Код
#статьи

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

Непростая биография человека, который придумал в теоретической информатике практически всё — но закончил при этом довольно трагично.

Иллюстрация: Wikimedia Commons / Colowgee для Skillbox Media

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.

«Он долгое время наблюдал за полётом пчёл и, мысленно составив карту их полёта, нашёл место, в котором их пути пересекались, где и обнаружил улей. Остальные члены семьи были поражены навигационными способностями Алана, оставив без внимания найденный мутноватый мёд».

Эндрю Ходжес,
«Вселенная Алана Тьюринга»

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.

Алан Тьюринг в 16 лет
Фото: Wikimedia Commons

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.

«Его называли грязнулей из-за смуглоты, сальной кожи и вечных чернильных пятен на руках и лице. Казалось, авторучки извергались фонтаном каждый раз, как он брал их в руки. Его волосы, которые естественно спадали на лоб, не хотели укладываться нужным образом, его рубашка постоянно была не заправлена в брюки, а галстук развязывался».

Эндрю Ходжес,
«Вселенная Алана Тьюринга»

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.

«„Плохо, что он проводит много времени, по всей видимости, самостоятельно изучая высшую математику и пренебрегая работой в классе. В любой дисциплине всего важнее усвоить основы“ — таков был вердикт учителя».

Эндрю Ходжес,
«Вселенная Алана Тьюринга»

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.

«Он до страсти был увлечён идеей создания машины, способной к обучению. Если бы машина могла симулировать мозг, то она обладала бы и присущей мозгу способностью к обучению новым навыкам».

Эндрю Ходжес,
«Вселенная Алана Тьюринга»

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.

«Он понял, как создать мозг — не электрический мозг, как он, возможно, воображал себе до войны, а электронный мозг. И где-то в 1944 году мать Алана слышала, как он рассказывает о „своих планах по созданию универсальной машины и о том вкладе, который такая машина могла бы внести психологии в изучение человеческого мозга“».

Эндрю Ходжес,
«Вселенная Алана Тьюринга»

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.

Пилотная версия ACE
Фото: Wikimedia Commons

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

«Он изобрёл искусство компьютерного программирования. Старомодные арифмометры остались в прошлом. Они объединяли суммирующие и умножающие механизмы, да ещё и заправлялись бумажной лентой, без которой не могли работать исправно. Эти машины были предназначены для совершения арифметических операций, и логическая структура их лишь обременяла. АВМ же была принципиально иной машиной».

Эндрю Ходжес,
«Вселенная Алана Тьюринга»

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

«Я не думаю, что можно будет даже различить сонеты, написанные человеком и машиной, хотя это сравнение нечестное, так как сонет, написанный машиной, будет оценён лучше другой машиной».

Алан Тьюринг,
интервью The Times

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

«Я полагаю, что через пятьдесят лет… будет возможно так хорошо научить их играть в имитацию, что средний „допрашивающий“ не преуспеет более, чем в 70 процентах случаев в выявлении машины после пяти минут разговора. Изначальный вопрос „Способна ли машина мыслить?“ я считаю бессмысленным и не заслуживающим обсуждения».

Алан Тьюринг,
«Вычислительные машины и разум».

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.

«Энигма»
Фото: Wikimedia Commons

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.

Коттедж №8 в Блетчли-Парке, где работал Тьюринг
Фото: Wikimedia Commons

«Недавно я обнаружил одно из возможных применений той вещи, над которой я в данный момент работаю. Это устройство сможет ответить на вопрос: „Что собой представляет наиболее общий вид кода или шифра из всех возможных?“, и в то же время позволяет мне создать множество специфических и интересных шифров. Один из них совершенно не поддаётся расшифровке без ключа и так же легко позволяет закодировать сообщение».

Алан Тьюринг,
из письма другу

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.

Тьюринг участвует в марафоне
Фото: Science Photo Library

«У меня такая напряжённая работа, что единственный способ выкинуть её из головы — это тяжёлый бег; только так я могу получить разрядку».

Тьюринг о своём увлечении спортом

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.

«Мой собственный вывод заключается в том, что это сократило войну не менее чем на два года, а возможно, и на четыре года, то есть войну в Атлантике, Средиземноморье и Европе».

Историк Гарри Хинсли,
работавший в Блетчли, о вкладе Тьюринга в историю

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

«Нет никаких сомнений в том, что работа Тьюринга была важнейшим фактором успеха. Поначалу он был единственным криптографом, кто считал, что проблема разрешима. И он не только отвечал за основную теоретическую работу, но и разделил с Уэлчменом и Кином главную заслугу в разработке бомбы. Всегда трудно сказать, что кто-то „абсолютно незаменим“, но если кто-то и был незаменим, то это был Тьюринг. …Многие из нас чувствовали, что масштаб вклада Тьюринга так и не был полностью осознан остальным миром».

Александр Хью,
руководитель Коттеджа №8, где работал Тьюринг

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.

«Только что мой дом ограбили, а я до сих пор, буквально каждый час, вижу, что пропало что-то ещё. К счастью, я застрахован и из особо ценного ничего не украли. Но в целом ситуация очень тревожная… Я уже каждую секунду жду, что мне вот-вот свалится кирпич на голову или случится ещё что не менее „приятное“».

Алан Тьюринг,
из письма другу

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.

Табличка на статуе Тьюринга
Фото: Wikimedia Commons

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.

Статуя Тьюринга с «Энигмой» в руках
Фото: Wikimedia Commons

«Вдохновение к нему приходило лишь раз в пять лет: машина Тьюринга в 1935-м, Энигма в 1940-м, ACE в 1945-м и морфогенетический принцип в 1950-м. В каждом случае ему не становилось скучно или его не настигало разочарование от предыдущей работы, он просто чувствовал, что исчерпал всё, чего мог достигнуть».

Эндрю Ходжес,
«Вселенная Алана Тьюринга»

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.

«Следователь отметит, что „с человеком подобного склада“ — подобного Профессору! — никто не сможет предугадать, куда в следующую минуту заведут его мысли».

Эндрю Ходжес,
«Вселенная Алана Тьюринга»

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.

«С одной стороны научные здания, а с другой — все гей-бары, где, по-видимому, он проводил большую часть своих вечеров».

Скульптор Глин Хьюз о своём памятнике

«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.

Больше интересного про код — в нашем телеграм-канале. Подписывайтесь!

Научитесь: Профессия Data Analyst Узнать больше
Понравилась статья?
Да

Пользуясь нашим сайтом, вы соглашаетесь с тем, что мы используем cookies 🍪

Ссылка скопирована