Алан Тьюринг — биография математика

Алан Мэтисон Тьюринг – английский учёный, занимавшийся криптографией, логикой, математикой и информатикой. В развитие последней внёс значительный вклад, создав вычислительную «Машину Тьюринга», «тест Тьюринга» и множество других работ.

Алан Мэтисон Тьюринг

Детство и юность

Родители будущего учёного жили в Индии, городе Чхатрапур. Маму звали Сара Этель, а папу – Юлиус Мэтисон. Он работал в Индийской гражданской службе, потому семья жила так далеко от Англии. Но когда пара ждала второго сына (первый Джон), они решили переехать в Лондон. Там 23 июня 1912 года и родился Алан Тьюринг.

Алан Тьюринг в детстве

Мальчик проявлял незаурядные способности в области математики с самого детства – это отмечал директор в его первой школе, мальчику под силу были необычные задачи, хотя математику на профильном уровне ему никто не преподавал. Директор в его второй школе, которая имела гуманитарный уклон, посоветовал родителям Алана перевести мальчика, чтобы тот не занимался непрофильным делом. В 16 лет юноша прочёл статью, посвящённую работам Эйнштейна. В ней напрямую не указывались выведенные законы и формулы, а Тьюринг смог их понять, хотя не изучал математического анализа.

Алан Тьюринг в июле 1930 года

Когда юному математику было восемнадцать лет, его близкий друг, Кристофер Морком, умер от «бычьего туберкулёза». Это событие настолько потрясло Алана, что он стал атеистом несмотря на то, что семья его была верующей.

Тьюринг в 1935 году в саду у своих родителей

Краткая биография

1. 1931 – 1934 гг. – учился в Королевском колледже Кембриджа. Процессом обучения руководил известный английский математик Годфри Харолд Харди.
2. 1936 год – предложил модель «Машины Тьюринга». Это абстрактное вычислительное устройство, смысл которого состоит в следующем – любая последовательность действий разбивается на достаточно элементарные шаги, которые может выполнить некоторая машина. Таким образом Тьюринг формализовал понятие алгоритма
3. 1938 год – выдвинул идею объединения машины Тьюринга с так называемым оракулом. Оракул – это некоторое устройство, которое может давать решение проблемы, а самой машине остаётся лишь проверить правильность ответа. Такой подход помогает дать ответ на задачи, которые не поддаются машине Тьюринга в одиночку.
4. 1939 год – начал расшифровку «Энигмы» (немецкой шифровальной машины). В ходе работы пришёл к статистическому последовательному анализу, который позже стал разделом математической статистике, который был основан на выводах исходя из результатов в выборки.
5. 1944 год – благодаря совместным усилиям Тьюринга и команды учёных была разработана машина «Колосс», которая расшифровывала немецкий код «Лоренц». Шифр был особо сложным и до этого не поддавался декодированию.
6. 1945 год – за военную службу получил от Георга VI орден Британской империи. Этот факт не был обнародован в течение долгого времени.
7. 1945 – 1947 гг. – работал в Национальной физической лаборатории и занимался разработкой автоматической вычислительной машины (ACE), которая нужна была британскому правительству для военных нужд. Вскоре он предоставил доклад, который содержал описание машины с хранимой программой (позже эту концепцию назвали «Фон-Неймановскими принципами», хотя многие идеи принадлежали именно Тьюрингу).
8. Конец 1945 года – выступал в соревнованиях за Легкоатлетический клуб Волтона. Участвовал в марафонах и забегах на пересечённой местности, в которых показывал весьма высокие результаты.
9. 1949 год – стал директором компьютерной лаборатории в Манчестерском университете. Тогда же опубликовал в журнале «Mind» статью «Вычислительные машины и разум». Это была абстрактная математическая работа, содержавшая неоформленную идею теста Тьюринга.
10. 1948 год – вывел метод LU-разложения. Этот подход позволяет решать уравнения, разложив изначальную матрицу коэффициентов на верхнюю треугольную (в ней сохранены коэффициенты до главной диагонали, а ниже — нули) и нижнюю треугольную (соответственно нули над главной диагональю). Метод широко используется и сегодня.
11. 1950 год – предложил известный до сегодняшнего дня тест Тьюринга, который поможет оценить способности искусственного интеллекта. Тест таков – человек разговаривает с двумя собеседниками. Один из них также является человеком, а другой – компьютером. Беседа ведётся в формате переписки. В конце теста первый человек должен определить, кто из собеседников является машиной. Если искусственный интеллект настолько продвинут, что смог сбить человека с толка и тот не может решить, кто есть кто из собеседников, или даже запутался, то считается, что компьютер прошёл тест.
12. Для своего времени этот метод был довольно жёстким и нереалистичным – машины того времени не были способны вести полноценную беседу. Позже специалистами ИИ было принято решение о разработке таких компьютеров, которые могли бы решать чисто прикладные задачи – генерировать текст, распознавать предметы на изображении, название песни по её звучанию и т.д. А тест Тьюринга так и остался высоким критерием оценки.
13. 1951 год – создал вычислительную машину, которая смогла проиграть три мелодии. Их записали на ацетатный диск. Работа осталась в тени, и была восстановлена не скоро – лишь в 2016 году.
14. 1952 год – придумал программу для ещё не существующего компьютера, которая симулировала процесс игры в шахматы. Так как устройства для выполнения алгоритма не было, Тьюринг сам выполнил действия программы, и это было записано, а позже перенесено на исполнительное устройство. Нельзя сказать, что «игра» от лица машины была успешной – она проиграла коллеге Алана Тьюринга.
15. 1952 год, январь – получил обвинение в «непристойном поведении» со стороны правоохранительных органов. Ситуация была следующей – за некоторое время до инцидента учёный познакомился с девятнадцатилетним Арнольдом Мюрреем. Вскоре юноша с другом проникли в дом к Тьюрингу и ограбили его. В процессе следствия Тьюринг признался, что у них с Мюрреем была половая связь, что на тот момент являлось запрещённым в Великобритании.
16. За «нарушение закона» учёному предложили выбрать наказание – тюремный срок или химическая кастрация. Чтобы продолжить работу, Алан Тьюринг выбрал последнее. Данное лечение продолжалось в течение года и привело к импотенции и прочим физическим изменениям. Жизнь Тьюринга повернулась не в лучшую сторону.
17. 8 июня 1954 года – был найден в своей квартире мёртвым. После вскрытия было обнаружено, что в теле учёного находилась доза цианида. Неизвестно, было это убийством или самоубийством. Ясно одно – Алан Тьюринг стал жертвой политики Великобритании по отношению к гомосексуальным мужчинам.

Статуя Тьюринга с машиной Enigma работы Стивена Кеттла в Блетчли-парке, построенная из полумиллиона кусков валлийского сланца

Личная жизнь

Был помолвлен на коллеге Джоан Кларк, которая вместе с ним занималась расшифровкой «Энигмы», в 1941 году. После того, как молодой человек признался ей, что на самом деле предпочитает мужчин, она никак не отреагировала. Такой ответ привёл к тому, что Тьюринг решил – свадьбой заканчивать точно не стоит.

Алан Тьюринг и Джоан Кларк

Заключение

Алан Тьюринг был одарённым учёным, который не останавливался на достигнутом и продолжал совершать открытия. На его изобретениях базируются многие современные устройства. Искусственный интеллект получил особенное развитие, в частности, благодаря его усилиям. Даже привычный нам компьютер имеет такую конфигурацию из-за работ Тьюринга.

Учёный был не только превосходным специалистом в области криптографии и информатики – он также публиковал работы по биологии, совмещённой с математикой, а также занимался лёгкой атлетикой.