Размышления о думающих машинах. Тьюринг. Компьютерное исчисление - Коллектив авторов (полная версия книги TXT) 📗
Маршрут, по которому прошел в XX веке один из самых интересных и гениальных умов, осмысливший разумные машины, захватывает, а интерес к личности этого ученого и через пол века после его смерти продолжает расти.
1912 23 июня в Лондоне родился Алан Мэтисон Тьюринг, второй сын Юлиуса Мэтисона Тьюринга и Этель Сары Стони.
1926 После успешной сдачи вступительного экзамена его принимают в частную школу Шерборна.
1931 Поступает в Королевский колледж Кембриджа, где изучает математику.
1935 Получает двухлетнюю стипендию для работы в Королевском колледже.
1936 Поступает в аспирантуру в Принстонском университете в США, заканчивает ее в 1938 году. Отвергает предложение фон Неймана о работе в Принстоне и возвращается в Королевский колледж. Вводит понятие машины Тьюринга, одного из двух ключевых концептов компьютерного моделирования.
1939 В качестве криптографа начинает сотрудничество с Блетчлн-парком. Придумывает Bombe — машину, позволившую британцам успешно расшифровывать код «Энигмы».
1945 Получает орден Британской империи за вклад в победу британцев во Второй мировой войне. Переезжает в Национальную физическую лабораторию в Лондоне, где берет на себя задачу по созданию компьютера Pilot АСЕ, схему которого он представил в лаборатории в 1946 году.
1948 Начинает работу в Манчестерском университете, где вместе с Максом Ньюманом организует лабораторию по разработке и конструированию компьютеров для научного использования.
1950 Публикует статью «Компьютерное оборудование и интеллект», где вводит тест Тьюринга. Речь идет о фундаментальном испытании для оценки поведения компьютера, программы или машины. Программирует компьютер MADAM Манчестерского университета и для этого пишет ему любовные письма.
1952 Представляет уравнения реакции - диффузии, ставшие первой работой по математической биологии, изучению морфогенеза. В этом же году его арестовывают и назначают ему принудительную гормональную терапию.
1954 В возрасте 41 года Тьюринг совершает самоубийство, съев яблоко, отравленное цианидом.
Глава 1
Что такое компьютер
Уже в XVII веке Блез Паскаль и Готфрид Лейбниц придумали машины, с помощью которых стало возможным совершать элементарные арифметические операции. Однако мечтой Лейбница было создание машины, способной мыслить. Этой мечте суждено было исполниться лишь в XX веке, когда Алан Тьюринг разработал теоретические основы, позволившие создать первые компьютеры.
Алан Мэтисон Тьюринг родился 2 июня 1912 года в Лондоне. За год до этого его родители, Юлиус Мэтисон Тьюринг и Этель Сара Стони, жили в индийском городе Чхатрапуре, отец работал в Индийской гражданской службе. Однако, ожидая появления на свет ребенка, Тьюринги решили, что это событие должно произойти в Соединенном Королевстве, поэтому переехали в Лондон, где и родился Алан, второй и последний их сын. После рождения Алана его отец подумал, что Индия — не самое лучшее место для новорожденного, так что Этель Сара и дети остались в Англии, а сам Юлиус отправился на службу в Чхатрапур. Семью он навещал время от времени. Когда Алану исполнился один год, его мать также уехала в Индию, чтобы жить вместе с отцом. Детей она оставила на попечении знакомых в Гилдфорде, и ближайшие несколько лет сыновья Тьюрингов видели родителей лишь изредка.
Тьюринги принадлежали к верхушке среднего класса, в котором чтили традиции и ценности британского образования. Сам Алан был от этих ценностей весьма далек, и это трагически повлияло на его судьбу. Ни по материнской, ни по отцовской линии в числе его родственников не было великих ученых и других знаменитостей. Единственным Тьюрингом, добившимся некоторой славы, был Харви Дория Тьюринг, дядя Алана, — он прекрасно ловил рыбу на муху. Однако, несмотря на отсутствие в семье интеллектуальной традиции, Алан еще в раннем возрасте начал демонстрировать высокие интеллектуальные способности. Рассказывают, что в детстве он очень интересовался числами, буквами и головоломками и на прогулках часто останавливался около фонарей, чтобы рассмотреть их серийные номера. В возрасте шести лет маленький Алан решил, что для сбора меда хорошо бы нарисовать маршрут, которым летают пчелы, и таким образом узнать точку пересечения их путей — именно в этом месте нужно ставить ульи. Также известна история о том, как он понял, что велосипедная цепь падает со звездочки через определенное количество оборотов — для этого мальчика гораздо интереснее было попробовать решить такую задачу, чем просто купить новую цепь.
Детское увлечение Алана Тьюринга наукой начало развиваться в школьные годы. В шесть лет мать записала его в государственную школу святого Михаила, в которой особая роль придавалась изучению латыни. Вообще встреча с английской образовательной системой имела для Алана как положительные, так и отрицательные последствия: с одной стороны, она стала для него источником знаний и сформировала его интеллект, с другой — Алан не мог не войти в конфликт с приверженностью этой системы непоколебимым классическим ценностям и опорой на Англиканскую церковь и британское величие. В атмосфере традиционной английской школы сформировалась такая характерная черта личности Алана, как уважение к нормам. В этом смысле показателен следующий эпизод: однажды мать читала Алану «Путешествие Пилигрима» (The piligrim’sprogress; 1678) — классическое сочинение английской литературы, написанное Джоном Баньяном (1628— 1688), — и пропустила часть текста, так как посчитала, что религиозное содержание отрывка может быть слишком скучным для ребенка. Однако Алан объяснил матери, что пропущенная часть — самая главная в книге и без нее вся история теряет смысл.
После окончания школы святого Михаила Алан пошел по тому же пути, что и его старший брат Джон. Сначала он поступил в центр Хейзелхёрст, а затем был записан в частную школу Мальборо. Как и многие его сверстники, Алан ставил элементарные химические опыты и увлекался популярной в то время книгой «Чудеса природы, о которых должен знать каждый ребенок»(Natural Wonders every child should know) Эдвина Тенни Брюстера (1866-1960). Благодаря этому сочинению юноша смог познакомиться с научным взглядом на природу.
Кроме того, молодой Тьюринг впервые читал книгу, связанную с биологией, в которой использовалось слово «машина»: на ее страницах было сказано, что человеческое тело — «сложная машина», основной целью которой является поддержание жизни.
За идеей цифровых компьютеров стоит мысль о том, что эти машины предназначены для выполнения любой операции,
которая по силам команде людей.
Алан Тьюринг, «Вычислительные машины и разум»
Алана привлекали математика, химия и, как ни странно, французский. Мать записала его в подготовительную школу Хейзелхёрст, где он делал успехи, но при этом не слишком выделялся — был обычным хорошим учеником. Но позже родителям пришлось забрать сына из Хейзелхёрста, по всей видимости из-за конфликтов с другими учениками. Тьюринг уже в те годы славился атлетическим телосложением, которое поддерживал в течение всей жизни. В Англии того периода атлетические данные были не менее важны, чем академические успехи, и все это, принимая во внимание интеллектуальное развитие мальчика, делало его априори хорошим учеником. И все же мать сомневалась в способности Алана соответствовать суровым требованиям престижной частной школы, а для нее было так важно, чтобы сына туда приняли, ведь это входило в число обязательных признаков социального класса, к которому принадлежала семья Тьюрингов. В 1926 году, несмотря на все страхи матери, Алан успешно сдал вступительный экзамен в частную школу (Common Entrance Examination) и был принят в школу Шерборна.
Год обучения в ней решительным образом повлиял на формирование личности Тьюринга. Там проявился его интерес к разрешению задач, которые он сам перед собой ставил, и эти задачи далеко не всегда были связаны с темами, о которых рассказывали преподаватели. Как это часто происходит и сегодня, школьная система той эпохи не слишком поощряла одаренных учеников. Алан выигрывал школьные конкурсы по математике, изучил теорию относительности Эйнштейна, благодаря известной книге Артура Эддингтона «Природа физического мира» ( The nature of the physical world) познакомился с квантовой механикой. Тьюринг настолько выделялся среди остальных, что однажды директор школы сказал о нем:
