Kdo je Alan Turing?

Alan Mathison Turing (narozen 23. června 1912 - zemřel 7. června 1954) byl anglický matematik, počítačový vědec a kryptolog. Je považován za zakladatele počítačové vědy. S Turingovým testem, který vyvinul, navrhl kritérium, zda stroje a počítače mohou mít schopnost myslet.

II. Byl považován za válečného hrdinu, protože během druhé světové války hrál klíčovou roli při lámání německých kódů. Během let na univerzitě v Manchesteru navíc položil koncepční základ moderních počítačů s definicí algoritmu zvaného Turingův stroj.

Jeho jméno se také zapsalo do dějin matematiky pomocí hypotézy Church-Turing, kterou vytvořil se svým učitelem diplomové práce Alonzem Churchem, se kterým pracoval v Princetonu. Tato práce uvádí, že všechny výpočty, které lze popsat pomocí algoritmu, se skládají z výpočtů, které lze popsat čtyřmi operacemi, projekcí, artikulací a skenováním. Jedná se spíše o nevyvrácenou hypotézu o filozofii matematiky než o matematickou větu.

V roce 1952 byl Turing, který se obrátil na policii se stížností, že byl vydírán, a prohlásil, že je gay, obviněn z homosexuality a odsouzen k injekci estrogenu, který byl použit jako metoda chemické kastrace rok. Zemřel v roce 1 na otravu kyanidem draselným. Policejní vyšetřování zjistilo, že Turing zemřel na následky sebevraždy tím, že si s jablekem, které snědl, vzal kyanidový jed. Nicméně, to bylo argumentoval, že Turingova otrava nebyla kvůli sebevraždě sám a že ostatní měli ruku v této podezřelé smrti.

Stal se součástí světa akademické informatiky díky Turingově ceně, která je pojmenována po něm a je považována za Nobelovu cenu za informatiku.

Model reakce-difúze, jeden z nejdůležitějších matematických modelů ve vývojové biologii, formuloval také Turing.

Dětství a mládí

Jeho matka Sara otěhotněla ve městě Chatrapur v indické Orisse. Jeho otec, Julius Mathison Turing, byl indický státní úředník v britské indické koloniální správě. Julius a jeho matka Sara se chtěli narodit v Anglii, a tak přišli do Londýna a usadili se v domě v Maide Vale (nyní hotel Colonnade), kde se 23. června 1912 narodil Alan Turing. Měl staršího bratra jménem John. Jeho otec pracoval v indické státní službě a během Turingova dětství rodina cestovala mezi Guildfordem v Anglii a Indii a nechala své dva syny, aby zůstali s přáteli v anglickém Hastingsu. Turing vykazoval na počátku života známky geniality a důsledně je projevoval.

Jeho rodiče ho zapsali do denní školy St Michaels, když mu bylo 6 let. Jeho další instruktoři a poté ředitel školy si rychle uvědomili jeho inteligenci. V roce 1926, ve věku 14 let, vstoupil do Sherborne School, slavné velmi drahé soukromé školy v Dorsetu. První den školního semestru se shodoval s generální stávkou v Anglii; Turing byl však ze své školy tak nadšený, že v ten den, kdy v zemi nebyly žádné vlaky, jel na kole více než 60 mil ze Southhamptonu do školy a přes noc strávil noc v hotelu.

Turingova přirozená dispozice k matematice a přírodním vědám mu nezískala respekt jeho učitelů, jejichž definice vzdělávání v Sherborne se více zaměřovala na klasickou starou řečtinu a latinu. Ředitel školy napsal své rodině: „Doufám, že nezůstane v nevědomosti mezi těmito dvěma školami. Pokud má zůstat v soukromé škole, musí přijmout speciální vzdělání soukromé školy; Pokud z něj bude jen oddaný vědec, ztrácí čas v této soukromé škole. “

Navzdory tomu Turing nadále prokazoval svůj mimořádný talent ve studiích, které miloval, řešení problémů v pokročilé vyšší matematice ještě předtím, než se ve svých třídách naučil témata odvozování a integrace. Ve věku 1928 let v roce 16 se setkal s dílem Alberta Einsteina; nejen to uchopil; odhalil to studiem Einsteinovy ​​kritiky Newtonových tvrzení o pohybu (bez použití učebnicových textů, které je nevysvětlily).

Turing navázal blízké přátelství a milostný vztah s Christopherem Morcomem, o něco starším akademickým studentem ve škole. Morcom zemřel jen několik týdnů po skončení posledního semestru v Sherborne na tuberkulózu, kterou si jako dítě přivodil z pití tuberkulózního kravského mléka. Turingova náboženská víra byla zničena a stal se ateistou. Přijal víru, že všechny světové jevy, včetně fungování lidského mozku, jsou materialistické.

Univerzita a jeho práce na vypočítatelnosti

Turingova neochota studovat klasickou řečtinu a latinu a jeho vždy upřednostňovaná matematika a přírodní vědy mu zabránily získat stipendium na Trinity College v Cambridge. Šel na Cambridge Kings College, jeho druhá volba. Byl tam studentem v letech 1931 až 1934, získal diplom s vyznamenáním a v roce 1935 byl zvolen akademickým členem Kings College za disertační práci o teorému o limitu.

Ve velmi důležitém článku Computable Numbers: An Application to the Problem of Decision Making, představeném 28. května 1936, přeformuloval Kurt Gödel výsledky důkazů o limitech výpočtu a důkazů připravených v roce 1931 s univerzálním formálním jazykem založeným na aritmetice , který jej nyní nahradil jako Turingovy stroje. Předložil důkaz, který jsme zmínili, na základě jednodušších a formálnějších metod. Dokázal, že jakýkoli matematický problém, který si lze představit, lze vyřešit pomocí takového stroje, pokud jej lze reprezentovat algoritmem.

Turingovy stroje jsou hlavním výzkumným prvkem dnešních výpočetních teorií. Pokračoval v dokazování, že problém ukončení u strojů Turing je nerozhodnutelný a že to není důsledkem problému rozhodování: obecně není možné rozhodnout, i když algoritmicky prezentovaný stroj Turing vždy končí. Ačkoli jeho důkaz byl publikován později než ekvivalentní důkaz Auringa Churche o Turingově výsledku na základě teorie výpočtu lambda, Turingova práce byla mnohem přijatelnější a intuitivnější. Novou stránkou jeho teorie byl koncept „univerzálního (Turingova) stroje“, myšlenka stroje, který by plnil úkoly jakéhokoli jiného stroje. Článek rovněž představil koncept identifikovatelných čísel.

Od září 1936 do července 1938 téměř nepřetržitě pracoval po boku Alonzo Church na Institutu pro pokročilá studia na Princetonské univerzitě. Kromě abstraktní matematiky pracoval také na kryptologii a dokončil také tři etapy čtyřstupňového elektromechanického binárního multiplikačního stroje. Diplomovou práci předložil v červnu 1938 a získal titul doktora filozofie na Princetonu. Ve své vědecké práci zkoumal koncept výpočtu s Turingovými stroji spojenými s věšteckými stroji, což mu umožnilo zkoumat problémy, které Turingův stroj nedokáže vyřešit.

Po návratu do Cambridge v Anglii navštěvoval přednášky Ludwiga Wittgensteina o základech matematiky. Ti dva se hádali a nemohli spolu vyjít. Turing prosazoval formalismus a Wittgenstein tvrdil, že matematika vymýšlela nová fakta, místo aby je znovu objevovala. Pracoval také na částečný úvazek ve vládě Code Code and Cipher School (GCCS).

Turing-Welchmanův stroj „bombe“

Několik týdnů po vstupu do Bletchley Parku navrhl Turing elektromechanický stroj, který by pomohl rychle rozbít Enigmu; Název Bombe dostal tento stroj ve vztahu k názvu Bombe přidělenému zařízení, které bylo dříve vyvinuto z polských strojů navržených v roce 1932. S dodatky od návrhů matematika Gordona Welchmana byla Bombe Enigma použita jako nejdůležitější a jediný plně automatizovaný stroj na rozbití kódu při útoku na chráněný provoz zpráv.

Profesor Jack Good, který pracoval na kryptoanalýze v Bletchley Parku současně s Turingem, později poctil Turinga těmito slovy: „Nejdůležitějším Turingovým příspěvkem je podle mého názoru design kryptanalytického stroje Bombe. Bylo to založeno na logické větě, která se netrénovanému uchu zdála absurdní, nebo dokonce na rozporuplné myšlence, že je pravděpodobné, že všechno pochopíme. “

Bombe prozkoumala možná správná nastavení pro použití ve zprávě stroje Enigma (např. Příkazy ozubeného kola, nastavení ozubeného kola atd.) A použila jej pro testování, které našlo vhodný a přiměřený kus prostého textu. U kol bylo 1019 možných stavů pro obecné tříkolové stroje Enigma a 4 možných stavů pro čtyřkolové ponorky Enigma. Bombe vykazovala řadu logických závěrů založených na betlémě, které byly dokončeny elektricky. Bombe detekoval výskyt konfliktu a úpravy odstranil přesunutím do dalšího. Mnoho z možných uspořádání bylo nekonzistentních a zbytek byl vyřazen, takže pár pro podrobnější prozkoumání. Turingův Bombe byl poprvé nainstalován 1022. března 18. Na konci války bylo v provozu přes dvě stě bomb.

První počítače a Turingův test

Byl v Národní fyzikální laboratoři, kde pracoval na konstrukci ACE (Automatic Computer Engine) v letech 1945 až 1947. 19. února 1946 představil článek o podrobném návrhu prvního počítače s programovou pamětí. Ačkoli ACE byl životaschopný design, utajení kolem válečných prací v Bletchley Parku vedlo ke zpožděním při zahájení projektu a bylo to nepředstavitelné. Na konci roku 1947, po šesti letech nepřetržitého studia, se vrátil do Cambridge, aby pracoval, jak chtěl, v oboru, který si zvolil. Když byl v Cambridgi, během jeho nepřítomnosti byl pilot ACE hotový. Jeho první program se konal 10. května 1950.

V roce 1948 byl jmenován docentem na katedře matematiky v Manchesteru. V roce 1949 se stal zástupcem ředitele počítačové laboratoře na univerzitě v Manchesteru a pracoval na softwaru Manchester Mark 1 pro jeden z prvních skutečných počítačů. Během této doby pokračoval v abstraktnější práci a v části „Počítačový mechanismus a inteligence“ (Mind, říjen 1950) Turing poukázal na umělou inteligenci a provedl experiment, nyní známý jako Turingův test, pokus stanovit standard pro stroj být nazýván „inteligentním“. trvalo. Tvrdil, že přemýšlet o počítači bylo možné, pokud by to mohlo oklamat tazatele, že je člověk v dialogu.

V roce 1948 začal Turing psát šachový program pro počítač, který ještě neexistoval, při práci s kolegou absolventem DG Champernowne. V roce 1952, když dostatečně zapnul počítač, aby provedl program, hrál hru, ve které emuloval Turingův počítač, přičemž každý pohyb trval asi půl hodiny. Hra byla zaznamenána, přestože se říká, že Champernowne vyhrál zápas proti své ženě, ale program prohrál s Turingovým kolegou Alickem Glennie.

Ukázkové formátování a matematická biologie

Turing studoval matematickou biologii, zejména morfogenezi, od roku 1952 až do své smrti v roce 1954. V roce 1952 napsal článek s názvem „The Chemical Basis of Morphogenesis“, který předpokládal hypotézu tvarování Turingova vzorku. Těžiště pozornosti v této oblasti je pochopit existenci Fibonacciho čísel ve struktuře živých věcí, Fibonacciho fylotaxis. V příkladu byla použita rovnice reakce-difúze, která je nyní ústředním bodem tvarovacího pole. Jeho poslední články byly publikovány až v publikaci AM Turing's Compilation Studies v roce 1992.

Přesvědčení o obscénní obscénnosti

Homosexualita byla ve Velké Británii nelegální ai když byla považována za duševní chorobu, byla považována za trestný čin. V lednu 1952 se Turing setkal s 19letým Alanem Murrayem v kině a Alan Murray několikrát odešel do Turingova domu, aby s ním zůstal. O několik týdnů později šel Alan Murray se známým vyloupit Turingův dům. Turing ohlásil tuto krádež policii. Policie chytila ​​zloděje a během vyšetřování vyšla najevo skutečnost, že Alan Murray měl homosexuální vztah s Turingem. Turing také připustil, že je to pravda. Turing a Murray byli obviněni z obscénní nevhodnosti a předvedeni k soudu podle článku 1885 dodatku k trestnímu zákoníku z roku 11. Turing nebyl kající a byl usvědčen ze stejného zločinu jako Oscar Wilde před 50 lety.

Turingovi byla nabídnuta volba mezi přesvědčením a v závislosti na jeho stavu podmínkou pro jeho pokračující hormonální léčbu ke snížení libida. Aby unikl z vězení, přijal injekce hormonu estrogenu, který ho do roku vykastroval. Když byl shledán vinným, bylo mu zrušeno prověření důvěryhodnosti pro vládní tajné záležitosti a byla také ukončena jeho probíhající konzultace o kryptografických otázkách na tehdy přísně tajném GCHQ. V té době se britská vláda zabývala problémem Cambridge Five, skupiny agentů (Guy Burgesss a Donald Maclean), z nichž většina souhlasila se špehováním Sovětského svazu během svých akademických studií na Oxford-Cambridge a později držel nejvyšší pozice v britské inteligenci. Existovala obava, že špioni a sovětští agenti mohou uvěznit homosexuály na vysokých pozicích. Turing i po tolika letech zastával nejvyšší pozice v přísně tajném Bletchley Parku a byl odsouzen za homosexuála.

8. června 1954 ho jeho hospodyně našla mrtvého ve svém manchesterském domě. Bylo oznámeno, že den předtím zemřel na otravu kyanidem tím, že snědl napůl snědené jablko otrávené kyanidem, které nechal u postele. Z nějakého důvodu samotné jablko nikdy nebylo testováno na kyanidový jed. Navzdory tvrzení, že příčinou smrti byla otrava kyanidem, pro jeho tělo nebyla provedena žádná pitva.

To vedlo k přesvědčení, že Turingova smrt, osoba, která zastávala velmi důležité funkce v přísně tajných záležitostech státu a zemřela podezřelým způsobem, byla úmyslná, dokonce atentát na britskou službu MI5 (tajná zpravodajská služba), a dostal zdání sebevraždy. Jeho matka naproti tomu opakovaně tvrdila, že jed byl omylem přenesen do jablka, které jedla, a to kvůli neopatrnému skladování a používání laboratorních léčiv jejího syna. Někteří lidé věří, že Turing spáchal sebevraždu tím, že předstíral, že je Sněhurka. Jiní poukazují na to, že i když Turing ztratil oficiální důvěryhodnost, pas mu nebyl vzat a po tomto ustanovení (i když to USA nepřijímají) mu bylo umožněno několikrát z akademických důvodů odejít do Evropy. Je známo, že pravděpodobnost atentátu na Turinga během těchto návštěv je velmi vysoká. Navzdory tomu považují britské úřady za úmyslné, že před těmito návštěvami a vysokou pravděpodobností atentátu zavírají oči. Turingův životopisec Andrew Hodges tvrdí, že Turingova sebevražda tímto způsobem měla dát jeho matce rozumné popření.

Vzpomínka po smrti

Od roku 1966 je Turingova cena každoročně udělována Asociací počítačových mechanismů osobě, která psala technické články pro počítačovou komunitu. Toto ocenění je dnes přijímáno jako Nobelova cena počítačového světa.

Na každou z budov před Turingovým rodištěm v Londýně (nyní Colonnade Hotel) a před jeho domem v Manchesteru, kde žil a zemřel, byla umístěna modrá deska, což naznačuje, že tam žily významné historické osobnosti v Anglii.

23. června 2001 se v parku Sackville, který se nachází mezi univerzitními budovami na Whitworth Street v Manchesteru, konala slavnostní inaugurace bronzové sochy Turinga. Dne 28. října 2004 byla v kampusu „University of Surrey“ v Guildfordu v jižní Anglii slavnostně otevřena bronzová socha od sochaře „Johna W. Millse“. V Beltchley Parku, kde pracoval Turing, byla 1,5. června 19 slavnostně odhalena další 2007 tunová socha Turinga, kterou vytvořil sochař Stephen Kettle z tenkých břidlicových kamenů z Walesu.

V Anglii a po celém světě se konají různé akce, zejména na univerzitách, s cílem uchovat si památku Turinga, a speciální sály, budovy a náměstí na fakultách a kampusech se nazývají Turing. Například na Istanbul Bilgi University se každoročně pořádá vědecké sympozium s mezinárodní účastí nazvané „Turing Days“. Cílem setkání je vytvořit platformu, kde se v mezinárodních kruzích diskutuje o nových trendech a vývoji v oblasti „výpočetní teorie a informatiky“.

10. září 2009, 50 let po smrti Alana Turinga, britský premiér Gordon Brown připustil, že to, co se stalo slavnému matematikovi, bylo otřesné. A v roce 2013 královna Alžběta II. Po jeho smrti udělila Turingovi královskou milost, čímž si uctila jeho jedinečné úspěchy. .