Alan Turing là ai?

Alan Mathison Turing (sinh ngày 23 tháng 1912 năm 7 - mất ngày 1954 tháng XNUMX năm XNUMX) là một nhà toán học, nhà khoa học máy tính và nhà mật mã học người Anh. Ông được coi là người sáng lập ra khoa học máy tính. Với bài kiểm tra Turing do ông phát triển, ông đã đưa ra tiêu chí về việc liệu máy móc và máy tính có thể có khả năng tư duy hay không.

II. Ông được coi là một anh hùng chiến tranh bởi vì ông đã đóng một vai trò quan trọng trong việc bẻ khóa mật mã của Đức trong Thế chiến thứ hai. Ngoài ra, trong những năm học tại Đại học Manchester, ông đã đặt nền tảng khái niệm về máy tính hiện đại với định nghĩa của một thuật toán được gọi là máy Turing.

Tên tuổi của ông cũng đi vào lịch sử toán học với Giả thuyết Church-Turing mà ông đã phát triển cùng với giáo viên luận văn Alonzo Church, người mà ông đã làm việc cùng tại Princeton. Luận án này nói rằng tất cả các phép tính có thể được mô tả bằng một thuật toán bao gồm các phép tính có thể được mô tả bằng bốn phép toán, phép chiếu, phép khớp và phép quét. Đó là một giả thuyết chưa được chứng minh về triết lý toán học hơn là một định lý toán học.

Năm 1952, Turing, người nộp đơn lên cảnh sát với khiếu nại rằng mình bị tống tiền và tuyên bố rằng mình là người đồng tính, đã bị xét xử về tội đồng tính và bị kết án bắn bằng cách tiêm estrogen, được sử dụng như một phương pháp thiến hóa học cho 1 người. năm. Ông mất năm 1954 vì ngộ độc kali xyanua. Cuộc điều tra của cảnh sát xác định rằng Turing chết do tự sát bằng cách uống chất độc xyanua với quả táo mà anh ta ăn. Tuy nhiên, có ý kiến ​​cho rằng việc Turing bị đầu độc không phải do tự sát mà do người khác nhúng tay vào cái chết đáng ngờ này.

Ông đã trở thành một phần của thế giới tin học hàn lâm với Giải thưởng Turing, được đặt theo tên ông và được coi là Nobel của khoa học máy tính.

Mô hình phản ứng-khuếch tán, một trong những mô hình toán học quan trọng nhất trong sinh học phát triển, cũng được xây dựng bởi Turing.

Tuổi thơ và tuổi trẻ

Mẹ của anh, Sara, mang thai ở thị trấn Chatrapur, Orissa, Ấn Độ. Cha của ông, Julius Mathison Turing, là một công chức Ấn Độ trong chính quyền thuộc địa Ấn Độ thuộc Anh. Julius và mẹ Sara của anh ấy muốn được sinh ra ở Anh, vì vậy họ đến London và định cư tại một ngôi nhà ở Maide Vale (nay là khách sạn Colonnade), nơi Alan Turing được sinh ra vào ngày 23 tháng 1912 năm XNUMX. Anh có một người anh trai tên là John. Cha anh làm việc trong ngành Dịch vụ dân sự Ấn Độ, và trong thời thơ ấu của Turing, gia đình đã đi du lịch giữa Guildford, Anh và Ấn Độ, để lại hai con trai của họ ở lại với bạn bè ở Hastings, Anh. Turing đã sớm bộc lộ những dấu hiệu của thiên tài và thể hiện chúng một cách nhất quán.

Cha mẹ anh đã ghi danh cho anh vào St Michaels, một trường học ban ngày, khi anh 6 tuổi. Những người hướng dẫn khác của anh, và sau đó là hiệu trưởng của trường, nhanh chóng nhận ra trí thông minh của anh. Năm 1926, ở tuổi 14, ông vào trường Sherborne, một trường tư thục nổi tiếng rất đắt đỏ ở Dorset. Ngày đầu tiên của học kỳ trùng với ngày Tổng đình công ở Anh; however, Turing was so enthusiastic about his school that on that day of no trains in the country, he biked more than 60 miles from Southhampton to school alone, spending the night in a hotel halfway through.

Tính cách tự nhiên của Turing đối với toán học và khoa học không khiến anh ta nhận được sự tôn trọng của các giáo viên của mình, những người mà định nghĩa về giáo dục tại Sherborne tập trung nhiều hơn vào tiếng Hy Lạp cổ đại và tiếng Latinh cổ điển. Hiệu trưởng Nhà trường viết cho gia đình: “Tôi mong cháu không còn thiếu hiểu biết giữa hai trường. Nếu cháu ở trường tư thục thì cháu phải chấp nhận giáo dục chuyên biệt của trường tư thục; Nếu anh ấy chỉ muốn trở thành một nhà khoa học tận tụy, anh ấy đang lãng phí thời gian của mình ở ngôi trường tư thục này. "

Mặc dù vậy, Turing vẫn tiếp tục thể hiện tài năng xuất sắc của mình trong các nghiên cứu mà anh ấy yêu thích, giải quyết các vấn đề trong toán học cao cấp nâng cao ngay cả trước khi anh ấy học các chủ đề đạo hàm và tích phân trong các lớp học của mình. Ở tuổi 1928 vào năm 16, ông bắt gặp tác phẩm của Albert Einstein; không chỉ nắm bắt nó; ông đã khám phá ra điều này bằng cách nghiên cứu những lời chỉ trích của Einstein về những tuyên bố của Newton về chuyển động (mà không sử dụng các văn bản sách giáo khoa không giải thích chúng).

Turing đã hình thành một tình bạn thân thiết và lãng mạn với Christopher Morcom, một sinh viên học tập lớn hơn một chút ở trường. Morcom qua đời chỉ vài tuần sau khi kết thúc học kỳ cuối cùng của mình tại Sherborne, vì bệnh lao mà anh mắc phải khi còn nhỏ do uống sữa bò có vi khuẩn lao. Đức tin tôn giáo của Turing đã bị phá hủy và ông trở thành một người vô thần. Ông tin tưởng rằng tất cả các hiện tượng thế giới, bao gồm cả hoạt động của bộ não con người, đều là vật chất.

Đại học và công trình nghiên cứu của ông về khả năng tính toán

Việc Turing không muốn học tiếng Hy Lạp và Latinh cổ điển, cũng như luôn ưa thích toán học và khoa học, đã ngăn cản anh giành được học bổng vào Đại học Trinity, Cambridge. Anh ấy đã đến Cambridge Kings College, sự lựa chọn thứ hai của anh ấy. Ông là một sinh viên ở đó từ năm 1931 đến năm 1934, lấy được bằng tốt nghiệp loại ưu, và được bầu làm thành viên học tập của trường Kings College vào năm 1935 cho một luận án về định lý giới hạn trung tâm.

Trong một bài báo rất quan trọng, Những con số có thể tính toán: Ứng dụng cho vấn đề ra quyết định, được trình bày vào ngày 28 tháng 1936 năm 1931, Kurt Gödel đã định dạng lại các kết quả chứng minh các giới hạn của tính toán và chứng minh được soạn thảo vào năm XNUMX bằng ngôn ngữ chính thống dựa trên số học phổ thông. , bây giờ thay thế nó là máy Turing. Anh ấy đưa ra bằng chứng mà chúng tôi đã đề cập, dựa trên các phương pháp đơn giản và chính thức hơn. Ông đã chứng minh rằng bất kỳ vấn đề toán học nào có thể tưởng tượng được đều có thể được giải quyết bằng cách sử dụng một chiếc máy như vậy, nếu nó có thể được biểu diễn bằng một thuật toán.

Máy turing là thành phần nghiên cứu chính của các lý thuyết tính toán ngày nay. Ông tiếp tục chứng minh rằng Vấn đề kết thúc đối với máy Turing là không thể quyết định và nó không phải là hệ quả của Bài toán ra quyết định: nói chung, không thể quyết định, ngay cả khi máy Turing được trình bày theo thuật toán luôn kết thúc. Mặc dù chứng minh của ông được công bố muộn hơn chứng minh tương đương của Alonzo Church về kết quả Turing dựa trên lý thuyết tính toán lambda, công trình của Turing dễ chấp nhận và trực quan hơn nhiều. Một khía cạnh mới trong lý thuyết của ông là khái niệm "Máy vạn năng (Turing)", ý tưởng về một cỗ máy có thể thực hiện các nhiệm vụ của bất kỳ máy nào khác. Bài báo cũng giới thiệu khái niệm về các số có thể xác định được.

Từ tháng 1936 năm 1938 đến tháng 1938 năm XNUMX, ông gần như liên tục làm việc cùng với Nhà thờ Alonzo tại Viện Nghiên cứu Cao cấp tại Đại học Princeton. Bên cạnh toán học trừu tượng, ông còn nghiên cứu về mật mã học, và cũng đã hoàn thành ba giai đoạn của một máy nhân nhị phân cơ điện bốn giai đoạn. Ông nộp luận án của mình vào tháng XNUMX năm XNUMX và nhận được danh hiệu Tiến sĩ Triết học từ Princeton. Trong luận án khoa học của mình, ông đã xem xét khái niệm tính toán bằng máy Turing gắn với máy bói toán, cho phép ông nghiên cứu các vấn đề mà máy Turing không thể giải quyết.

Trở về Cambridge, Anh, ông tham dự các bài giảng của Ludwig Wittgenstein về nền tảng của toán học. Hai người đã xảy ra tranh cãi và không thể hòa hợp với nhau. Turing ủng hộ chủ nghĩa hình thức, và Wittgenstein tuyên bố rằng toán học đã phát minh ra các dữ kiện mới hơn là khám phá lại chúng. Ông cũng làm việc bán thời gian tại Trường Cơ yếu và Mã Chính phủ (GCCS).

Máy "ném bom" Turing-Welchman

Vài tuần sau khi gia nhập Bletchley Park, Turing đã thiết kế một cỗ máy điện cơ có thể giúp phá vỡ Enigma nhanh chóng; Tên Bombe được đặt cho chiếc máy này, liên quan đến tên Bombe được đặt cho thiết bị trước đó được phát triển từ những chiếc máy được thiết kế của Ba Lan vào năm 1932. Với sự bổ sung theo gợi ý của nhà toán học Gordon Welchman, Bombe Enigma đã được sử dụng như một cỗ máy bẻ khóa mã hoàn toàn tự động và quan trọng nhất trong việc tấn công lưu lượng tin nhắn được bảo vệ.

Giáo sư Jack Good, người đang nghiên cứu về công việc phá mã tại Bletchley Park cùng thời với Turing, sau đó đã vinh danh Turing bằng những lời này: “Theo tôi, đóng góp quan trọng nhất của Turing là thiết kế máy phá mã Bombe. Nó dựa trên một định lý logic có vẻ vô lý đối với những người chưa qua đào tạo, hoặc thậm chí là ý kiến ​​trái ngược rằng có khả năng chúng ta có thể hiểu được mọi thứ ”.

Bombe đã khám phá các cài đặt chính xác có thể có để sử dụng trong thông báo máy Enigma (ví dụ: lệnh bánh răng, cài đặt bánh răng, v.v.) và sử dụng nó để kiểm tra nhằm tìm ra một đoạn văn bản rõ ràng phù hợp và hợp lý. Đối với các bánh xe, có 1019 trạng thái có thể xảy ra đối với máy Enigma 4 bánh nói chung và 1022 trạng thái có thể xảy ra đối với máy Enigma trên tàu ngầm 18 bánh. Bombe trưng bày một loạt các kết luận logic dựa trên cũi, được hoàn thành bằng điện. Bombe phát hiện ra khi xung đột xuất hiện và loại bỏ các chỉnh sửa bằng cách chuyển nó sang mục tiếp theo. Nhiều cách sắp xếp có thể không nhất quán và phần còn lại bị loại bỏ, để lại một số chi tiết cần khám phá. Turing's Bombe được lắp đặt lần đầu tiên vào ngày 1940 tháng XNUMX năm XNUMX. Vào cuối cuộc chiến, đã có hơn hai trăm quả bom hoạt động.

Máy tính đầu tiên và bài kiểm tra Turing

Ông làm việc tại Phòng thí nghiệm Vật lý Quốc gia, nơi ông làm việc trên thiết kế ACE (Động cơ Máy tính Tự động) từ năm 1945 đến năm 1947. Ngày 19 tháng 1946 năm 1947, ông trình bày bài báo về thiết kế chi tiết của máy tính bộ nhớ chương trình đầu tiên. Mặc dù ACE là một thiết kế khả thi, nhưng sự bí mật xung quanh công việc thời chiến tại Công viên Bletchley đã dẫn đến sự chậm trễ trong việc khởi động dự án và khiến nó không thể tưởng tượng được. Cuối năm 10, sau sáu năm học tập liên tục, ông trở lại Cambridge để làm việc theo ý muốn trong lĩnh vực mà mình lựa chọn. Khi anh ấy ở Cambridge, trong thời gian vắng mặt của anh ấy, Pilot ACE đã được thực hiện. Chương trình đầu tiên của nó được tổ chức vào ngày 1950 tháng XNUMX năm XNUMX.

Năm 1948, ông được bổ nhiệm làm Giảng viên Khoa Toán học ở Manchester. Năm 1949, ông trở thành phó giám đốc phòng thí nghiệm máy tính tại Đại học Manchester và làm việc trên phần mềm Manchester Mark 1 cho một trong những máy tính thực đầu tiên. Trong thời gian này, ông tiếp tục làm nhiều công việc trừu tượng hơn, và trong 'Cơ chế máy tính và trí thông minh' (Mind, tháng 1950 năm XNUMX) Turing đã chỉ ra trí tuệ nhân tạo và nâng cao một thử nghiệm hiện được gọi là thử nghiệm Turing, một nỗ lực nhằm thiết lập tiêu chuẩn cho một cỗ máy để được gọi là 'thông minh'. nó đã mất. Tuyên bố của ông là suy nghĩ cho một máy tính là khả thi nếu nó có thể đánh lừa người hỏi rằng họ là một con người trong cuộc đối thoại.

Năm 1948, Turing bắt đầu viết một chương trình cờ vua cho một máy tính chưa tồn tại trong khi làm việc với đồng nghiệp tốt nghiệp DG Champernowne. Năm 1952, cung cấp năng lượng cho một máy tính đủ để thực thi chương trình, ông chơi một trò chơi trong đó ông mô phỏng máy tính Turing, mỗi lần di chuyển mất khoảng nửa giờ. Trò chơi đã được ghi lại, mặc dù Champernowne được cho là đã thắng trong trò chơi với vợ mình, chương trình đã thua Alick Glennie, đồng nghiệp của Turing.

Định dạng mẫu và sinh học toán học

Turing nghiên cứu sinh học toán học, đặc biệt là hình thái học, từ năm 1952 cho đến khi ông qua đời năm 1954. Năm 1952, ông viết một bài báo có tên 'Cơ sở hóa học của sự phát sinh hình thái', công nhận giả thuyết định hình mẫu Turing. Trọng tâm của sự chú ý trong lĩnh vực này là tìm hiểu sự tồn tại của số Fibonacci trong cấu trúc của sinh vật sống, Fibonacci phyllotaxis. Ví dụ này sử dụng phương trình phản ứng-khuếch tán, hiện là phương trình trung tâm của trường định hình. Các bài báo cuối cùng của ông đã không được xuất bản cho đến khi xuất bản Nghiên cứu Tổng hợp của AM Turing vào năm 1992.

Kết tội tục tĩu khiếm nhã

Đồng tính luyến ái là bất hợp pháp ở Anh và, mặc dù được coi là một bệnh tâm thần, nhưng lại bị coi là một tội hình sự. Vào tháng 1952 năm 19, Turing gặp một thanh niên 1885 tuổi, Alan Murray, tại một rạp chiếu phim, và Alan Murray đã đến nhà Turing nhiều lần để ở cùng anh ta. Vài tuần sau, Alan Murray cùng một người quen đến cướp nhà của Turing. Turing đã trình báo vụ trộm này với cảnh sát. Cảnh sát đã bắt được những tên trộm và trong quá trình điều tra, sự thật rằng Alan Murray có quan hệ đồng tính với Turing đã được đưa ra ánh sáng. Turing cũng thừa nhận rằng điều đó cũng đúng. Turing và Murray bị buộc tội khiêu dâm không đúng mực và bị đưa ra tòa theo Mục 11 của Bổ sung Bộ luật Hình sự năm 50. Turing không thành khẩn và bị kết án cùng tội với Oscar Wilde XNUMX năm trước đó.

Turing được đưa ra với sự lựa chọn giữa kết án và, tùy thuộc vào tình trạng của anh ta, quản chế về việc điều trị nội tiết tố liên tục của anh ta để giảm ham muốn tình dục của anh ta. Để thoát khỏi nhà tù, anh ta chấp nhận tiêm hormone estrogen, loại hormone này sẽ thiến anh ta trong vòng một năm. Khi anh ta bị kết tội, giấy chứng nhận tín nhiệm của anh ta đối với các vấn đề bí mật của chính phủ đã bị thu hồi và quá trình tham vấn liên tục của anh ta về các vấn đề mật mã tại GCHQ tối mật lúc đó cũng bị chấm dứt. Vào thời điểm đó, chính phủ Anh đang giải quyết vấn đề của Cambridge Five, một nhóm đặc vụ (Guy Burgesss và Donald Maclean), hầu hết trong số họ đã đồng ý làm gián điệp cho Liên Xô trong thời gian học tập tại Oxford-Cambridge và sau đó. giữ các cấp bậc cao nhất trong giới trí thức Anh. Có lo ngại rằng các điệp viên và điệp viên Liên Xô có thể lôi kéo những người đồng tính luyến ái vào các vị trí cao. Turing đã giữ những vị trí hàng đầu tại Công viên Bletchley tuyệt mật sau ngần ấy năm, và bị kết tội là đồng tính luyến ái.

Vào ngày 8 tháng 1954 năm XNUMX, người quản gia của ông đã tìm thấy ông đã chết trong ngôi nhà của mình ở Manchester. Người ta thông báo rằng anh ta đã chết vì ngộ độc xyanua một ngày trước khi ăn quả táo bị nhiễm độc xyanua đang ăn dở mà anh ta để lại trên giường. Vì một số lý do, bản thân quả táo chưa bao giờ được kiểm tra chất độc xyanua. Mặc dù tuyên bố rằng nguyên nhân cái chết là do nhiễm độc xyanua, nhưng thi thể của anh ta không được khám nghiệm tử thi.

Điều này khiến người ta tin rằng cái chết của Turing, một người giữ những vị trí rất quan trọng đối với các vấn đề tối mật của nhà nước và chết một cách đáng ngờ, là có chủ ý, thậm chí là một vụ ám sát bởi cơ quan MI5 (tình báo bí mật) của Anh, và được đưa sự xuất hiện của tự tử. Mặt khác, mẹ của anh ta đã nhiều lần khẳng định rằng chất độc đã vô tình truyền sang quả táo mà bà đang ăn, do việc bảo quản và sử dụng dược phẩm trong phòng thí nghiệm của con trai bà bất cẩn. Một số người tin rằng Turing đã tự tử bằng cách giả làm Bạch Tuyết. Những người khác chỉ ra rằng mặc dù Turing mất uy tín chính thức, hộ chiếu của anh ta không được lấy và sau điều khoản này (mặc dù không được Hoa Kỳ chấp nhận), anh ta được phép đến châu Âu nhiều lần vì lý do học tập. Được biết, khả năng xảy ra một vụ ám sát đối với Turing trong những chuyến thăm này là rất cao. Mặc dù vậy, các nhà chức trách Anh nhận thấy rằng họ cố tình làm ngơ trước những chuyến thăm này và khả năng cao xảy ra ám sát. Người viết tiểu sử của Turing, Andrew Hodges, lập luận rằng việc Turing tự sát theo cách này là để cung cấp cho mẹ anh một sự phủ nhận hợp lý.

Lễ kỷ niệm sau khi chết

Kể từ năm 1966, Giải thưởng Turing đã được trao hàng năm bởi Hiệp hội Cơ khí Máy tính cho một người đã viết các bài báo kỹ thuật cho cộng đồng máy tính. Giải thưởng này ngày nay được công nhận là giải Nobel của thế giới máy tính.

Một tấm bảng màu xanh đã được đặt trên mỗi tòa nhà trước nơi sinh của Turing ở London (nay là Khách sạn Colonnade) và trước nhà của ông ở Manchester, nơi ông sống và qua đời, để chỉ ra rằng các nhân vật lịch sử quan trọng ở Anh đã sống ở đó.

Vào ngày 23 tháng 2001 năm 28, lễ khánh thành bức tượng đồng Turing được tổ chức tại Công viên Sackville, nằm giữa các tòa nhà đại học trên phố Whitworth ở Manchester. Vào ngày 2004 tháng 1,5 năm 19, một tác phẩm điêu khắc bằng đồng của nhà điêu khắc “John W. Mills” đã được khánh thành tại khuôn viên “Đại học Surrey” ở Guildford, miền Nam nước Anh. Tại Công viên Beltchley, nơi Turing làm việc, một bức tượng khác nặng 2007 tấn của Turing, do nhà điêu khắc Stephen Kettle làm từ đá phiến mỏng từ xứ Wales, đã được khánh thành vào ngày XNUMX tháng XNUMX năm XNUMX với một buổi lễ.

Nhiều sự kiện khác nhau được tổ chức ở Anh và trên toàn thế giới, đặc biệt là tại các trường đại học, với mục đích lưu giữ ký ức về Turing, và các hội trường, tòa nhà và quảng trường đặc biệt trong các khoa và khuôn viên trường được gọi là Turing. Ví dụ, một hội nghị chuyên đề khoa học với sự tham gia quốc tế mang tên 'Ngày Turing' được tổ chức hàng năm tại Đại học Istanbul Bilgi. Mục đích của cuộc họp là tạo ra một nền tảng nơi các xu hướng và phát triển mới trong 'Lý thuyết Tính toán và Khoa học Máy tính' được thảo luận và giới thiệu trong các cộng đồng quốc tế.

Vào ngày 10 tháng 2009 năm 50, 2013 năm sau cái chết của Alan Turing, thủ tướng Anh Gordon Brown thừa nhận rằng những gì đã gây ra cho nhà toán học nổi tiếng là kinh khủng. Và vào năm 2, Nữ hoàng Elizabeth II đã ân xá cho Turing sau khi ông qua đời, tôn vinh những thành tựu vô song của ông. .