Алан Тьюринг: один из отцов IT, AI и победы во Второй мировой войне

К сожалению, имя Алана Тьюринга по-прежнему остаётся широко известным лишь в узком кругу интеллектуалов-технарей — по крайней мере, на постсоветском пространстве.

То есть тем, кто в теме, представляется вполне логичным, что хакатон МФТИ по глубокому обучению и искусственному интеллекту называется DeepHack.Turing. Или что команда КВН, составленная из студентов факультета прикладной математики и информатики БГУ, выходит на сцену под названием «Дети Тьюринга».

При этом столь же очевидно, что подавляющему большинству смотрящих на них телезрителей эта фамилия не скажет ни о чём. А зря: без теорий Тьюринга компьютеры были бы совсем другими, нейросетей, возможно, не было бы вообще, а Вторая мировая война могла закончиться на пару лет позже — и ещё неизвестно, в чью пользу. Поэтому давайте внимательно изучим весь его жизненный путь.

Тьюринг в детстве: чудеса природы и фонтаны чернил

Алан Мэтисон Тьюринг родился в Лондоне в 1912 году. Его способности и интересы проявились уже в раннем детстве: в шесть лет он всего за три недели самостоятельно научился читать по книге «Чтение без слёз». И стал читать порядковые номера фонарных столбов — останавливался у каждого, мама была недовольна. А через год на семейном пикнике придумал способ найти дикий мёд.

Когда Алану было десять лет, ему подарили альманах «Чудеса природы, о которых должен знать каждый ребёнок». Книга открыла мальчику удивительный мир науки. Под впечатлением от новых знаний он изобрёл собственные варианты авторучки и печатную машинку. Но главным увлечением детства для Алана стала химия: он даже придумал новый состав чернил.

В 1926 году Тьюринг поступил в частную школу Шерборн, где быстро оказался белой вороной: одноклассники постоянно подшучивали над замкнутым, застенчивым «ботаником», неряхой и растяпой, да и учителя были не особо им довольны.

Вдобавок ко всему Алан в занимался только тем, что интересовало его, напрочь игнорируя остальную учебную программу. Например, он сам вывел представление тригонометрической функции в виде десятичного ряда с использованием чисел Бернулли. Учитель математики был, с одной стороны, поражён и даже назвал Тьюринга гением, но в то же время выразил недовольство.

Тьюринг-профессор: машина, электронный мозг и тест

Окончив школу, юноша поступил в Кембриджский университет, где наконец вплотную занялся любимой математикой. В 1934 году он защитил диссертацию и стал профессором — ему в это время исполнилось всего 22 года. Именно тогда Тьюринг придумал свою знаменитую машину. Началось всё с проблемы математической логики, а закончилось концепцией универсальной машины, которая могла воспроизвести работу любой другой машины.

Достижение учёного было в том, что он предложил первую математическую модель универсальных вычислений, используя двоичную систему во времена, когда преобладала десятичная. А ещё он впервые описал компьютер «общего назначения». Сейчас такие вещи кажутся очевидными, но для 1930-х это была революция. Сам Тьюринг, как стало понятно позднее, хотел создать ни много ни мало — электронный мозг.

Тьюринг исходил из идеи, что сила мозга — в структуре его логической системы, а его биологическая основа не важна. Значит, похожую структуру можно воссоздать и в другом окружении и из других материалов, например в машине.

Конечно, Алан был далеко не первым, кому приходила идея машины для вычислений. И в плане практического воплощения этой концепции Тьюринга опередили американцы, создав сначала ENIAC, а потом EDVAC, автором которого был давний знакомый Алана — Джон фон Нейман.

Пилотную версию своего компьютера ABM, которая называлась Pilot ACE (Automatic Computing Engine) Тьюринг представил в 1946 году. Он был продвинутее, чем EDVAC — Тьюринг использовал в ACE прообраз языка программирования — Abbreviated Computer Instructions. Правда, тогда идею учёного сочли слишком амбициозной и поэтому она так и не была реализована в полной мере.

Лишь в конце 1950-х ABM увидела свет в полном масштабе:

Алан верил и во многом предсказал, что рано или поздно интеллектуальные возможности машины сравнятся с человеческими.

Для того чтобы определить уровень машинного интеллекта, Тьюринг придумал свой знаменитый тест.

Читайте также:

Тест Тьюринга: отличите ли вы ИИ от человека

Тьюринг на войне: «Энигма»

Ирония судьбы: те, кто что-то слышал об Алане Тьюринге, чаще всего связывают его имя с проектом «Энигма». И при этом почти с той же частотой ошибаются, называя его её автором. На самом деле всё ровно наоборот: Тьюринг — не создатель «Энигмы», а её «разрушитель», что делает его заслуги просто бесценными для человечества.

Об этой истории мы уже подробно рассказывали в статье «Тьюринг против Гитлера», которая вышла в мае прошлого года, по случаю годовщины Великой Победы. Напомним лишь краткое её содержание.

С 1928 года вермахт стали интенсивно оснащать шифровальными машинами Enigma. При всей своей внешней простоте, их шифры долгое время никто не мог разгадать. Даже сравнительно удачные попытки в конце концов сводились на нет: немецкие инженеры выпускали всё более совершенные модели, увеличивая число комбинаций в геометрической прогрессии.

Неизвестно, чем бы всё закончилось, но тут к работе над разгадкой «Энигмы» подключились британские математики, для которых был создан центр в графстве Бакингемшир, самом центре Англии. Вскоре среди них, к счастью для стран-союзников, оказался и Алан Тьюринг.

Шифрами он увлекался ещё со школы. Позже, стажируясь в Принстоне, будущий учёный взялся за криптографию более серьёзно и даже задумался о специальном шифровальном устройстве.

Работая в Блетчли, Тьюринг, давно увлекавшийся марафоном, бегал порой в Лондон на встречи, преодолевая расстояние примерно в 64 км. Позже он даже отбирался в британскую олимпийскую сборную 1948 года, но ему помешала травма.

Итоги этой работы не заставили себя ждать. Изучив материалы коллег-предшественников, Тьюринг пришёл к выводу, что их подход уже не сработает, и придумал собственный метод. «Энигма» была взломана.

Конечно, над «Энигмой» работали и другие выдающиеся учёные, например математик Гордон Уэлчмен, но вклад Тьюринга стал решающим.

Последняя загадка Тьюринга

Казалось бы, Алану Тьюрингу суждены вечная слава, почести и признание. Однако всё сложилось иначе. После войны он поселился неподалёку от Манчестера. Именно там произошёл незначительный, на первый взгляд, инцидент, который привёл к трагическим последствиям.

Однажды дом Тьюринга ограбили. Ничего ценного не пропало: воришки унесли рубашку, пару брюк, компас и прочую мелочь.

Тревоги были не напрасны: в ходе расследования полиция обнаружила многочисленные улики, говорящие о гомосексуальности Тьюринга, — а в те годы в Великобритании это считалось уголовным преступлением. Математика обвинили в непристойном поведении и предложили выбор: тюрьма или гормональная терапия. Он выбрал второе.

После терапии Тьюринга даже выбрали на должность университетского лектора по теории вычислений в университете. Жизнь вроде бы налаживалась. Но год спустя, 7 июня 1954 года, мировой гений, как гласит официальная версия, покончил с собой — отравился цианидом, окунув в него яблоко и откусив кусок.

Его смерть стала для всех потрясением: гормональная терапия закончилась за год до этого, никто из друзей не замечал ничего подозрительного. Главный биограф Тьюринга Эндрю Ходжес считает, что причиной могла быть потеря вдохновения.

Есть и конспирологическая версия: Тьюринг стал жертвой спецслужб. Он имел доступ к сверхсекретным материалам, знал многих важных людей — и при этом был непредсказуем, плохо поддавался контролю. Любая выходка с его стороны могла привести к скандалу и подорвать основы англо-американского союза.

С самого детства Алан Тьюринг был немного не от мира сего. Возможно, именно это позволило ему так много сделать для мира. В начале нового тысячелетия, в день его рождения, 23 июня 2001 года, ему открыли очередной памятник. Тьюринг сидит на скамейке, с яблоком в руке — очевидным намёком на открытия другого гения, Исаака Ньютона. Слева от него — Манчестерский университет, справа от него — Канал-стрит. Такое место выбрано не случайно.

«Отец информатики, математик, логик, взломщик кодов военного времени, жертва предрассудков» — гласит мемориальная табличка у его ног. А далее следует цитата Бертрана Рассела: «Математика, при правильном рассмотрении, обладает не только истиной, но и высшей красотой, красотой холодной и строгой, как у скульптуры».

R.I.P.