Алан Тьюринг
Алан Матисон Тьюринг (1912-1954), британский математик, логик и криптограф, заложил теоретические основы современной информатики и искусственного интеллекта: его модель универсальной вычислительной машины предвосхитила компьютер, его работа по взлому немецкой «Энигмы» в годы Второй мировой войны, по оценкам историков, сократила войну минимум на два года и спасла миллионы жизней.
Происхождение и детство
Алан Тьюринг родился 23 июня 1912 года в лондонском районе Майда-Вейл. Его отец, Джулиус Матисон Тьюринг, был чиновником Индийской гражданской службы, мать, Этель Сара Стоуни, происходила из ирландско-протестантской семьи. Из-за служебных разъездов родителей Алан и его старший брат Джон воспитывались у семей друзей: такое детство вдали от родителей выработало у мальчика самостоятельность и склонность к одиноким размышлениям.
Незаурядность ребёнка была очевидна с первых лет: в шесть лет Алан научился читать самостоятельно за три недели по книге «Чтение без слёз», в семь лет определил расположение пчелиного улья, проследив за траекторией пчёл в огороде, а в десять лет альманах «Чудеса природы, о которых должен знать каждый ребёнок» открыл ему научную картину мира. Директор начальной школы святого Михаила в Гастингсе, первого учебного заведения Алана, оставила запись: «У меня были умные и трудолюбивые мальчики, но Алан Тьюринг, это гений».
Школа Шерборн и первые математические открытия
В 1926 году, в тринадцать лет, Тьюринг поступил в престижную частную школу Шерборн в графстве Дорсет. В первый день учёбы по всей Британии проходила Всеобщая забастовка и поезда не ходили, однако Алан не пропустил занятия: он преодолел около 100 километров от Саутгемптона до Шерборна на велосипеде в одиночку за один день, что тогда же попало в местные газеты.
В Шерборне Тьюринг страдал от консервативной атмосферы, ориентированной на классические гуманитарные дисциплины. Учителя критиковали его почерк и невнимание к латыни, зато не замечали, что в пятнадцать лет он самостоятельно разбирал теорию относительности Эйнштейна. Близкая дружба с одноклассником Кристофером Морkomом, разделявшим его страсть к науке, резко оборвалась в феврале 1930 года: Моrком умер от туберкулёза. Эта потеря глубоко потрясла Тьюринга и, по воспоминаниям его близких, толкнула его к рационализму и атеизму.
Кембридж, Принстон и рождение теоретической информатики
В 1931 году Тьюринг поступил в Королевский колледж Кембриджского университета, где занимался под руководством прославленного математика Годфри Харди. В 1934 году он окончил курс с наивысшим отличием и был избран научным сотрудником колледжа. В 1938 году Тьюринг защитил докторскую диссертацию в Принстонском университете под руководством логика Алонзо Чёрча, получив степень доктора философии.
Главный теоретический прорыв произошёл ещё в 1936 году: Тьюринг опубликовал статью «О вычислимых числах в приложении к проблеме разрешения» в трудах Лондонского математического общества. В ней он описал абстрактное устройство, вошедшее в историю как машина Тьюринга: воображаемая лента бесконечной длины, разбитая на ячейки, и считывающая головка, которая читает, стирает и записывает символы согласно конечному набору правил. Машина способна выполнить любой алгоритм, который может выполнить человек, следуя чётким правилам. Этой моделью Тьюринг доказал, что существуют математические задачи, принципиально неразрешимые алгоритмически, то есть ни одна машина никогда не сможет дать на них ответ. Работа заложила теоретический фундамент для всей последующей вычислительной техники.
Взлом «Энигмы» в Блетчли-парке
Осенью 1939 года, сразу после начала Второй мировой войны, Тьюринг был принят на полную занятость в Правительственную школу кодов и шифров в Блетчли-парке (Бакингемшир). Немецкие вооружённые силы использовали для шифрования сообщений электромеханическую машину «Энигма», комбинации настроек которой ежедневно менялись: теоретически количество возможных вариантов превышало 150 квинтиллионов. Польские математики до войны создали машину «Бомба» (польск. bomba kryptologiczna), позволявшую перебирать варианты, однако модернизация «Энигмы» в 1938 году сделала польский метод неприменимым.
Тьюринг возглавил отдел Хат-8, отвечавший за взлом военно-морских шифров. В течение нескольких недель после прибытия в Блетчли-парк он разработал принципиально новую электромеханическую машину, получившую название «Бомба» (англ. bombe), основанную не на грубом переборе, а на логических противоречиях в самих немецких шифровках. Ключевым усовершенствованием, предложенным совместно с математиком Гордоном Велшманом, стал так называемый «диагональный борд», резко сузивший число проверяемых вариантов. К концу войны в Британии работало более 200 таких машин, каждая из которых весила около 2,5 тонны и содержала 108 барабанов.
Прорыв в расшифровке военно-морских немецких сообщений произошёл в 1941 году: Тьюринг разработал статистический метод «Банбуризм», позволявший устанавливать настройки морской «Энигмы» с помощью анализа повторяющихся фрагментов. Возможность читать переговоры немецких подводных лодок изменила ход битвы за Атлантику. Главный историк британской разведки Гарри Хинсли оценил: работа Блетчли-парка сократила войну в Европе не менее чем на два года.
Тест Тьюринга и основы искусственного интеллекта
После войны Тьюринг работал в Национальной физической лаборатории, где в 1946 году представил детальный проект «Автоматического вычислительного механизма» (ACE), одного из первых в мире проектов хранимой программы. Бюрократические задержки не позволили построить полную версию при его участии, однако упрощённый вариант Pilot ACE впервые выполнил программу 10 мая 1950 года.
В 1948 году Тьюринг занял должность преподавателя математики в Манчестерском университете, где участвовал в программировании одного из первых в мире работающих компьютеров, Manchester Mark 1. В октябре 1950 года в философском журнале Mind вышла его статья «Вычислительные машины и разум». В ней Тьюринг поставил вопрос: «Может ли машина мыслить?» и предложил операциональный критерий, вошедший в историю как тест Тьюринга. Суть проста: если человек, переписываясь с неизвестным собеседником, не может определить, человек это или машина, машину следует считать мыслящей. Этот критерий до сих пор остаётся отправной точкой в дискуссиях об искусственном интеллекте.
В 1948 году совместно с коллегой Дэвидом Чемпернауном Тьюринг написал алгоритм шахматной программы Turochamp, а в 1951 году на Би-би-си были записаны первые в истории образцы компьютерно сгенерированной музыки, в том числе «God Save the King» и джазовый стандарт «In the Mood». В 1952 году Тьюринг опубликовал статью «Химические основы морфогенеза», в которой с помощью математических уравнений объяснил возникновение периодических узоров в природе (полоски зебры, пятна леопарда): эта теория реакционно-диффузных систем получила экспериментальное подтверждение лишь десятилетия спустя.
Признание при жизни
В 1945 году Тьюринг был удостоен ордена Британской империи (OBE) за вклад в победу во Второй мировой войне, хотя сам характер работы оставался засекреченным ещё несколько десятилетий. В 1951 году он был избран членом Лондонского королевского общества, одной из старейших и наиболее престижных научных академий мира. Современники в Блетчли-парке называли его «незаменимым», а тогдашний премьер-министр Уинстон Черчилль, получив от криптоаналитиков личную просьбу о дополнительном финансировании, распорядился «Удовлетворить их требования немедленно».
Параллельно с научной деятельностью Тьюринг увлекался лёгкой атлетикой: его лучшее время на марафоне составляло 2 часа 46 минут 3 секунды, что всего на 11 минут хуже результата победителя Олимпийских игр 1948 года. Он несколько раз участвовал в отборочных забегах олимпийской команды Великобритании.
Уголовное преследование и последние годы
В январе 1952 года к Тьюрингу в его дом в Уилмслоу (Чешир) проник знакомый Арнольда Мюррея. Расследуя кражу, полиция установила, что Тьюринг и Мюррей состояли в сексуальной связи. В марте 1952 года Тьюринг был осуждён по статье о «грубой непристойности», действовавшей в Великобритании с 1885 года. Ему предложили выбор: тюрьма или принудительная гормональная терапия. Тьюринг выбрал последнее. В течение года ему вводили синтетические эстрогены, вызвавшие гинекомастию и ряд других физиологических изменений.
Судимость лишила Тьюринга допуска к секретным работам и закрыла ему въезд в США. В 1953-1954 годах он продолжал научную работу в Манчестере, изучал математическую биологию и теорию игр. По свидетельствам коллег, внешне он держался спокойно, хотя переживал происходящее глубоко. 8 июня 1954 года Тьюринга нашли мёртвым в его спальне. Судебно-медицинская экспертиза установила смерть от отравления цианидом: рядом лежало надкусанное яблоко с цианистым калием. Коронер вынес вердикт о самоубийстве. Мать Тьюринга до конца жизни настаивала на версии о случайном отравлении: Алан нередко проводил домашние химические опыты и мог случайно вдохнуть пары цианида. Тьюрингу было 41 год.
Наследие и посмертное признание
В 1966 году Ассоциация вычислительной техники (ACM) учредила премию Тьюринга, ставшую высшей наградой в информатике и неофициально именуемую «Нобелевской премией компьютерных наук». В 2001 году в Манчестере был открыт бронзовый памятник Тьюрингу в Садах Саклвилл: скульптор Гарет Хадсон изобразил его задумчиво сидящим с яблоком в руке. В 2004 году, к пятидесятилетию гибели учёного, в Блетчли-парке открылся посвящённый ему постоянный музейный раздел.
В сентябре 2009 года премьер-министр Великобритании Гордон Браун принёс официальные извинения от имени правительства за обращение с Тьюрингом: «От имени всех тех, кто живёт свободно благодаря работе Алана Тьюринга, я говорю: мне жаль. Вам следовало обращаться с вами лучше». 24 декабря 2013 года королева Елизавета II подписала королевское помилование, посмертно сняв с Тьюринга судимость. В 2021 году его портрет появился на британской банкноте номиналом 50 фунтов стерлингов. В 2019 году Би-би-си провела опрос, в котором Тьюринг был назван «человеком XX века».