Алан Тьюринг

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Доклад

Алан Тьюринг

Выполнил

Обучающийся 11А класса

Седых Дмитрий

Введение

Современным математикам, программистам и компьютерным инженерам имя Алана Тьюринга хорошо знакомо еще со студенческой скамьи: всем им приходилось изучать "машину Тьюринга" -- "основу основ" теории алгоритмов. Без "машины Тьюринга" не обходится ни один серьезный учебник по математической логике и теории вычислимости.

Почти за каждым выдающимся научным открытием стоит удивительная история. За "машиной Тьюринга" стоит история жизни научного гения -- гения, который лишь через много лет после своей трагической смерти получил достойное признание.

Роль А.Тьюринга в истории информатики отнюдь не исчерпывается одним лишь изобретением "машины Тьюринга", как это может иногда показаться из-за относительной скудости опубликованных (на русском языке) сведений о нем.

Алан Тьюринг может быть причислен к плеяде составляющих гордость человечества величайших математических и философских умов, таких, как Р.Декарт, Г.В. Лейбниц, Б.Рассел, Д.Гильберт, А.Витгенштейн. Удивительно, сколь злую шутку сыграло с Тьюрингом его полное безразличие к борьбе за приоритет в научных открытиях: вплоть до недавнего времени его место в истории развития научных и инженерных идей представлялось очень неполно, если не сказать однобоко (и не в последнюю очередь благодаря некоторым американским историкам науки, тщательно заботившимся об абсолютизации своего национального приоритета в создании компьютеров, да и, пожалуй, в создании всей информатики).

Мемориальная доска, установленная чуть больше года назад на стене одной из лондонских гостиниц, гласит: Размещено на Allbest.ru

"Здесь родился Алан Тьюринг (1912 -- 1954), взломщик кодов [Code-breaker] и пионер информатики [computerscience] ". Действительно, сейчас (но отнюдь не при жизни!) Тьюринг признан одним из основателей информатики и теории искусственного интеллекта, его считают первым теоретиком современного программирования и, наконец, первым в мире хакером. (Между прочим, его "хакерская деятельность" внесла во время второй мировой войны существенный вклад в победу союзных войск над германским флотом, а один из коллег Тьюринга однажды сказал: "Я не берусь утверждать, что мы выиграли войну благодаря Тьюрингу. Однако без него могли бы ее и проиграть".) Размещено на Allbest.ru

Я чрезвычайно благодарен газете "Информатика" за возможность опубликовать на ее страницах очерк об Алане Тьюринге -- гениальном ученом и человеке удивительной судьбы. Этим очерком мне бы хотелось хотя бы в какой-то степени заполнить досадный пробел в русскоязычной научной и научно-популярной литературе по истории информатики, где Тьюрингу повезло гораздо меньше, чем, скажем, Ч.Бэббиджу или Н.Винеру.

Мой очерк не является чисто биографическим, возможно, более точным названием для него было бы что-нибудь вроде следующего: "Алан Тьюринг и история развития идей математической логики и информатики (1930--1950-е гг.)". Дело в том, что я буду делать довольно много отступлений от собственно биографии Тьюринга -- именно для того, чтобы обрисовать историческую эволюцию идей и научный фон, на котором были сделаны фундаментальные открытия. К сожалению, в нашей (да и зарубежной) учебной литературе можно встретить недопустимые неточности, касающиеся подобных вопросов, а устная лекторская традиция иногда доводит такие неточности до крайних несуразностей. (Так, например, в одном из российских вузов студентов учили, что "машина Тьюринга" была изобретена с целью проиллюстрировать наиболее простым образом принципы работы программируемых вычислительных устройств.)

Большая часть биографических сведений о Тьюринге была взята мною из капитального 600-страничного труда Эндрю Ходжеса (AndrewHodges.AlanTuring: theEnigma, 2^nded,L, 1992), по всей видимости, надолго (если не навсегда) ставшего самой фундаментальной монографией о Тьюринге (о переводе этой блестяще написанной книги на русский язык приходится пока только мечтать). Тем не менее мой текст не является переводом или пересказом фрагментов этой книги (и фрагментов Интернет-сайта Э.Ходжеса -- http://www.turing.org.uk/, которые также были мною использованы).

Я считаю приятной обязанностью выразить свою искреннюю признательность публицисту В. В. Шахиджаняну, предложившему мне написать этот очерк (который, кроме того, никогда не был бы закончен без его постоянных дружеских напоминаний), и профессору механико-математического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова О.М. Касим-заде за многочасовые беседы о математике, логике и философии, прояснившие некоторые мои взгляды, нашедшие отражение в предлагаемом вашему вниманиюочерке. Разумеется, указанные лица не несут никакой ответственности за возможные ошибки и неточности в тексте -- ответственность за них лежит целиком на мне. Размещено на Allbest.ru

Глава I

Собственно говоря, биография человека никогда не начинается с момента его рождения. Тем более биография истинного гения. Ведь для того чтобы возникла телесная и духовная структура, в которой гений проявился бы во всей своей полноте, необходимо необычайно планомерное взаимодействие, смешение генов и хромосом, неизъяснимых сил и материй -- к тому же на протяжении нескольких поколений.

1.1 Иштван Барна

Будущие родители Алана Тьюринга -- Юлиус Мэтисон Тьюринг и Этель Сара Стоуни познакомились и обвенчались в Индии. Тьюринг служил в английском колониальном ведомстве, а Этель Сара была дочерью главного инженера Мадрасских железных дорог. Это была добропорядочная английская аристократическая семья, принадлежавшая к так называемому "высшему среднему классу" (upper-middle-class) и жившая в соответствии со строгими традициями Империи. тьюринг морком информатика логический

В семье Тьюрингов родилось двое детей. Младший сын, названный Аланом Мэтисоном (Alan Mathison Turing), увидел свет 23 июня 1912 г. в лондонской лечебнице "Уоррингтон-Лодж". Биограф Тьюринга Эндрю Ходжес нашел символичным то, что в этой лечебнице, позже переоборудованной в гостиницу и ставшей во время второй мировой войны пристанищем многих беженцев из континентальной Европы, в 1938 году остановился один из таких изгнанников с родины по имени Зигмунд Фрейд. Тьюринг, как и Фрейд, был выдающимся исследователем человеческого Разума, хотя и не снискавшим столь громкую славу. Размещено на Allbest.ru

В детстве Алан и его старший брат Джон довольно редко видели своих родителей -- их отец до 1926 г. служил в Индии; дети оставались в Англии и жили на попечении в частных домах, получая строгое английское воспитание, соответствующее их положению на социальной лестнице. В рамках такого воспитания изучение основ естественных наук фактически не предусматривалось.

1.2 Худший в классе

Маленький Алан обладал очень пытливым умом. Самостоятельно научившись читать в возрасте б лет, он просил у своих воспитателей разрешения читать научно-популярные книги. В 11 лет он ставил вполне грамотные химические опыты, пытаясь извлечь йод из водорослей. Все это доставляло огромное беспокойство его матери, которая боялась, что увлечения сына, идущие вразрез с традиционным воспитанием, помешают ему поступить в Public School (английское закрытое частное учебное заведение для мальчиков, учеба в котором была обязательна для детей аристократов). Но ее опасения оказались напрасны: Алан смог поступить в престижную Шербонскую школу (Sherborne Public School). Впрочем, вскоре ей пришлось опасаться уже того, сможет ли ее талантливый сын окончить эту школу...

...О школьных успехах Алана красноречиво свидетельствует классный журнал, в котором можно найти, например, следующее: "Я могу смотреть сквозь пальцы на его сочинения, хотя ничего ужаснее в жизни своей не видывал, я пытаюсь терпеть его непоколебимую небрежность и непристойное прилежание [...]; но вынести потрясающую глупость его высказываний во время вполне здравой дискуссии по Новому Завету я все же не могу". Последнее место по успеваемости в классе. Это запись преподавателя английского языка. Размещено на Allbest.ru

По латыни -- лучше: уже предпоследнее место. По другим предметам еще чуть лучше, но вердикты учителей однообразны: "безнадежное отставание", "безобразная успеваемость"... Директор школы пишет: "Этот мальчик из тех, кто обречен стать большой проблемой для любой школы или сообщества...".

Впрочем, в классном журнале имеются и другие записи: "Если он хочет быть только научным специалистом, он зря проводит время в Public School... Наверное, он будет математиком. Такие ученики, как он, рождаются один раз в 200 лет".

Юный Алан Тьюринг продолжал ничего не делать на уроках, а в свободное время -- изучать "внеклассные" науки. Пятнадцатилетним подростком он самостоятельно изучал теорию относительности: его дневниковые заметки сделали бы и в наше время честь студенту-младшекурснику.

Обстановка и стиль обучения в классической британской школе, воспитывающей добропорядочных и благонадежных подданных Империи, не располагали к дальнейшему росту подобных интересов, которые к тому же Тьюрингу было совсем не с кем разделить. Преподаваемые предметы оставляли его полностью равнодушным, он успевал еле-еле и в конце концов оказался перед реальной перспективой отказа в выдаче школьного аттестата, что в очередной раз привело его мать в ужас.

1.3 Крис

В 1928 году он получает неожиданный стимул для развития своего интереса к науке: этим стимулом оказывается дружба с новым одноклассником, весьма одаренным учеником по имени Кристофер Морком. В нем Тьюринг нашел долгожданную "родственную душу" и интеллектуального партнера -- того, с кем ему наконец можно было поделиться своими размышлениями о науке. Размещено на Allbest.ru

Юношеская жажда знаний быстро сблизила Тьюринга и Моркома, они стали неразлучными друзьями. Теперь они на уроках французского языка уже вместе зевали или играли в крестики-нолики, одновременно обсуждая астрономию и математику. (Сохранилась школьная тетрадь, исписанная почерками Алана и Кристофера. В этой тетради карандашные рисунки перемежаются с табличками сыгранных партий в крестики-нолики и геометрическими чертежами.)

Алан искренне полюбил своего друга. После окончания школы они оба собирались поступать в Кембриджский университет, и Алан, избавившийся от многолетнего одиночества, возможно, был почти счастлив...

Первая попытка сдать предварительные экзамены в Кембридж, куда они ездили вместе, была для Алана неудачной. Но он не слишком расстраивался, потому что искренне радовался за Кристофера, который успешно прошел испытания и получил стипендию. Алан надеялся поступить со второй попытки, чтобы учиться вместе со своим другом. 13 февраля 1930 г. его Криса вдруг не стало. Внезапная смерть лучшего друга потрясла семнадцатилетнего Тьюринга, повергнув его в глубокую и долгую депрессию. Тем не менее он, бывший худший ученик в классе, нашел в себе силы поступить в Кембридж. Его поддерживало твердое убеждение в своей обязанности совершить в науке то, что Кристофер уже не мог... Тьюринг очень не скоро оправится от потрясения: уже будучи студентом Кембриджа, на протяжении нескольких лет он пишет матери Моркома проникнутые душевной болью письма. В этих письмах он постоянно возвращается к размышлениям о том, как человеческий Разум -- и, в частности, разум Кристофера -- размешается внутри материальной оболочки и каким образом он освобождается от нее в момент физической смерти тела.

В 1932 году, во время одного из посещений семьи Моркомов, он составляет в их доме документ под названием "Природа Духа" -- манифест своей веры в существование человеческого Духа после смерти. Основное положение этой работы состоит в том, что детерминизм традиционной физической картины мира и его очевидное противоречие с идеей свободы воли опровергаются новой наукой -- квантовой физикой. Тьюринг считал тогда, что квантовая физика имеет прямое отношение к устройству человеческого разума. Размещено на Allbest.ru

Еще долгое время Тьюринг будет придерживаться подобных взглядов: пройдут годы и годы, прежде чем его друг юности Кристофер "умрет окончательно" -- Тьюринг откажется от веры в существование разума после смерти. Но вопрос об устройстве человеческого разума будет волновать его всю жизнь.

Глава II. Кембриджский дон

В 1931 году Тьюринг стал студентом Кингз-колледжа (King'sCollege) в Кембридже -- знаменитого на весь мир старинного английского университета. Кембриджский университет, обладавший особыми привилегиями, дарованными английскими монархами, издавна славился либеральными традициями, и в его стенах всегда царил дух свободомыслия. Здесь Тьюринг обретает -- пожалуй, впервые -- свой настоящий дом, где он смог полностью отдаться науке.

Боль утраты все еще пронизывает его чувства, но сейчас главное место в жизни занимает увлеченное изучение столь интересующих его наук -- математики и квантовой физики. Те годы были периодом бурного становления квантовой физики, и Тьюринг в студенческие годы знакомится с самыми последними работами в этой области. Большое впечатление производит на него книга Дж. фон Неймана "Математические основы квантовой механики", в которой он находит ответы на многие давно интересующие его вопросы. Тогда Тьюринг, наверное, и не предполагал, что через несколько лет фон Нейман предложит ему место в Принстоне -- одном из самых известных университетов США. Еще позже фон Нейман, так же как и Тьюринг, будет назван "отцом информатики"... Но тогда, в начале 30-х годов, научные интересы обоих будущих выдающихся ученых были далеки от вычислительных машин -- и Тьюринг, и фон Нейман занимаются в основном задачами "чистой" математики. (Отметим здесь математическую работу Тьюринга "Эквивалентность левой и правой почти-периодичности", вышедшую в 1935 году, в которой он упростил одну идею фон Неймана в теории непрерывных групп -- фундаментальной области современной математики.) Размещено на Allbest.ru

Тьюринг происходил из аристократической семьи, но никогда не был "эстетом": кембриджские политические и литературные кружки были чужды ему. Он предпочитал заниматься своей любимой математикой, а в свободное время -- ставить химические опыты, решать шахматные головоломки, играть в го (эта восточная игра тогда была еще в диковинку). Он находил отдых в интенсивных занятиях спортом -- греблей и бегом (марафонский бег останется его поистине страстным увлечением до конца жизни).

Друзей у него было совсем не много. Высокомерных студентов-аристократов отталкивали его несколько беспорядочный стиль одежды, эксцентричные прически и манера говорить резким скрипучим голосом (к тому же он иногда сильно заикался) -- Тьюринг, как обычно, не вписывался в "положенные" рамки общественных норм поведения.

Студенты Кембриджа шептались о том, что Тьюринг никогда не пользуется сигналами точного времени по радио, а подстраивает будильник, глядя по ночам на звезды и производя только ему одному известные вычисления (по радио же он слушает исключительно детские передачи). Ставя химические опыты, он играл в особую игру "Необитаемый остров", изобретенную им самим. Цель игры заключалась в том, чтобы получать различные "полезные" химические вещества из "подручных средств" -- стирального порошка, средства для мытья посуды, чернил и тому подобной "домашней химии"...

Тьюринг блестяще заканчивает четырехлетний (undergraduate) курс обучения. Одна из его работ, посвященная теории вероятностей, удостаивается специальной премии, его избирают в научное общество Кингз-колледжа -- fellowship (нечто среднее между аспирантурой и преподавательским корпусом). Казалось, его ждет успешная карьера слегка эксцентричного кембриджского дона, работающего в области "чистой" математики (don -- так в Кембридже и Оксфорде по традиции называют преподавателей).

Однако Тьюринг никогда не удерживался в каких-либо "рамках"... Никто не мог предвидеть, какая экзотическая проблема неожиданно увлечет его и какой математически неординарный способ ее решения ему удастся придумать. Размещено на Allbest.ru

В 1935--1936 гг. Тьюринг создает теорию, которая навсегда впишет его имя в науку. Изложение этой теории -- теории "логических вычисляющих машин" -- позже войдет во все учебники по логике, основаниям математики и теории вычислений. "Машины Тьюринга" станут обязательной частью учебных программ для будущих математиков и "компьютерщиков".

Итак, в 1935 г. молодой докторант Кингз-колледжа Алан М. Тьюринг знакомится с фундаментальной проблемой, поставленной одним немецким математиком...

Впрочем, здесь лучше было бы сказать не "одним математиком", а "величайшим математиком XX века", который, кстати сказать, также никогда не "вписывался" ни в какие рамки, да и по экстравагантности поведения нисколько не уступал Тьюрингу. Размещено на Allbest.ru