Алан Матісон Тьюрінг – це всесвітньо відомий геніальний вчений, зломщик кодів, піонер інформатики, людина з дивовижною долею, що зробив значний вплив на розвиток комп’ютерних технологій.
Алан Тьюринг: коротка біографія
Алан Матісон Тьюрінг з’явився на світ в Лондоні 23 червня 1912 року. Його батько Юліус Тьюринг був колоніальним чиновником, ніс цивільну службу в Індії. Там він познайомився і обвінчався з мамою Алана – Етель Сарою. Батьки постійно проживали в Індії, а діти (Алан і Джон, його старший брат) навчалися у приватних будинках Англії, де отримували суворе виховання.
Свої здібності до точних наук Алан проявив як-то під час пікніка. Щоб заслужити схвалення батька, хлопчик шляхом нехитрих умовиводів зумів знайти дикий мед. Для цього він простежив лінії, за якими літали бджоли, і напрям їх польотів. Потім, розумово продовживши ці лінії, знайшов їх точку перетину, де виявив дупло з медом.
Неабиякі здібності до точних наук у Алана проявилися під час навчання в престижній Шернборской школі. В 1931 році в якості математичного стипендіата юнак продовжив навчання у Королівському коледжі Кембриджського університету. По його закінченні захистив дисертацію про центральній граничній теоремі ймовірності, яку перевідкрив, не здогадуючись про існування аналогічної попередньої роботи. У навчальному закладі Алан перебував у Науковому товаристві коледжу, його дипломна робота була удостоєна спеціальної премії. Це дало хлопцю можливість отримувати непогану стипендію і продовжувати самореалізацію в галузі точних наук.
Машина Тюрінга
У 1935 році учений Алан Тьюринг вперше застосував свої здібності в області математичної логіки і почав проводити дослідження, які показали через рік значущі результати. Він ввів поняття обчислюваною функції, яка може бути реалізована на так званій машині Тюрінга. Проект даного пристрою мав всі основні властивості сучасних моделей (покроковий спосіб дій, пам’ять, програмне управління) і був прообразом цифрових комп’ютерів, винайдених через десяток років. У 1936 році математик Алан Тьюринг перебрався в Америку і влаштувався куратором в Прінстонський університет, в 1938 році отримав ступінь доктора філософії і повернувся в Кембридж, відповівши відмовою на пропозицію математика Джона фон Неймана залишитися працювати в цьому навчальному закладі на посаді асистента.
Британська операція «Ультра»
У цей же період Британія оголосила старт операції «Ультра», метою якої було прослуховування розмов німецьких льотчиків і їх розшифровка. Даним питанням займався розташований в Лондоні відділ урядової Школи кодів і шифрів (Головного шифрувального підрозділу британської розвідки), який з причини загрози фашистського нападу було терміново вивезено в Блетчлі-Парк, розташований в центрі Англії.
Сьогодні тут розміщується музей кодувальників і обчислювальної техніки. Саме в це секретне місце щодня надходили перехоплені прийомними станціями розвідувальні дані; число кодованих повідомлень вимірювалася тисячами одиниць. Для кожного вхідного тексту фіксувалися: радіочастота, дата, час перехоплення і преамбула. В останній містився ідентифікатор мережі, позивний приймальної станції і відправника, час відправлення повідомлень.
Уїнстон Черчілль – прем’єр-міністр Великобританії – називав Блетчи-Парк своєю курочкою, що несе золоті яйця. Керівником проекту був Алістер Деннистон – ветеран військової розвідки. У штат криптоаналітиків він набирав не кадрових розвідників, а фахівців широкого профілю: математиків, лінгвістів, шахістів, єгиптологів, чемпіонів за рішенням кросвордів. У настільки різноманітну компанію потрапив і талановитий математик Алан Тьюринг.
Тьюринг проти «Енігми»
Відділу Тюрінга було доручено конкретне завдання: робота з зашифрованими текстами, створеними пристроєм «Енігма» – машиною, запатентованої у Голландії в 1917 році і спочатку призначеної для захисту банківських операцій. Саме ці моделі активно використовував Вермахт для передачі радіограм в операціях, що проводяться морським флотом і авіацією. Шифри «Енігми» до початку Другої світової війни були найсильнішими на планеті. Вважалося навіть, що зламати їх практично нереально.
Щоб зрозуміти закодований текст, потрібно обзавестися такою ж машиною, знати її початкові налаштування, замкнути певним чином букви в комунікаційної панелі, і все це запустити в зворотному напрямку. При цьому варто мати на увазі, що принципи кодування і ключі змінювалися раз на добу. Шифрувальники Вермахту намагалися максимально ускладнити процедурами передачі сам криптоаналіз: довжина повідомлень не перевищувала 250 символів, і передавалися вони групами по 3-5 букв.
Напружена робота шифрувальників під керівництвом Тюрінга увінчалася успіхом: було створено пристрій, здатний розшифрувати сигнали «Енігми». Крім усіляких математичних хитрощів, у якості підказок використовувалися одні і ті ж стереотипні фрази, за допомогою яких спілкувалися німці, а також будь-які повторюються тексти. Якщо підказок було недостатньо, то противника на них провокували. Наприклад, демонстративно мінували певний ділянку моря, а потім прослуховували висловлювання німців з даного приводу.
Успіх Алана Тюрінга
В результаті кропіткої роботи в 1940 році була створена криптоаналитическая машина Алана Тюрінга «Бомба», що представляє собою величезний шафа (вага – одна тонна, передня панель – 2 х 3 метри, 36 груп роторів на ній). Використання цього пристрою вимагало спеціальних навичок і безпосередньо залежало від кваліфікації персоналу, що його обслуговує. В Блетчлі-Парку з часом було встановлено більше двох сотень таких машин, що дозволяло розшифровувати близько 2-3 тисяч повідомлень в день.
Алан Тьюринг був у захваті від своєї роботи і досягнутих результатів. Його лише дратувало місцеве начальство і спрощені бюджетів. На щастя, після низки службових розгніваних записок проект під свій контроль взяв Уїнстон Черчілль, підвищивши його фінансування. «Енігма» та інші шифрувальні німецькі машини були зламані, союзники отримали можливість бути в курсі безперебійного потоку найцінніших розвідданих.
Німці більше року не здогадувалися про існування «Бомби», а виявивши витік інформації, доклали величезних зусиль для максимального ускладнення шифрів.
Однак Тюрінга це не злякало: він легко впорався з новою проблемою, і вже через півтора місяці англійці отримали доступ до ворожої інформації.
Абсолютна надійність шифру в роки війни не викликала жодних сумнівів у німців, до самого кінця шукали причини витоку цінної інформації де завгодно, тільки не в «Энигме». Розкриття коду «Енігми» кардинально змінило хід Другої світової війни. Цінні відомості допомогли не тільки убезпечити Британські острови, але і провести відповідну підготовку до масштабних операцій на континенті, планованим німецькою стороною. Успіх британських шифрувальників став важливим внеском у перемогу над нацизмом, а безпосередньо Алан Тюрінг у 1946 році одержав нагороду-орден Британської імперії.
Дивацтва комп’ютерного генія
Сучасники описували Тюрінга як злегка дивакуватого людини, не надто привабливого, досить жовчного і нескінченно працьовитого.
- Будучи алергіком, Алан Тьюринг антигістамінних препаратів волів протигаз. У ньому він їздив в офіси в період цвітіння рослин. Можливо, така дивина пояснюється небажанням потрапити під вплив побічних ефектів препарату, а саме – сонливості.
- Ще одна особливість була у математика у ставленні до свого велосипеда, у якого через визначені інтервали злітала ланцюг. Алан Тьюринг, не бажаючи займатися її ремонтом, вважав обертів педалей, в потрібний момент злазив з велосипеда і поправляв ланцюг руками.
- Власну кухоль в Блетчлі-Парку талановитий вчений пристібав ланцюгом до батареї, щоб її не вкрали.
- Живучи в Кембриджі, Алан ніколи не ставив години згідно з сигналами точного часу, він обчислював його подумки, фіксуючи розташування певної зірки.
- Одного разу Алан, дізнавшись про падіння курсу англійської фути, переплавив були в нього монети і закопав отриманий срібний злиток десь на території парку, після чого геть забув місце схованки.
- Тьюринг був непоганим спортсменом. Відчуваючи необхідність у зарядці, він пробіг довгу дистанцію, визначивши для себе, що досяг успіху в цьому виді спорту. Потім за рекордний час виграв 3 – і 10-мильну дистанції свого клубу, а в 1947 році в марафонському забігу посів п’яте місце.
Дивацтва Алана Тюрінга, заслуги якого для Британії просто неоціненні, мало у кого викликали подив. Багато колеги згадують хвилювання і ентузіазм, з якими геній інформатики брався за будь-яку яка цікавила його ідею. На Тюрінга дивилися з великою повагою, так як він вирізнявся оригінальністю мислення і власним інтелектом. Талановитий математик, маючи всі задатки кваліфікованого викладача, вмів вирішити і доступно пояснити будь-яку, навіть саму незвичайну завдання.
Алан Тьюринг: внесок в інформатику
У 1945 році Алан відмовився від роботи лектора в Кембриджському університеті і за рекомендацією М. Ньюмена перейшов в Національну фізичну лабораторію, де в цей час формувалася група по проектуванню та створенню АСЕ – обчислювальної машини. Протягом 3 років (з 1945 по 1948 р.) – періоду існування групи – Тьюринг зробив перші начерки і вніс кілька важливих пропозицій щодо її конструювання.
Звіт по АСІ вчений передав у виконавчий комітет НФЛ 19 березня 1946 року. У супровідній записці, яка додається до нього, говорилося, що робота заснована на проекті EDVAG. Однак у проекті була велика кількість цінних ідей, що належали безпосередньо англійському математику.
Програмне забезпечення для першого комп’ютера також написав Алан Тьюринг. Інформатика без кропітких праць цього талановитого вченого, можливо, не досягла б такого рівня, як сьогодні. Тоді ж була написана і перша шахова програма.
У вересні 1948 року Алан Тьюринг, біографія якого все життя була пов’язана з математикою, перевівся на роботу в Манчестерський університет. Номінально він зайняв посаду заступника директора лабораторії обчислювальних машин, насправді ж числився в математичному відділі М. Ньюмена і був відповідальним за програмування.
Злий жарт долі
Англійський математик, після війни продовжував співпрацю з розвідкою, був притягнутий до нового завдання: розшифровці радянських кодів. В цей момент доля зіграла з Тюринг злий жарт. Одного разу на його будинок пограбували. У залишеній злодієм записці було застереження про крайню небажаність звернення в поліцію, але обурений Алан Тьюринг відразу ж зателефонував у відділок. У процесі розслідування з’ясувалося, що грабіжником був один з друзів коханця Алана. В процесі дачі свідчень Тьюрингу довелося зізнатися у своїй нетрадиційній орієнтації, що в ті роки в Англії було кримінально карається.
Гучний судовий процес над відомим вченим тривав досить довго. Йому було запропоновано або дворічна тюремне утримання, або гормональна терапія, що рятує від статевого потягу.
Алан Тьюринг (фото останніх років вище) вибрав друге. В результаті лікування найпотужнішими препаратами, що тривав протягом року, у Тюрінга розвинулася імпотенція, а також гінекомастія (збільшення грудей). Кримінально переслідуваний Алан був відсторонений від секретної роботи. До того ж у британців існували побоювання, що гомосексуалісти можуть вербуватися радянськими шпигунами. Вченого не звинуватили в шпигунстві, але заборонили обговорювати свою роботу в Блетчлі-Парку.
Яблуко Алана Тюрінга
Історія Алана Тюрінга сумна до глибини душі: математичного генія звільнили зі служби і заборонили викладати. Його репутація була остаточно зіпсована. У 41 рік молодий чоловік виявився викинутим за борт звичного ритму життя, залишившись без улюбленої роботи, з надломленою психікою і зруйнованим здоров’ям. У 1954 році Алан Тьюринг, біографія якого і сьогодні хвилює уми багатьох людей, був знайдений мертвим у власному будинку, а на тумбочці біля ліжка лежало надкушене яблуко. Як пізніше з’ясувалося, він був начинений ціанідом. Так Алан Тьюринг відтворив сцену зі своєї улюбленої казки «Білосніжка» 1937 року. За деякими відомостями, саме тому фрукт став емблемою відомої на весь світ комп’ютерної фірми «Еппл». До того ж яблуко ще є біблійним символом пізнання гріха.
Офіційна версія загибелі талановитого математика – самогубство. Мати Алана вважала, що отруєння сталося випадково, адже Алан завжди необережно працював з хімікатами. Має місце версія, що Тьюринг свідомо обрав такий спосіб відходу з життя, щоб дати можливість матері не вірити в самогубство.
Реабілітація англійського математика
Великий математик був реабілітований посмертно. У 2009 році прем’єр-міністр Великобританії Гордон Браун публічно вибачився за переслідування, яких зазнав геній інформатики. У 2013 році Тьюринг був офіційно помилуваний за звинувачення в непристойності Єлизаветою II – королевою Великобританії.
Роботи Алана Тюрінга полягали не тільки в розробці інформаційних технологій: наприкінці життя вчений присвятив себе питань біології, а саме – став розробляти хімічну теорію морфогенезу, дала повний простір для поєднання здібностей точного математика і обдарованого, повного оригінальних ідей філософа. Перші начерки даної теорії описані в попередній доповіді 1952 року і звіті, який з’явився після смерті вченого.
Найпрестижнішою нагородою в галузі інформатики є “Премія Тюрінга”. Її вручення проводиться щорічно Асоціацією обчислювальної техніки. Спонсорується це винагорода, розмір якого в даний час складає 250 000 доларів, корпораціями Google і Intel. Першим настільки важливої нагороди в 1966 році був удостоєний Алан Перліс за створення компіляторів.
