Alan Mathison Turing je svetoznámy geniálny vedec, lámač kódov, priekopník informatiky, muž s úžasným osudom, ktorý výrazne ovplyvnil vývoj výpočtovej techniky.
Alan Turing: krátky životopis
Alan Mathison Turing sa narodil v Londýne 23. júna 1912. Jeho otec, Julius Turing, bol koloniálnym štátnym úradníkom v Indii. Tam stretol a oženil sa s Alanovou matkou Ethel Sarah. Rodičia trvalo žili v Indii a deti (Alan a John, jeho starší brat) študovali v súkromných domoch v Anglicku, kde dostali prísnu výchovu.
Alan raz počas pikniku ukázal svoju schopnosť exaktne vykonávať vedu. Aby si chlapec vyslúžil súhlas svojho otca, pomocou jednoduchých dedukcií sa mu podarilo nájsť divoký med. Aby to urobil, sledoval línie, po ktorých včely lietali, a smer ich letu. Potom som v duchu predlžoval tieto čiary a našiel som ich priesečník, kde som našiel priehlbinu s medom.
Alanove vynikajúce schopnosti v exaktných vedáchsa prejavili počas štúdia na prestížnej Shernborough School. V roku 1931 mladý muž ako matematický učenec pokračoval v štúdiu na King's College, Cambridge University. Po promócii obhájil dizertačnú prácu o centrálnej limitnej vete pravdepodobnosti, ktorú znovu objavil, neuvedomujúc si existenciu podobnej predchádzajúcej práce. Vo vzdelávacej inštitúcii bol Alan členom vedeckej spoločnosti kolégia, jeho práca bola ocenená špeciálnou cenou. To dalo mladému mužovi príležitosť získať dobré štipendium a pokračovať v sebarealizácii v oblasti exaktných vied.
Turingov stroj
V roku 1935 vedec Alan Turing prvýkrát uplatnil svoje schopnosti v oblasti matematickej logiky a o rok neskôr začal vykonávať výskum, ktorý ukázal významné výsledky. Predstavil koncept vyčísliteľnej funkcie, ktorú je možné implementovať na takzvanom Turingovom stroji. Projekt tohto zariadenia mal všetky základné vlastnosti moderných modelov (spôsob činnosti krok za krokom, pamäť, ovládanie programu) a bol prototypom digitálnych počítačov vynájdených o desať rokov neskôr. V roku 1936 sa matematik Alan Turing presťahoval do Ameriky a získal prácu kurátora na Princetonskej univerzite, v roku 1938 získal doktorát a vrátil sa do Cambridge, keď odmietol ponuku matematika Johna von Neumanna zostať v tomto vzdelávacom procese. inštitúcia ako asistent.
British Operation Ultra
V tom istom období Británia oznámila spustenie operácie Ultra, ktorej účelom bolo počúvaťrozhovory nemeckých pilotov a ich prepis. Touto otázkou sa zaoberalo londýnske oddelenie vládnej Školy kódov a šifier (Hlavná šifrovacia jednotka britskej spravodajskej služby), ktoré bolo z dôvodu hrozby fašistického útoku urýchlene prevezené do Bletchley Parku, ktorý sa nachádza v centrum Anglicka.
Dnes je tu múzeum kódovačov a počítačov. Práve na toto tajné miesto prichádzali denne spravodajské informácie zachytené prijímacími stanicami; počet kódovaných správ sa meral v tisíckach jednotiek. Pre každý prichádzajúci text sa zaznamenala rádiová frekvencia, dátum, čas odpočúvania a preambula. Ten obsahoval identifikátor siete, volací znak prijímajúcej stanice a odosielateľa, čas odoslania správ.
Winston Churchill – predseda vlády Veľkej Británie – nazval Bletchy Parka svojou husou, ktorá znáša zlaté vajcia. Projektovým manažérom bol Alistair Denniston, veterán vojenskej spravodajskej služby. V štábe kryptoanalytikov naverboval nie kariérnych spravodajských dôstojníkov, ale odborníkov najširšieho profilu: matematikov, lingvistov, šachistov, egyptológov, majstrov v riešení krížoviek. Do takejto rôznorodej spoločnosti sa dostal aj talentovaný matematik Alan Turing.
Turing vs Enigma
Turingovo oddelenie dostalo špecifickú úlohu: pracovať so šifrovými textami generovanými zariadením Enigma, strojom patentovaným v Holandsku v roku 1917 a pôvodne navrhnutým na ochranu bankových transakcií. Práve tieto modely Wehrmacht aktívne používal na prenos rádiogramov pri operáciách vykonávaných na mori.flotila a letectvo. Enigma šifry na začiatku druhej svetovej vojny boli najsilnejšie na planéte. Dokonca sa považovalo za takmer nemožné ich hacknúť.
Aby sme porozumeli zakódovanému textu, bolo potrebné zaobstarať si ten istý stroj, poznať jeho počiatočné nastavenia, určitým spôsobom zavrieť písmená v komunikačnom paneli a celé to spustiť v opačnom smere. Zároveň stojí za to mať na pamäti, že princípy kódovania a kľúčov sa menia raz za deň. Kryptografi Wehrmachtu sa snažili čo najviac skomplikovať samotnú kryptoanalýzu postupmi prenosu: dĺžka správ nepresahovala 250 znakov a prenášali sa v skupinách po 3-5 písmenách.
Tvrdá práca kryptografov pod vedením Turinga bola korunovaná úspechom: bolo vytvorené zariadenie, ktoré dokázalo dešifrovať signály Enigmy. Okrem všemožných matematických trikov sa ako indície používali rovnaké stereotypné frázy, ktorými Nemci komunikovali, ako aj akékoľvek opakujúce sa texty. Ak rady nestačili, nepriateľ bol nimi vyprovokovaný. Napríklad vzdorovito zamínovali určitý úsek mora a potom počúvali vyhlásenia Nemcov v tejto veci.
Úspech Alana Turinga
Výsledkom usilovnej práce v roku 1940 vznikol kryptoanalytický stroj Alana Turinga „Bomb“, čo je obrovská skriňa (hmotnosť – jedna tona, predný panel – 2 x 3 metre, na ňom 36 skupín rotorov). Používanie tohto zariadenia si vyžadovalo špeciálne zručnosti a priamo záviselo od kvalifikácie.personál, ktorý ho obsluhuje. Viac ako dvesto týchto strojov bolo nakoniec nainštalovaných v Bletchley Park, čo umožnilo dešifrovať asi 2-3 tisíc správ denne.
Turing Alan bol spokojný so svojou prácou a dosiahnutými výsledkami. Nahnevali ho len miestne úrady a škrt cez rozpočty. Našťastie po sérii oficiálnych nahnevaných poznámok prevzal Winston Churchill kontrolu nad projektom a zvýšil jeho financovanie. Enigma a ďalšie nemecké šifrovacie stroje boli napadnuté, čo poskytlo spojencom príležitosť držať krok s neprerušovaným tokom cenných spravodajských informácií.
Nemci o existencii „Bomby“viac ako rok nevedeli a po zistení úniku informácií vynaložili veľké úsilie, aby boli šifry čo najkomplikovanejšie.
Turinga to však nevystrašilo: s novým problémom sa ľahko vyrovnal a po mesiaci a pol Briti získali prístup k informáciám o nepriateľovi.
Absolútna spoľahlivosť šifry počas vojnových rokov nevzbudzovala žiadne pochybnosti u Nemcov, ktorí až do konca hľadali príčiny úniku cenných informácií kdekoľvek, len nie v Enigme. Objavenie kódu Enigma radikálne zmenilo priebeh druhej svetovej vojny. Cenné informácie pomohli nielen zabezpečiť Britské ostrovy, ale aj náležité prípravy na rozsiahle operácie na kontinente plánované nemeckou stranou. Úspech britských kryptografov bol dôležitým príspevkom k víťazstvu nad nacizmom a sám Turing Alan dostal v roku 1946 Rád Britského impéria.
Výstrednosti počítačového génia
Turing bol súčasníkmi opísaný ako mierne výstredný, nie príliš očarujúci, skôr prudký a nekonečne pracovitý.
- Keďže bol Turing Alan alergický, uprednostnil pred antihistaminikami plynovú masku. V ňom chodil do úradov v období kvitnutia rastlín. Možno táto zvláštnosť bola vysvetlená neochotou padnúť pod vplyv vedľajších účinkov lieku, konkrétne ospalosti.
- Ešte jednu vec, ktorú mal matematik v súvislosti s jeho bicyklom, ktorému v určitých intervaloch odlietavala reťaz. Turing Alan, ktorý to nechcel opraviť, počítal otáčky pedálov, v správnom momente zosadol z bicykla a nastavil reťaz rukami.
- Talentovaný vedec pripevnil svoj vlastný hrnček na batériu v Bletchley Park, aby ho neukradli.
- Počas života v Cambridge Alan nikdy nenastavoval hodiny podľa presných časových signálov, vypočítal si ich v duchu a určil polohu určitej hviezdy.
- Raz, keď sa Alan dozvedel o znehodnotení anglickej nohy, roztavil mince, ktoré mal, a výsledný strieborný ingot zahrabal niekde v parku, potom úplne zabudol na miesto úkrytu.
- Turing bol dobrý športovec. Keď cítil potrebu cvičiť, bežal dlhú trať, čím si sám určil, že v tomto športe vyniká. Potom v rekordnom čase vyhral 3- a 10-míľové vzdialenosti svojho klubu a v roku 1947 obsadil piate miesto v maratónskych pretekoch.
Výstrednosti Alana Turinga, ktorého zásluhy pre Britániu sú jednoduchoneoceniteľné, len málo ľudí bolo zmätených. Mnohí kolegovia spomínajú na vzrušenie a nadšenie, s akým sa génius informatiky ujal každého nápadu, ktorý ho zaujal. Na Turinga sa pozeralo s veľkou úctou, pretože vynikal svojou originalitou myslenia a vlastným intelektom. Talentovaný matematik, disponujúci všetkými predpokladmi kvalifikovaného učiteľa, bol schopný vyriešiť a vysvetliť akýkoľvek, aj ten najneobvyklejší problém prístupným spôsobom.
Alan Turing: príspevky k počítačovej vede
V roku 1945 Alan odmietol pracovať ako prednášajúci na univerzite v Cambridge a na odporúčanie M. Newmana sa presťahoval do Národného fyzikálneho laboratória, kde sa v tom čase formovala skupina na navrhovanie a vytváranie ACE - počítač. Počas 3 rokov (od roku 1945 do roku 1948) - obdobia existencie skupiny - Turing urobil prvé skice a urobil niekoľko dôležitých návrhov na jej dizajn.
Vedec odovzdal správu o ACE výkonnému výboru NFL 19. marca 1946. V sprievodnej poznámke pripojenej k nej bolo uvedené, že práca vychádzala z projektu EDVAG. Projekt však mal veľké množstvo cenných myšlienok, ktoré patrili priamo anglickému matematikovi.
Softvér pre prvý počítač tiež napísal Alan Turing. Informatika bez usilovnej práce tohto talentovaného vedca by možno nedosiahla takú úroveň, aká je dnes. V tom istom čase bol napísaný prvý šachový program.
V septembri 1948 Alan Turing, ktorého životopis bol celý život spojený s matematikou, prešiel do práce vUniverzita v Manchestri. Menovite zastával funkciu zástupcu riaditeľa laboratória počítačov, no v skutočnosti bol zaradený na matematickom oddelení M. Newmana a bol zodpovedný za programovanie.
Krutý vtip osudu
Anglický matematik, ktorý po vojne pokračoval v spolupráci so spravodajskými službami, bol zapojený do novej úlohy: rozlúštiť sovietske kódy. V tomto bode si osud s Turingom zahral krutý vtip. Jedného dňa mu vykradli dom. Odkaz, ktorý zanechal zlodej, varoval pred extrémnou nežiaducosťou kontaktovať políciu, ale rozhorčený Alan Turing okamžite zavolal na stanicu. Počas vyšetrovania sa ukázalo, že lupič bol jedným z priateľov Alanovej milenky. V procese svedectva sa Turing musel priznať, že je gay, čo bolo v tých rokoch v Anglicku trestným činom.
Významný súdny proces so slávnym vedcom trval dlho. Bolo mu ponúknuté buď dvojročné väzenie, alebo hormonálna terapia, aby sa zbavil sexuálnej túžby.
Alan Turing (foto z posledných rokov vyššie) si vybral to druhé. V dôsledku liečby najsilnejšími liekmi, ktorá trvala rok, sa u Turinga vyvinula impotencia a tiež gynekomastia (zväčšenie prsníkov). Trestne stíhaný Alan bol pozastavený z tajnej práce. Okrem toho sa Briti obávali, že homosexuálov by mohli verbovať sovietski špióni. Vedec nebol obvinený zo špionáže, ale bolo mu zakázané diskutovať o jeho práci v Bletchley Parku.
Alanovo jablkoTuring
Príbeh Alana Turinga je smutný až do jadra: matematického génia vyhodili zo služieb a zakázali mu učiť. Jeho povesť bola úplne zničená. Mladého muža vo veku 41 rokov hodilo cez palubu zvyčajného rytmu života, zostal bez svojej obľúbenej práce, s podlomenou psychikou a zničeným zdravím. V roku 1954 bol Alan Turing, ktorého životopis stále vzrušuje mysle mnohých ľudí, nájdený mŕtvy vo svojom vlastnom dome a na nočnom stolíku pri posteli ležalo nahryznuté jablko. Ako sa neskôr ukázalo, bola plnená kyanidom. Alan Turing teda v roku 1937 znovu vytvoril scénu zo svojej obľúbenej rozprávky „Snehulienka“. Podľa niektorých správ sa práve preto ovocie stalo emblémom svetoznámej počítačovej spoločnosti Apple. Okrem toho je jablko aj biblickým symbolom poznania hriechu.
Oficiálna verzia smrti talentovaného matematika je samovražda. Alanova matka verila, že k otrave došlo náhodou, pretože Alan vždy neopatrne pracoval s chemikáliami. Existuje verzia, že Turing si zámerne zvolil tento spôsob odchodu zo života, aby umožnil svojej matke neveriť v samovraždu.
Rehabilitácia anglického matematika
Veľký matematik bol posmrtne rehabilitovaný. V roku 2009 sa britský premiér Gordon Brown verejne ospravedlnil za prenasledovanie počítačového génia. V roku 2013 bol Turing oficiálne omilostený za obvinenia z obscénnosti britskou kráľovnou Alžbetou II.
Práca Alana Turinga nespočívala len vo vývoji informačných technológií: na konci života vedecsa venoval biológii, konkrétne začal rozvíjať chemickú teóriu morfogenézy, ktorá dávala plný priestor pre spojenie schopností exaktného matematika a nadaného filozofa plného originálnych nápadov. Prvé návrhy tejto teórie sú opísané v predbežnej správe z roku 1952 a správe, ktorá sa objavila po smrti vedca.
Najprestížnejším ocenením v informatike je Turingova cena. Každoročne ho predkladá Združenie pre výpočtovú techniku. Ocenenie, v súčasnosti 250 000 dolárov, je sponzorované spoločnosťami Google a Intel. Prvé takéto významné ocenenie v roku 1966 získal Alan Perlis za tvorbu kompilátorov.
