу ХХ века. Вероятность правильной идентификации, интервал времени, в течение которого происходит испытание, и количество необходимых вопросов являются регулируемыми параметрами, несмотря на их ограничение конкретным прогнозом. Даже если основоположник информатики был очень далек от истины в предсказании, которое он сделал о ситуации с искусственным интеллектом к концу ХХ века, вполне вероятна справедливость предложенного им метода. Но прежде чем одобрить тест Тьюринга, следует рассмотреть различные возражения, которые необходимо учесть.

Обязательно ли уметь говорить?

Некоторые люди считают тест Тьюринга шовинистическим в том смысле, что он признает разум только в объектах, которые способны поддерживать беседу с нами. Почему не могут существовать разумные объекты, неспособные вести разговор, или, во всяком случае, беседу с людьми? Возможно, мысль, стоящая за этим вопросом, верна. С другой стороны, можно предположить наличие квалифицированных переводчиков для любых двух интеллектуальных агентов, говорящих на разных языках, позволяющих вести любой разговор. Но в любом случае обвинение в шовинизме совершенно к делу не относится. Тьюринг утверждает лишь то, что если что-то может вести беседу с нами, то у нас есть веские основания полагать наличие у него сознания, подобного нашему. Он не говорит, что только способность вести беседу с нами свидетельствует о потенциальном обладании разумом, похожем на наш.

Почему так легко?

Другие считают тест Тьюринга недостаточно требовательным. Существуют анекдотичные доказательства того, что совершенно бестолковые программы (например, ELIZA) могут казаться обычному наблюдателю обладателями интеллекта в течение достаточно продолжительного времени. Кроме того, за такое короткое время, как пять минут, вполне вероятно, что почти все интервьюеры могут быть обмануты хитрыми, но совершенно неразумными приложениями. Однако важно помнить, что программа тест Тьюринга не может пройти, обманув «простых наблюдателей» в иных условиях, чем те, в которых проверка должна происходить. Приложение должно быть в состоянии выдержать допрос того, кто знает, что один из двух других участников беседы является машиной. Кроме того, программа должна выдерживать такой допрос с высокой степенью успешности после многократного числа испытаний. Тьюринг не упоминает о том, какое конкретно количество тестов потребуется. Однако можно смело предположить, что их число должно быть достаточно большим, чтобы можно было говорить о среднем значении.

Если программа способна на это, то кажется правдоподобным утверждение, что мы, по крайней мере предварительно, будем иметь основания предполагать присутствие интеллекта. Возможно, стоит подчеркнуть еще раз, что может существовать умный субъект, в том числе и умный компьютер, тест Тьюринга пройти не сумевший. Можно допустить, например, существование машин, которые отказываются лгать по моральным соображениям. Поскольку предполагается, что участник-человек должен делать все возможное, чтобы помочь интервьюеру, то вопрос «Вы - машина?» позволит быстро отличить таких патологически правдивых субъектов от людей.

Почему так сложно?

Есть и сомневающиеся в том, что машина когда-либо сможет пройти тест Тьюринга. Среди выдвигаемых ими аргументов - различие времени распознавания слов на родном и иностранном языке у людей, способность ранжировать неологизмы и категории и наличие других особенностей человеческого восприятия, которые трудно симулировать, но которые несущественны для наличия разума.

Почему дискретная машина?

Еще одним спорным аспектом работы теста Тьюринга является то, что его обсуждение ограничено «цифровыми компьютерами». С одной стороны, очевидно, что это важно лишь для прогноза, а не касается подробностей самого метода. Действительно, если тест достоверный, то он подойдет для любой сущности, в том числе для животных, инопланетян и аналоговых вычислительных устройств. С другой стороны, весьма спорно утверждение о том, что «думающие машины» должны быть цифровыми компьютерами. Также вызывает сомнения то, что так полагал сам Тьюринг. В частности стоит отметить, что седьмое возражение, рассматриваемое им, касается возможности существования машин непрерывных состояний, которые автор признает отличными от дискретных. Тьюринг утверждал, что даже если мы являемся автоматами непрерывных состояний, то дискретная машина сможет хорошо подражать нам в игре в имитацию. Однако кажется сомнительным, что его соображения достаточны для того, чтобы установить, что при наличии машин непрерывных состояний, прошедших тест, можно сделать дискретный конечный автомат, который также успешно справится с этим испытанием.

В целом, важным моментом представляется то, что хотя Тьюринг признавал наличие значительно более обширного класса машин, помимо дискретных конечных автоматов, он был уверен в том, что правильно спроектированный дискретный автомат может преуспеть в игре в имитацию.

Имя: Алан Тьюринг (Alan Turing)

Возраст: 41 год

Деятельность: математик, логик, криптограф

Семейное положение: не был женат

Алан Тьюринг: биография

Ученый-математик Алан Тьюринг в тексте работы «О вычислимых числах», вышедшей в 1936 году, доказал, что универсального метода установления истины нет и не может быть в математической науке. Математика всегда будет содержать не поддающиеся разрешению задачи. Работы Тьюринга, затрагивающие эту проблему, признаны в качестве основы академических исследований в сфере искусственного интеллекта.

Детство и юность

Алан Матисон Тьюринг родился в Майда-Вейле, Лондон, 23 июня 1912 года. Школьные учителя признавали необычайные умственные способности Алана, но не придавали им значения. Мальчик посещал престижную школу города Шернборна, где особый интерес проявлял к точным наукам. В биографии ученого содержится ряд интересных фактов. Первый день учебы юноши случайно совпал с началом забастовки, и он был вынужден преодолеть 100 км на велосипеде, чтоб провести ночь в безопасности в отеле, вдали от бунтующей толпы.

После Шерборна Тьюринг вошел в число студентов Королевского колледжа (Кембриджский университет), где проучился три года. По итогам защиты магистерской работы, в которой Алан доказал центральную предельную теорему, молодой человек зачислен в штат преподавателей.

Молодой Алан, хоть и отдавал все время науке и имел имидж чудака среди коллег, на досуге занимался спортом – в британских архивах сохранилось фото 1946 года, где молодой человек бежал марафон.

Наука

В 1936 году вышла работа Тьюринга «О вычислимых числах», в тексте которой Алан ввел понятие универсальной машины (позднее она названа машиной Тьюринга). Машина Тьюринга вычисляла все, что только возможно, концепция современного персонального компьютера базируется на проекте, разработанном Тьюрингом.

Затем Тьюринг сосредоточился на изучении математики и криптологии на базе Института перспективных исследований в городе Принстоне, штат Нью-Джерси. После защиты докторской диссертации в Принстонском университете в 1938 году молодой ученый вернулся в Кембридж, где устроился на работу на неполный рабочий день в Центр правительственной связи – британскую правительственную организацию, которая работала над взломом шифров.

Личная жизнь

1952 год. Тьюринг открыл дверь и застыл на пороге своей квартиры: в комнатах все перевернуто вверх дном, вспорота обивка мебели. На столе хозяина ждала записка, предупреждающая, что если Тьюринг обратится в полицию, то его интимная тайна раскроется на весь мир. О том, что гениальный ученый – гей, тогда еще не было известно. Шантажировать себя ученый не дал и все же позвонил стражам порядка. Взломщиком оказался знакомый любовника Алана. Но проблема ограбления ушла на второй план, когда в квартире полицейские обнаружили подтверждение нетрадиционной сексуальной ориентации мужчины.

В начале 1950-х годов гомосексуализм в Соединенном Королевстве был незаконным, поэтому, когда Тьюринг признался в полиции, что у него были сексуальные отношения с преступником, 19-летним Арнольдом Мюрреем, ученого обвинили в грубой непристойности. После ареста Тьюринга вынудили выбирать между принудительным лечением гормональными препаратами для снижения либидо или тюремным заключением. Алан выбрал первое и вскоре подвергся химической кастрации посредством инъекций синтетического гормона эстрогена в течение года, что в конечном итоге сделало его импотентом.

В результате огласки сексуальной ориентации ученого ему запретили продолжать работу с криптографией в GCCS.

Вторая мировая война

Во время Второй мировой войны Тьюринг стал ведущим участником расшифровки шифров немцев. Он работал в Bletchley Park, на станции военного времени GCCS, где совершил пять крупных открытий в сфере криптоанализа, включая разработку электромеханического устройства, используемого в целях расшифровки сигналов шифровальной машины Германии «Enigma». Работу, выпущенную Аланом Тьюрингом, и посвященную дешифровке «Энигмы», его коллеги прозвали «Книгой Профа» (Профом звали его самого за глаза).

Вклад Тьюринга в процесс взлома кодов этим не ограничивается: Алан также написал две статьи о математических подходах к дешифровке кода, которые считаются стратегически важными активами Кодекса и школы Cypher (позже известной как штаб-квартира правительства). Центр правительственной связи только в апреле 2012 года опубликовал эти разработки в Национальном архиве Соединенного Королевства Великобритании.

К концу войны Тьюринг переехал в Лондон, где работал в Национальной физической лаборатории. Среди заметных вкладов Алана в науку за период работы там стоит отметить то, что Тьюринг руководил проектированием автоматического вычислительного механизма и, в конечном итоге, разработал новаторский план компьютера с соответствующими программными продуктами.

Хотя полная версия ACE не была разработана, ее концепцию использовали в виде модели технологические корпорации во всем мире еще несколько лет, оказывая влияние на дизайн английской Electric DEUCE и американской Bendix G-15, которые считаются первыми в мире персональными компьютерами.

Тьюринг определенное время еще занимал высокопоставленные должности в отделе математики и в вычислительной лаборатории университета в Манчестере. Впервые он занялся изучением проблемы искусственного интеллекта в статье 1950 года «Вычислительная техника и разведка» и предложил эксперимент, известный под названием «Тест Тьюринга» - попытку создать стандарт разработки разведывательной информации для технической отрасли. За последние десятилетия тест оказал заметное влияние на дискуссии по поводу искусственного интеллекта.

Смерть Алана Тьюринга

Лишившись возможности работать в науке, Тьюринг впал в депрессию. Кроме того, на фоне приема гормональных препаратов у мужчины начали выпадать волосы, пропал аппетит и сексуальное влечение, стала расти грудь.

Тьюринг умер 7 июня 1954 года. Миссис Кристи (домработница Алана) приготовила хозяину завтрак и поднялась в спальню, чтобы позвать Тьюринга к столу, но обнаружила в постели бездыханное тело ученого, а на прикроватном столике лежало надкушенное яблоко. После посмертной экспертизы выяснилось, что причиной смерти было отравление цианидом.

Рядом с телом найдены остатки яблока, хотя в желудке не было обнаружено никаких частей яблока. Вскрытие показало «содержание жидкости в желудке, которая сильно пахла горьким миндалем, а также раствор цианида». В других органах также отмечался запах горького миндаля. Вскрытие показало, что причиной смерти стала асфиксия из-за отравления цианидом. Официальной версией объявлено самоубийство.

В июньской статье BBC профессор философии и эксперт по Тьюрингу Джек Коупленд утверждал, что смерть Тьюринга, возможно, стала случайностью: цианид в яблоках не содержится, ничто в записях последних дней Тьюринга не наталкивало на мысли о суициде, но у Алана дома хранился цианид для химических экспериментов.

Однако известна и другая версия. Когда Вторая мировая война закончилась, Тьюринг работал над дешифровкой советских шифров. Исследователи предполагают, что агенты КГБ инсценировали ограбление в квартире ученого и привели его в ловушку, в результате чего работы над расшифровками советских кодов остановились. А других ученых такого уровня, чтоб продолжить работу Тьюринга, в Великобритании тогда не было.

Награды

• Превосходнейший орден Британской империи
• Член Лондонского Королевского общества

Память

• 10 сентября 2009 года премьер-министр Великобритании Гордон Браун посмертно реабилитировал выдающего соотечественника Алана Тьюринга.
• Термином «компьютер» современный мир обязан Алану Тьюрингу.
• Престижная премия за вклад в информатику (250 тысяч долларов) носит имя Тьюринга.
• Согласно одной из версий, надкушенное яблоко (эмблема компании Apple) стало данью памяти гениальному ученому со стороны .
• Жизнь гениального ученого отражена в фильме «Игра в имитацию», где роль Тьюринга сыграл британский актер .