Алан тьюринг был голубым. Мысль — материальна: Алан Тьюринг как «универсальный вычислитель

Главная

Биографии

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

В 1951 году Алан Тьюринг стал членом Королевского научного общества.

Материал подготовлен на основе информации открытых источников

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.

С развитием компьютерных технологий возрос интерес к личности Алана Тьюринга. Кем был этот человек? Какой оставил след в истории информатики и математики? Почему это имя было долго в забвении?

Кто такой Алан Тьюринг, каковы его заслуги перед наукой? Сегодня найдется немало людей, которые смогли бы уверенно ответить на этот вопрос. А уж тем более в узких профессиональных кругах – без «машины Тьюринга» ни один современный учебник математической логики не обходится. Прекрасно знают учёного и специалисты из области информатики. Правда, у некоторых эти знания немного однобокие. «Тьюринг – первый хакер» – все, что им известно об этом гениальном человеке.

Несмотря на то, что Алана Тьюринга можно поставить в один ряд с известнейшими математиками, например, Декартом или Лейбницем, признание пришло к нему через много лет после смерти. Впрочем, сам Тьюринг сделал все возможное при жизни, чтобы его открытия не получили достойного признания современников. Равнодушие ученого к собственным достижениям сыграло против него же.

Личность Алана Тьюринга очень противоречивая. Да и его жизненный путь не назовешь гладким. Чтобы понять этого человека, надо обратиться к беспристрастным фактам его биографии.

Детство

Как вы думаете, что требуется для появления гения на свет? С точки зрения биологии, должны уникальным образом смешаться гены его родителей. Да и не только родителей, а всех предков до n-ного колена. Природа готовится к появлению гения задолго до даты его рождения.

И вот в 1912 году 23 июня родился маленький Алан. Случилось это в чопорной Англии в одной из лондонских лечебниц. У своих родителей Алан Мэтисон был вторым ребенком. Кстати, отец и мать ученого встретились не в Лондоне, а в далекой Индии (еще одна чудесная случайность, приведшая к появлению гения). Отец еще долго – до 1926 года – служил в этой стране. Братья Алан и Джон оставались на попечении друзей семьи, а затем в лондонском частном интернате, где получали истинно английское строгое воспитание.

Уже с раннего детства мальчик интересовался такими науками, как математика, физика, химия. Научившись читать в шесть лет, Алан начал изучать не сказки как все дети, а научно-популярную литературу. Даже самостоятельно проводил довольно серьезные химические эксперименты: например, получал йод из водорослей. Родители опасались, что эти увлечения помешают ему попасть в престижную английскую школу. Хотя эти опасения были совершенно напрасными.

В возрасте 13 лет младший Тьюринг поступил в знаменитую школу города Шерборн. Эта школа, к сожалению, имела гуманитарный уклон, что не соответствовало увлечениям Алана Мэтисона. Поэтому все годы учебы он слыл плохим учеником, что, согласитесь, для гениев опять же не редкость. Своим поведением он доводил учителей гуманитарных дисциплин до стресса. А как же, позвольте спросить, будет себя вести ребенок на совершенно неинтересных для него занятиях? После уроков вместо подготовки домашних заданий Тьюринг изучал теорию относительности.

Тем не менее, находились преподаватели даже в этой школе, которые смогли заметить необыкновенную одаренность мальчика. Одна из записей в классном журнале гласит, что такие ученики рождаются один раз в два столетия, и он зря теряет время в Шерборнской школе. Однако над Тьюрингом нависла нешуточная угроза остаться без аттестата.

Так бы и пришлось провести свои последние школьные годы в унынии и разочаровании, если бы не случилась чудесная встреча: Алан подружился с Кристофером Моркомом. Для Тьюринга эта дружба стала настоящим спасением. Одноклассников отпугивал его эксцентричный вид, необычные прически, манера говорить. А с Крисом они оказались родными по духу: вместе бездельничали на занятиях, вместе изучали астрономию с математикой, вместе мечтали о Кембридже. Внезапная смерть Криса стала первым жизненным ударом для Тьюринга. Он еще больше уверовал в бессмертие человеческого Духа. С течением времени эта вера сильно пошатнулась, но человеческий разум интересовал Тьюринга всю жизнь.

Первые шаги в науку

В 1931 году Алан Мэтисон, худший ученик школы, поступил в кембриджский Кингз-колледж. Здесь он смог по-настоящему заняться любимой наукой. Особенно его увлекли математика и квантовая физика. Эти дисциплины отвечали на многие интересовавшие его вопросы. По-прежнему эксцентричное поведение Тьюринга отталкивало от него «правильных» студентов. Тем не менее, Алан с блеском закончил учебное заведение спустя четыре года. А с 1936 года около двух лет он работал в Принстоне под началом А.Черча. В 1938 году, защитив докторскую диссертацию, Тьюринг вернулся в Англию, где продолжал изучение теории чисел и логики. Одновременно он посещал семинары по философии математики Л.Витгенштейна, с которым вступал в спор по различным позициям.

Машина Тьюринга

В 1934 году Тьюринг слушал лекции известного М.Ньюмана. На них он впервые столкнулся с проблемой алгоритмов. Ранее эта проблема была поднята Д.Гильбертом еще в 1900 году. Её так и назвали «десятой проблемой Гильберта». Возможно ли с применением алгоритмов решить математическую задачу? Понятия «алгоритма» тогда просто не было. Тьюринг же предположил существование некой машины, которая смогла бы сама изучать мир вокруг себя. Эта машина не физический, а абстрактный объект. Однако через множество лет идеи были применены в практической деятельности.

Взломщик кодов

Еще до начала Второй мировой войны Тьюринг увлекся криптографией и начал работать в Блетчли-Парке. Уже тогда он участвовал в разгадке немецких шифров. А с началом войны Тьюринг полностью перешел в эту организацию. Блетчли-Парку нужен был гениальный сотрудник, и он его получил.

В 1939 году военное ведомство Британии поручило ученому рассекретить «Энигму» – шифровальное устройство. Немецкие радиограммы не поддавались никаким дешифраторам. Все считали «Энигму» совершенной. Сложность шифра была в том, что в нем содержалось больше букв, чем в исходном тексте. Тьюринг вместе с друзьями-шахматистами изобрел достойный ответ «Энигме» – «Бомбу». Это была настоящая бомба для немцев: устройство моментально расшифровывало радиограммы. В дальнейшем друзья совершенствовали свою «Бомбу» с улучшением «Энигмы».

Также Тьюринг кодировал переписку Рузвельта и Черчилля. За свои достижения он был удостоен Ордена Британской империи.

Тест Тьюринга

После войны Тьюринг занимался различной деятельностью, включая криптологию. Также не бросал своего увлечения спортом: шахматами и бегом. Многие не знают, что в кроссе у Тьюринга были мировые результаты. В одном из соревнований он показал время лучше серебряного призера Олимпиады 1948 года. Кстати, первую компьютерную программу для шахмат также разработал Тьюринг. Недаром говорят, что талантливый человек талантлив во всем!

Но более значительные достижения в послевоенное время ученый показал в области создания искусственного интеллекта. Тьюрингу было поручено разработать программное обеспечение для первой «мыслящей машины». Ученого очень интересовал вопрос о возможности замены человека машиной. В журнале «Мind» был предложен знаменитый тест. Суть этого эксперимента заключается в создании ситуации, в которой происходит оценка способности машины думать. Сможет ли человек выявить, кто его собеседник – искусственное устройство или другой человек. И сегодня эта тема является предметом острых споров в науке.

Несмотря на успехи в научной деятельности, в личной жизни Тьюринга пошла череда неудач. Поездка в Грецию и зарубежные контакты создали проблему со службой безопасности. Началась черная полоса в жизни Тьюринга, вызвавшая тяжелейшую депрессию. Восьмого июня 1954 года величайшего гения своего времени Алана Мэтисона Тьюринга нашли мертвым в собственном доме. Он отравился цианидом калия. Юношеское увлечение химией сыграло роковую роль. Тьюринг сам получил отравляющее вещество и впрыснул его в яблоко. Через много лет яблоко стало символом известной компьютерной корпорация «Apple». Прожил гениальный ученый всего лишь 41 год.

За особые заслуги в области информатики ежегодно присуждается премия, названная именем Тьюринга. А в 2002 году он вошел в сотню величайших людей Великобритании.

Разделы