TURING, ALAN MATHISON(Turing, Alan Mathison) (1912-1954), mathématicien anglais. Né à Londres le 23 juin 1912. Il a étudié à la Sherborne School, où il a montré des capacités exceptionnelles en mathématiques et en chimie, puis au King's College de l'Université de Cambridge, où il a obtenu son diplôme en 1934. Son professeur immédiat et plus tard collègue était le mathématicien (topologue ) MHA Newman (1897-1984) ; Turing a suivi son cours sur les fondements des mathématiques en 1935. La même année, Turing a reçu une bourse de doctorat du King's College. En 1936-1938 – à l’Université de Princeton aux États-Unis, où son directeur scientifique était le logicien américain A. Church (1903-1995). Après avoir obtenu son doctorat, Turing rejeta l'offre de J. von Neumann de rester aux États-Unis et retourna à Cambridge, où il reçut une bourse au King's College pour étudier la logique et la théorie des nombres, tout en assistant simultanément aux séminaires de L. Wittgenstein sur la philosophie des mathématiques. . Parallèlement, sa collaboration confidentielle débute avec la Government Code and Cypher School de Bletchley Park, où il avait participé aux travaux visant à déchiffrer les chiffres allemands avant la guerre.
Après le déclenchement de la Seconde Guerre mondiale, Turing a déménagé à temps plein pour travailler à Bletchley Park. En utilisant des développements polonais antérieurs, en collaboration avec W. Welchman, il déchiffra les codes de l'armée de l'air allemande, créant la machine de décryptage Bomb, et à la fin de 1939, il déchiffra indépendamment un code beaucoup plus complexe utilisé dans les machines de cryptage Enigma équipées avec des sous-marins allemands (voir . CRYPTOGRAPHIE). Après le premier succès, la confrontation avec Enigma se poursuivit pendant plusieurs années encore, mais à partir du printemps 1943, l'intégralité de l'échange d'informations de la marine allemande fut facilement déchiffrée par les Alliés, qui utilisaient déjà à cette époque la technologie électronique. Turing a également participé au développement de chiffres pour la correspondance entre Churchill et Roosevelt, passant la période de novembre 1942 à mars 1943 aux États-Unis. Il a reçu le titre de Chevalier Commandeur de l'Ordre de l'Empire britannique, 4e classe.
Pavel Parchine
Les mathématiciens, programmeurs et ingénieurs informaticiens modernes connaissent le nom d'Alan Turing depuis leurs années d'études : ils ont tous dû étudier la « machine de Turing » - le « fondement des principes fondamentaux » de la théorie des algorithmes. Pas un seul manuel sérieux sur la logique mathématique et la théorie de la calculabilité ne peut se passer d’une « machine de Turing ».
Derrière presque chaque découverte scientifique exceptionnelle se cache une histoire étonnante. Derrière la « machine de Turing » se cache l'histoire de la vie d'un génie scientifique - un génie qui n'a reçu une reconnaissance digne que de nombreuses années après sa mort tragique.
Le rôle d'A. Turing dans l'histoire de l'informatique ne se limite en aucun cas à l'invention de la « machine de Turing », comme cela peut parfois paraître en raison du manque relatif d'informations publiées (en russe) à son sujet.
Alan Turing fait partie de la galaxie des plus grands esprits mathématiques et philosophiques qui font la fierté de l'humanité, tels que R. Descartes, G.W. Leibniz, B. Russell, D. Gilbert, A. Wittgenstein. Il est surprenant de constater à quel point sa totale indifférence à la lutte pour la priorité dans les découvertes scientifiques a joué sur Turing une plaisanterie cruelle : jusqu'à récemment, sa place dans l'histoire du développement des idées scientifiques et techniques était présentée de manière très incomplète, voire unilatérale. (et notamment grâce à certains historiens américains des sciences, qui ont soigneusement veillé à l'absolutisation de leur priorité nationale dans la création d'ordinateurs et, peut-être, dans la création de toute l'informatique).
À propos, c'est Alan Turing qui a été le premier à mettre en circulation le terme « ordinateur » au sens moderne. Avant cela, c'était le nom donné à ceux qui étaient impliqués dans les calculs, par exemple les employés de banque qui travaillaient sur une machine à calculer.
Une plaque accrochée au mur d'un hôtel de Londres indique :
"Alan Turing (1912 - 1954), décrypteur et pionnier de l'informatique, est né ici." En effet, aujourd’hui (mais en aucun cas de son vivant !) Turing est reconnu comme l’un des fondateurs de l’informatique et de la théorie de l’intelligence artificielle ; il est considéré comme le premier théoricien de la programmation moderne et, enfin, le premier hacker au monde. (D'ailleurs, ses « activités de piratage » ont apporté une contribution significative à la victoire des forces alliées sur la flotte allemande pendant la Seconde Guerre mondiale, et l'un des collègues de Turing a dit un jour : « Je ne prétends pas dire que nous avons gagné la guerre grâce à Turing. Cependant, sans lui, nous pourrions le faire. J'aimerais pouvoir la perdre. ")
Les futurs parents d'Alan Turing, Julius Matheson Turing et Ethel Sarah Stoney, se sont rencontrés et se sont mariés en Inde. Turing a servi dans le bureau colonial anglais et Ethel Sarah était la fille de l'ingénieur en chef des chemins de fer de Madras. Il s’agissait d’une respectable famille aristocratique anglaise, appartenant à ce qu’on appelle la « classe moyenne supérieure » et vivant selon les strictes traditions de l’Empire.
Le meilleur de la journée
Un an après l'accouchement, la mère de Turing est retournée en Inde, laissant Alan aux soins d'un ami de la famille, un colonel à la retraite. Plus tard, le garçon a été envoyé dans un internat privé.
Le petit Alan avait un esprit très curieux. Ayant appris à lire de manière indépendante à l'âge de six ans, il a demandé à ses professeurs la permission de lire des livres de vulgarisation scientifique. À l'âge de 11 ans, il a réalisé des expériences chimiques assez compétentes en essayant d'extraire l'iode des algues. Tout cela inquiétait beaucoup sa mère, qui craignait que les passe-temps de son fils, contraires à l'éducation traditionnelle, l'empêchent de s'inscrire à la Public School (un établissement d'enseignement privé anglais fermé pour garçons, dans lequel l'étude était obligatoire pour les enfants de aristocrates). Mais ses craintes étaient vaines : Alan a pu entrer à la prestigieuse école publique de Sherborne. Cependant, elle dut bientôt craindre que son talentueux fils puisse obtenir son diplôme de cette école...
Le magazine de la classe témoigne avec éloquence des réussites scolaires d'Alan -
le jeune Alan Turing ne faisait rien en classe et, pendant son temps libre, il étudiait les sciences « parascolaires ». Adolescent de quinze ans, il étudiait de manière indépendante la théorie de la relativité : ses notes de journal feraient honneur à un étudiant junior de notre époque.
L'environnement et le style d'éducation de l'école britannique classique, qui formait des sujets respectables et dignes de confiance de l'Empire, n'étaient pas propices au développement ultérieur de tels intérêts, que Turing n'avait d'ailleurs personne avec qui partager avec lui. Les matières enseignées le laissaient complètement indifférent, il y parvenait à peine et il risquait finalement de se voir refuser un certificat de scolarité, ce qui horrifiait encore une fois sa mère.
Une soif de connaissance de la jeunesse a rapidement rapproché Turing et Morcom et ils sont devenus des amis inséparables. Désormais, ils bâillaient déjà ensemble pendant les cours de français ou jouaient au tic-tac-toe, tout en discutant simultanément d'astronomie et de mathématiques. Après avoir quitté l'école, ils envisageaient tous les deux d'entrer à l'université de Cambridge, et Alan, s'étant débarrassé de nombreuses années de solitude, était peut-être presque heureux...
La première tentative d'Alan pour réussir les examens préliminaires à Cambridge, où ils sont allés ensemble, a échoué. Mais il n'était pas trop contrarié, car il était sincèrement heureux pour Christopher, qui avait réussi les tests et reçu une bourse. Alan espérait pouvoir participer à son deuxième essai afin de pouvoir étudier avec son ami. Le 13 février 1930, son Chris décède subitement. La mort soudaine de son meilleur ami a choqué Turing, dix-sept ans, le plongeant dans une profonde et longue dépression. Cependant, lui, autrefois le pire élève de sa classe, a trouvé la force d'entrer à Cambridge. Il était soutenu par une ferme conviction de son devoir d'accomplir dans la science ce que Christopher ne pouvait plus faire... Turing ne se remettra pas de sitôt du choc : déjà étudiant à Cambridge, il écrivit pendant plusieurs années à la mère de Morcom des lettres empreintes de douleur mentale. Dans ces lettres, il revient constamment sur la façon dont l'Esprit humain - et, en particulier, celui de Christopher - se trouve à l'intérieur de l'enveloppe matérielle et comment il s'en libère au moment de la mort physique du corps.
En 1932, lors d'une de ses visites à la famille Morcom, il rédigea chez eux un document intitulé "La nature de l'esprit" - un manifeste de sa croyance en l'existence de l'esprit humain après la mort. Le point principal de ce travail est que le déterminisme de l'image physique traditionnelle du monde et sa contradiction évidente avec l'idée de libre arbitre sont réfutés par la nouvelle science - la physique quantique.
La question de la structure de l’esprit humain le préoccupera toute sa vie.
En 1939, le ministère britannique de la Guerre chargea Turing de percer le secret d'Enigma, un appareil spécial utilisé pour crypter les messages radio dans la marine allemande et la Luftwaffe. Les services de renseignement britanniques ont obtenu cet appareil, mais il n'a pas été possible de déchiffrer les radiogrammes allemands interceptés.
Turing a eu carte blanche. Il a invité plusieurs amis joueurs d'échecs dans son département de la British School of Codes and Ciphers. Par exemple, il a travaillé pour Harry Golombek, qui est devenu plus tard un célèbre juge de la FIDE et a arbitré le match final pour le titre de champion du monde entre Fischer et Spassky.
Turing, 27 ans, et ses collègues étaient saisis d'une véritable passion sportive. Les Allemands considéraient Enigma comme imprenable. La difficulté de déchiffrement était aggravée par le fait que le mot codé contenait plus de lettres que l'original. Cependant, en six mois, Turing développa un appareil, qu'il appela « Bombe », qui permettait de lire presque tous les messages de la Luftwaffe. Et un an plus tard, une version plus complexe d’Enigma, utilisée par les sous-mariniers nazis, a été « piratée ». Cela a largement prédéterminé le succès de la flotte britannique.
Les mérites d'Alan Turing ont été dûment appréciés : après la défaite de l'Allemagne, il a reçu une commande et a été inclus dans le groupe scientifique impliqué dans la création d'un ordinateur électronique britannique. En 1951, l'un des premiers ordinateurs au monde a commencé à fonctionner à Manchester. Turing a développé un logiciel pour cela. Puis il a écrit le premier programme d’échecs pour ordinateur. Ce n’était qu’un algorithme, car il n’existait pas encore d’ordinateur capable d’appliquer ce programme.
Les échecs n'étaient pas le seul passe-temps de cet homme. Il pratiquait la course à pied et le cross-country. En 1947, il décroche une honorable cinquième place au All England Marathon. En plus de son travail à l'université, Turing a continué à collaborer avec le département de code. Seulement maintenant, son attention était déjà portée sur les codes de la station soviétique en Angleterre. En 1951, il fut élu membre de la Royal Scientific Society.
Tout s’est littéralement effondré en un jour. En 1952, l'appartement de Turing fut cambriolé. Au cours de l’enquête, il s’est avéré que cela avait été fait par l’un des amis de son partenaire sexuel. Le scientifique, en général, n’a jamais caché son « orientation sexuelle non traditionnelle », mais il ne s’est pas non plus comporté de manière provocante. Cependant, le scandale du vol a reçu une large publicité et, par conséquent, des accusations de « conduite indécente » ont été portées contre Turing lui-même. Le 31 mars 1953 eut lieu le procès. La sentence impliquait un choix : soit l'emprisonnement, soit des injections d'œstrogène, une hormone féminine (une méthode de castration chimique). Il a choisi cette dernière.
Il a été renvoyé du département du code. Autorisation de sécurité refusée. Certes, l'équipe d'enseignants de l'Université de Manchester a arrêté Turing, mais il ne s'est presque jamais présenté à l'université. Le 8 juin 1954, Alan Matheson Turing est retrouvé mort à son domicile. Il s'est suicidé en s'empoisonnant au cyanure de potassium.
Turing a injecté la solution de cyanure dans la pomme. Après l'avoir mordu, il mourut. On raconte que c’est ce fruit, retrouvé alors sur la table de nuit d’Alan, qui est devenu l’emblème de la célèbre société informatique Apple. Cependant, la pomme est aussi un symbole biblique de connaissance et de péché.
Dans la section « Icônes de l'époque », nous parlons d'artistes, designers, réalisateurs, musiciens et autres professionnels de la création qui ont réussi à créer un style reconnaissable et à influencer la culture moderne. Notre héros cette semaine est le pionnier de l’informatique, mathématicien et cryptographe Alan Turing, gracié à titre posthume le 24 décembre par la reine de Grande-Bretagne.
Alan Matheson
Turing
(Alan Mathison Turing)
1912-1954, Royaume-Uni
mathématicien, logicien, cryptographe
Petite enfance et réussite scolaire
L’histoire des ordinateurs modernes peut être racontée de différentes manières : dans Wikipédia, par exemple, elle commence avec l’invention du comptage dans l’ancienne Babylone il y a environ 6 000 ans. Cependant, l’avancée la plus significative qui a conduit à l’émergence des ordinateurs s’est produite dans la première moitié du XXe siècle, lorsque les premiers ordinateurs ont été inventés. L’une d’elles était la « machine de Turing », un dispositif hypothétique inventé en 1936 par Alan Turing, un scientifique considéré comme l’un des fondateurs de l’informatique.
L'inventeur de l'ordinateur n'avait que 24 ans - le futur mathématicien et scientifique a montré des capacités atypiques dès l'enfance et a rapidement atteint des sommets en mathématiques. Il est entré à l'école à l'âge de 6 ans et, même à ce moment-là, ses professeurs ont remarqué qu'il était un enfant doué. À l'âge de 13 ans, Turing commence à étudier à la célèbre école indépendante pour garçons Sherborne School dans le Dorset, qui existe depuis le XVIe siècle : il y obtient de grands succès en mathématiques, mais ses professeurs ne l'approuvent pas car ils considèrent les sciences humaines. plus important.
En 1928, Turing rencontre Christopher Morck, un garçon surdoué qui s'intéresse également aux mathématiques et aux nouvelles technologies. Deux ans plus tard, Morcom mourut de tuberculose bovine. Turing a eu une prémonition de la mort d'un ami proche et a été étonné que la science ne puisse pas expliquer de telles sensations. La mort de Morcom a grandement influencé le scientifique, ses opinions philosophiques et ses idées sur la mort. Tout au long de sa vie, il a essayé de trouver une explication rationnelle à de tels événements, et ses réflexions sur ce sujet ont constitué la base de l'article « Sur les nombres calculables appliqués au problème de résolution ».
"Turing Machine" et décryptage des messages "Enigma"
En 1931, le futur scientifique entre à Cambridge, où son professeur est le célèbre mathématicien Godfrey Harold Hardy, qui étudie la théorie des nombres et la théorie des fonctions. Après avoir obtenu son diplôme universitaire en 1934, Turing a commencé à suivre les cours du scientifique Max Newman, où il a découvert le problème de « décidabilité » de Gilbert. En réfléchissant à ce problème, Turing a mis au point un appareil capable de remplir les fonctions de n'importe quelle autre machine, c'est-à-dire de calculer tout ce qui peut être calculé. Ce concept était appelé « machine de Turing ». De plus, dans son article, Turing a prouvé que le problème de l'arrêt d'une telle machine est insoluble, réfutant ainsi la théorie de Gilbert. Cela a également été prouvé par le mathématicien et logicien Alonzo Church, avec qui Turing a travaillé en 1936-1938. à l'Université de Princeton.
"Bombe"
À la fin des années 1930, Turing a commencé à travailler à Bletchley Park, un manoir de Milton Keynes (une ville proche de Londres), qui abritait à l'époque la principale unité de cryptage du Royaume-Uni, aujourd'hui appelée Government Communications Centre (GCHQ). Là, Turing, avec d'autres scientifiques, a tenté de déchiffrer Enigma, une machine portable pour crypter les messages utilisée par l'armée allemande. Basée sur l'analyse cryptographique de Turing de l'algorithme Enigma, la machine de décryptage Bomb a été construite en 1940. Elle déchiffre de nombreux messages allemands : grâce à elle, les Britanniques prennent connaissance des projets d'invasion de l'URSS et des activités des sous-marins allemands lors de l'opération Bataille de l'Atlantique.
Parc Bletchley
Dernières années et reconnaissance posthume
L'homosexualité est considérée comme un crime en Grande-Bretagne depuis la fin du XVIe siècle : au début, selon le Sodomy Act, les homosexuels étaient exécutés, mais au XIXe siècle, cette punition a été remplacée par l'emprisonnement. En 1885, l'«Amendement Labouchere» fut adopté, selon lequel Oscar Wilde fut condamné - il resta en vigueur jusqu'en 1967 et c'est conformément à cet amendement que Turing fut jugé. Il n'a jamais caché son orientation - tous ses amis et collègues le savaient, y compris ceux qui ont travaillé avec lui pendant la guerre.
Cependant, en 1952, Turing fut reconnu coupable d'avoir eu une liaison avec Arnold Murray, 19 ans. Un jeune homme a cambriolé la maison d'un scientifique, a déclaré Turing à la police, et il a dû parler à la police de ses liens avec Murray. Le scientifique a été condamné : il a dû choisir entre l'emprisonnement et la castration chimique. Il a choisi cette dernière. De plus, il lui a été interdit de travailler au GCHQ, ce qui est devenu une tragédie pour Turing : il s'est suicidé en 1954.
Au cours des décennies suivantes, lorsque l'amendement Labouchere a été abrogé, Turing a été reconnu comme l'un des 100 plus grands Britanniques de l'histoire et, le 24 décembre 2013, il a été gracié à titre posthume par la reine de Grande-Bretagne. De plus, Turing est devenu une icône de la communauté queer britannique et l'idole de nombreux mathématiciens - 100 ans après sa naissance, en 2012, « l'Année d'Alan Turing » a été célébrée au Royaume-Uni et dans d'autres pays, au cours de laquelle des conférences scientifiques, des expositions et d'autres événements ont été organisés.
Chronologie
Rencontre Christopher Mork
Entre au King's College de Cambridge
Invente la « machine de Turing », écrit un article
"Sur les nombres calculables appliqués au problème de résolution" et commence à travailler à l'Université de Princeton
Commence à travailler au GCHQ
Envoyé aux USA pour construire la "Bombe" à Washington
Récompensés de l'Ordre de l'Empire britannique pour leur service militaire ; ils ne peuvent pas le recevoir.
La formation de l'informatique en tant que science
Turing est considéré comme l’un des fondateurs de l’informatique. Dans ses articles, il formalise la notion d’« algorithme », importante pour cette science. En outre, le scientifique a inventé le prototype d'IBM et de tous les ordinateurs modernes - la «machine de Turing». Avant elle, il n'existait qu'une machine informatique mécanique de Charles Babbage, qui l'a construite au début du XIXe siècle.
Dans la première moitié du XXe siècle, lorsque les premiers ordinateurs ont été inventés. Cependant, à côté des machines physiquement tangibles, des machines conceptuelles sont également apparues. L'une d'entre elles était la « machine de Turing », un dispositif informatique abstrait inventé en 1936 par Alan Turing, un scientifique considéré comme l'un des fondateurs de l'informatique.
Ses horizons s'étendaient de la théorie quantique et du principe de relativité à la psychologie et aux neurosciences. Et comme moyen de connaître et de transmettre ses connaissances, Turing a utilisé les appareils mathématiques et logiques. Il a trouvé des solutions à des problèmes apparemment insolubles, mais il était surtout passionné par l’idée d’une « machine universelle » capable de calculer tout ce qui est en principe calculable.
Enfance, éducation, loisirs
Les parents d'Alan vivaient dans la ville indienne de Chhatrapur. Père - Julius Matheson Turing, représentant d'une vieille famille aristocratique écossaise, travaillait dans la fonction publique impériale. Mère - Sarah Ethel (née Stoney), était originaire d'Irlande, issue d'une famille protestante de la noblesse anglo-irlandaise. Alors qu'elle attendait un enfant, le couple a décidé de déménager en Angleterre pour qu'il puisse grandir et grandir à Londres.Alan Turing y est né le 23 juin 1912. Il avait un frère aîné, John. Le service gouvernemental de Julius Turing a continué et les parents d'Alan ont dû voyager fréquemment entre Hastings et l'Inde, laissant leurs deux fils sous la garde d'un couple de militaires à la retraite. Turing a montré des signes de génie dès la petite enfance.
Lorsqu'ils étaient enfants, Alan et son frère aîné John voyaient rarement leurs parents : leur père a servi en Inde jusqu'en 1926 ; les enfants restèrent en Angleterre et vécurent sous la garde de foyers privés, recevant une éducation anglaise stricte adaptée à leur position sur l'échelle sociale. Dans le cadre d'un tel enseignement, l'étude des principes fondamentaux des sciences naturelles n'était en réalité pas prévue.
Le petit Alan avait un esprit très curieux. Ayant appris à lire tout seul dès l’âge de 6 ans, il demande à ses professeurs l’autorisation de lire des livres de vulgarisation scientifique.
À l'âge de 11 ans, il a réalisé des expériences chimiques assez compétentes en essayant d'extraire l'iode des algues. Tout cela inquiétait beaucoup sa mère, qui craignait que les passe-temps de son fils, contraires à l'éducation traditionnelle, l'empêchent de s'inscrire à la Public School (un établissement d'enseignement privé anglais fermé pour garçons, dans lequel l'étude était obligatoire pour les enfants de aristocrates). Mais ses craintes étaient vaines : Alan a pu entrer à la prestigieuse école publique de Sherborne.
À l'âge de six ans, Alan Turing fréquente l'école St. Michael's à Hastings, où le directeur remarque immédiatement son talent. En 1926, à l'âge de 13 ans, Turing fréquente la célèbre école privée Sherborne à Sherborne, Dorset. Son premier jour d'école a coïncidé avec la grève générale de 1926. Par conséquent, Turing a dû parcourir une distance d'environ 100 km de Southampton à Sherborne en vélo, passant la nuit dans un hôtel en cours de route.
La passion de Turing pour les mathématiques n'a pas trouvé beaucoup de soutien parmi les enseignants de la Sherborne School, où ils accordaient davantage d'attention aux sciences humaines. Le directeur de l'école a écrit aux parents : « J'espère qu'il n'essaiera pas de s'asseoir sur deux chaises à la fois. S'il a l'intention de rester dans une école privée, il doit alors s'efforcer d'obtenir une « éducation ». S’il veut devenir exclusivement un « spécialiste scientifique », alors une école privée est pour lui une perte de temps. »
La réussite scolaire d’Alan est attestée de manière éloquente par le magazine de la classe, dans lequel vous pouvez trouver, par exemple, ce qui suit
Je peux fermer les yeux sur ses écrits, même si je n'ai jamais rien vu de plus terrible de ma vie, j'essaie de tolérer sa négligence inébranlable et sa diligence obscène ; mais je ne peux toujours pas supporter l'étonnante stupidité de ses déclarations lors d'une discussion tout à fait saine sur le Nouveau Testament.
Néanmoins, dans les domaines qui l’intéressaient, Turing fit preuve d’une capacité extraordinaire.
En 1928, à l'âge de 16 ans, Turing se familiarise avec le travail d'Einstein, qu'il comprend à tel point qu'il peut deviner à partir du texte les doutes d'Einstein sur la faisabilité des lois de Newton, qui n'étaient pas explicitement énoncés dans l'article. .
Université
En raison de son aversion pour les sciences humaines, Turing n'a pas obtenu de bons résultats à l'examen et, par conséquent, après l'école, il est entré au King's College de Cambridge, bien qu'il ait l'intention d'aller au Trinity College. Turing a étudié au King's College de 1931 à 1934 sous la direction du célèbre mathématicien Godfrey Harold Hardy.L'Université de Cambridge, qui bénéficiait de privilèges spéciaux accordés par les monarques anglais, est depuis longtemps célèbre pour ses traditions libérales, et l'esprit de libre pensée a toujours régné entre ses murs. C'est ici que Turing trouva - peut-être pour la première fois - son véritable foyer, où il put se consacrer entièrement à la science.
La place principale dans sa vie a été occupée par l'étude enthousiaste des sciences qui l'intéressaient tant - les mathématiques et la physique quantique. Ces années furent une période de développement rapide de la physique quantique, et Turing prit connaissance des derniers travaux dans ce domaine au cours de ses années d'étudiant. Il est très impressionné par le livre de John von Neumann « Fondements mathématiques de la mécanique quantique », dans lequel il trouve des réponses à de nombreuses questions qui l'intéressent depuis longtemps.
Turing ne savait probablement pas que quelques années plus tard, von Neumann lui offrirait une place à Princeton, l'une des universités les plus célèbres des États-Unis. Plus tard encore, von Neumann, comme Turing, sera appelé le « père de l’informatique ». Mais ensuite, au début des années 30 du XXe siècle, les intérêts scientifiques des deux futurs scientifiques exceptionnels étaient loin des ordinateurs - Turing et von Neumann étaient principalement engagés dans des problèmes de mathématiques « pures ».
Turing est issu d'une famille aristocratique, mais n'a jamais été un « esthète » : les cercles politiques et littéraires de Cambridge lui étaient étrangers. Il préférait étudier ses mathématiques préférées et, pendant son temps libre, mener des expériences chimiques et résoudre des énigmes d'échecs.
Tout en effectuant des expériences chimiques, il a joué à un jeu spécial « Desert Island », inventé par lui-même. Le but du jeu était d'obtenir divers produits chimiques « utiles » à partir de « matériaux improvisés » - lessive en poudre, détergent à vaisselle, encre et « produits chimiques ménagers » similaires.
Il a également trouvé la détente dans des sports intenses comme l'aviron et la course à pied. Le marathon restera son véritable passe-temps passionné pour le reste de sa vie.
Turing termine brillamment ses quatre années d'études. L'un de ses ouvrages, consacré à la théorie des probabilités, reçut un prix spécial et il fut élu à la société scientifique du King's College. En 1935, Turing publie « L'équivalence de la quasi-périodicité gauche et droite », dans lequel il simplifie une idée de von Neumann dans la théorie des groupes continus, un domaine fondamental des mathématiques modernes. Il semblait qu’il aurait une carrière réussie en tant que professeur légèrement excentrique de Cambridge travaillant dans le domaine des mathématiques « pures ».
Cependant, Turing n’a jamais été enfermé dans un quelconque « cadre ». Personne n'aurait pu prévoir quel problème exotique le captiverait soudainement, ni quelle méthode mathématiquement extraordinaire il serait capable de trouver pour le résoudre.
De plus, Alan a assisté aux conférences de Ludwig Wittenstein à Cambridge. Wittenstein a avancé une théorie sur l'incohérence des mathématiques. Selon lui, les mathématiques ne recherchent pas la vérité, mais la créent elles-mêmes. Alan n'était pas d'accord avec cela et se disputait beaucoup avec Ludwig. Turing a préconisé le « formalisme » - un mouvement philosophique mathématique qui n'exigeait pas une traduction exacte des mots et se limitait à une signification approximative. Et Ludwig recherchait une précision absolue.
À l'université, Alan Turing a étudié les bases de la cryptographie, c'est-à-dire le décryptage des données. Cela s'est avéré utile pendant la Seconde Guerre mondiale, lorsque le scientifique travaillait au déchiffrement des messages allemands.
Machine de Turing
En 1928, le mathématicien allemand David Hilbert a porté le problème de l'Entscheidungsproblem (Entscheidungsproblem) à l'attention de la communauté mondiale. Dans son ouvrage « Sur les nombres calculables, avec une application au problème de l'entscheidung », publié le 12 novembre 1936. Turing a reformulé le théorème d'incomplétude de Gödel, remplaçant le langage arithmétique formel universel de Gödel par de simples dispositifs hypothétiques qui deviendront plus tard connus sous le nom de machines de Turing.Il a prouvé qu’une telle machine serait capable d’effectuer n’importe quel calcul mathématique pouvant être représenté sous la forme d’un algorithme. Turing a ensuite montré qu'il n'y a pas de solution au problème de l'Entscheidungs en prouvant d'abord que le problème de l'arrêt est indécidable pour une machine de Turing : en général, il est impossible de déterminer algorithmiquement si une machine de Turing donnée s'arrêtera un jour.
Bien que la preuve de Turing ait été publiée peu de temps après la preuve équivalente d'Alonzo Church, qui utilisait le calcul Lambda, Turing lui-même ne la connaissait pas. L'approche d'Alan Turing est considérée comme plus accessible et intuitive. L’idée d’une « Machine universelle » capable de remplir les fonctions de n’importe quelle autre machine, c’est-à-dire de calculer tout ce qui, en principe, peut être calculé, était extrêmement originale. Von Neumann a reconnu que le concept de l'ordinateur moderne était basé sur les travaux d'Alan Turing. Les machines de Turing restent le principal objet d’étude en théorie des algorithmes.
A la question : « Qu’est-ce qu’une machine de Turing et qu’est-ce que cela a à voir avec la programmation ? » Un utilisateur de Toster a répondu :
Tout d’abord, il s’agit d’une définition formelle de l’algorithme. Un problème est considéré comme résoluble algorithmiquement si et seulement si sa solution peut être programmée à l'aide d'une machine de Turing (ou d'une autre méthode équivalente). Cette définition permet par exemple de présenter des problèmes algorithmiquement insolubles. Vous permet d'introduire le concept de langage « Turing-complet » - si une machine de Turing peut être implémentée dans un langage, alors n'importe quel algorithme peut y être écrit (le préprocesseur du langage C n'est pas tel, mais C# l'est).En général, la MT est un moyen de définir une certaine classe d'algorithmes :
Certains problèmes peuvent être résolus par une machine à états finis ;
- certains nécessiteront une machine à états avec mémoire de pile ;
- pour d'autres, une machine de Turing suffit ;
- pour le reste, la révélation divine ou d'autres méthodes non algorithmiques sont nécessaires.
De septembre 1936 à juillet 1938, Turing travailla sous Church à Princeton. En plus d'étudier les mathématiques, le scientifique a étudié la cryptographie et a également conçu un multiplicateur binaire électromécanique.
En juin 1938, Turing a soutenu sa thèse de doctorat, « Systèmes logiques basés sur des ordinaux », qui introduisait l'idée de la réduction de Turing, qui impliquait de combiner une machine de Turing avec un oracle. Cela nous permet d’explorer des problèmes qui ne peuvent être résolus en utilisant uniquement une machine de Turing.
Cryptanalyse
Pendant la Seconde Guerre mondiale, Alan Turing a participé activement à la rupture des codes allemands à Bletchley Park. L'historien et vétéran de Bletchley Park, Asa Briggs, a dit un jour :"Bletchley Park avait besoin d'un talent exceptionnel, d'un génie exceptionnel, et le génie de Turing n'était que cela."
À partir de septembre 1938, Turing travaille à temps partiel pour le GCHQ, une organisation britannique spécialisée dans le décryptage des codes. Avec Dilly Knox, il s'est engagé dans la cryptanalyse d'Enigma. Peu après une réunion à Varsovie en juillet 1939, au cours de laquelle le Bureau polonais du chiffrement a fourni à la Grande-Bretagne et à la France des détails sur les connexions dans les rotors Enigma et la méthode de déchiffrement des messages, Turing et Knox ont commencé leurs travaux sur une manière plus approfondie de résoudre le problème. problème.
La méthode polonaise reposait sur des lacunes dans la procédure d'indicateur, que les Allemands corrigèrent en mai 1940. L'approche de Turing était plus générale et basée sur la méthode d'énumération de séquences de texte source, pour laquelle il a développé la spécification fonctionnelle initiale de Bombe.
Une machine construite à partir de cette spécification a recherché les paramètres possibles utilisés pour chiffrer les messages (ordre du rotor, position du rotor, connexions du panneau de brassage) sur la base d'un texte clair connu. Pour chaque réglage possible du rotor (qui comportait 10 ^ 19 états, ou 10 ^ 22 dans la version utilisée sur les sous-marins), la machine a formulé une série d'hypothèses logiques basées sur le texte en clair (son contenu et sa structure).
Ensuite, la machine a déterminé la contradiction, a rejeté l’ensemble de paramètres et est passée au suivant. Ainsi, la plupart des ensembles possibles ont été éliminés et il ne restait que quelques options pour une analyse approfondie.
La première machine fut mise en service le 18 mars 1940. La recherche des clés s'effectuait au moyen de tambours mécaniques rotatifs, accompagnés d'un son semblable au tic-tac d'une horloge.
La spécification de la bombe n'était que la première des cinq réalisations majeures de Turing dans le domaine de la cryptanalyse militaire.
Le scientifique a également déterminé la procédure d'indicateur de la marine allemande ; développé une manière plus efficace d'utiliser Bombe, basée sur une analyse statistique et appelée « Banburismus » ; une méthode de détermination des paramètres des roues d'une machine de Lorenz, dite « Thuringerie » ; Vers la fin de la guerre, Turing développa le brouilleur vocal portable Delilah.
L'approche statistique utilisée par Turing pour optimiser l'étude de diverses probabilités dans le processus de résolution de chiffres était un nouveau mot scientifique. Turing a écrit deux articles : « Un article sur l'applicabilité de l'approche probabiliste à la cryptanalyse » et « Un article sur les statistiques et la répétition », qui étaient d'une telle valeur pour le GCCS et plus tard pour le GCHQ (Government Communications Quarters) qu'ils n'ont pas été publiés. aux Archives nationales jusqu’en avril 2012, peu avant la célébration du centième anniversaire de la naissance du scientifique. Un responsable du GCHQ a déclaré que ce fait montre l'importance sans précédent de ce travail.
Turing a également participé au développement de chiffres pour la correspondance entre Churchill et Roosevelt, passant la période de novembre 1942 à mars 1943 aux États-Unis.
En 1945, Turing reçut un OBE des mains du roi George VI pour son service militaire, mais ce fait resta secret pendant de nombreuses années.
Années d'après-guerre
Après que von Neumann aux États-Unis ait proposé un plan pour créer l'ordinateur EDVAC, des travaux similaires ont été lancés en Grande-Bretagne au National Physical Laboratory, où Turing travaillait depuis 1945. Le scientifique a proposé un projet très ambitieux ACE (Automatic Computing Engine), qui n'a cependant jamais été mis en œuvre.Même si la construction d'ACE était réalisable, le secret entourant Blatchley Park a entraîné des retards dans le début des travaux, ce qui a frustré Turing.
Turing a passé l'année universitaire 1947-1948 à Cambridge. Pendant qu'Alan Turing était à Cambridge, le Pilot ACE a été construit en son absence.
Franklin ACE 1200
Il termine son premier programme le 10 mai 1950. Bien qu'une version complète de l'ACE n'ait jamais été construite, certains ordinateurs présentaient de nombreuses similitudes avec celui-ci, comme le DEUCE et le Bendix G-15.
En mai 1948, il reçut une offre pour occuper le poste d'enseignant et de directeur adjoint du laboratoire informatique de l'Université de Manchester, qui occupait alors une position de leader dans le développement de la technologie informatique au Royaume-Uni.
En 1948, Alan et son ancien collègue commencèrent à écrire un programme d'échecs pour un ordinateur qui n'existait pas encore.
La même année, Turing invente la méthode de décomposition LU, utilisée pour résoudre des systèmes d'équations linéaires, inverser des matrices et calculer le déterminant.
Test de Turing
En 1948, Alan Turing est promu lecteur au département de mathématiques de l'Université de Manchester. Là, en 1949, il devient directeur du laboratoire informatique, où se concentrent les travaux de programmation du Manchester Mark I.Dans le même temps, Turing continue à travailler sur des problèmes mathématiques plus abstraits et, dans son ouvrage "Computing Machinery and Intelligence" (magazine Mind, octobre 1950), il aborde le problème de l'intelligence artificielle et propose une expérience qui deviendra plus tard connue sous le nom de Turing. test.
Son idée était qu’un ordinateur peut être considéré comme « pensant » si la personne qui interagit avec lui ne peut pas distinguer l’ordinateur d’une autre personne au cours du processus de communication. Dans ce travail, Turing a suggéré qu'au lieu d'essayer de créer un programme simulant l'esprit d'un adulte, il serait beaucoup plus facile de commencer avec l'esprit d'un enfant, puis de l'entraîner. Le CAPTCHA, basé sur le test de Turing inversé, est largement utilisé sur Internet.
En 1951, Turing fut élu membre de la Royal Society de Londres.
Dans sa formulation originale, le « test de Turing » suppose une situation dans laquelle deux personnes, un homme et une femme, communiquent par un canal qui exclut la perception d'une voix avec une troisième personne séparée d'elles par un mur, qui tente de déterminer le sexe de chacun de leurs interlocuteurs par des questions indirectes ; dans ce cas, l'homme essaie de confondre la personne qui pose la question et la femme aide la personne qui pose la question à découvrir la vérité.
La question est de savoir si une machine peut participer à ce « jeu d’imitation » avec autant de succès que l’homme (si celui qui pose la question se trompera tout aussi souvent dans ses conclusions). Par la suite, une forme simplifiée du test s'est répandue, dans laquelle il est déterminé si une personne, communiquant dans une situation similaire avec un certain interlocuteur, peut déterminer si elle communique avec une autre personne ou avec un appareil artificiel.
Cette expérience de pensée a eu un certain nombre de conséquences fondamentales. Premièrement, il a proposé un critère opérationnel pour répondre à la question « Une machine peut-elle penser ?
Deuxièmement, ce critère s'est avéré être linguistique : la question posée a été explicitement remplacée par la question de savoir si la machine peut communiquer de manière adéquate avec une personne en langage naturel. Turing a écrit directement sur le changement de formulation et a en même temps exprimé sa confiance dans le fait que « la méthode des questions et réponses est adaptée pour couvrir presque tous les domaines de l'activité humaine que nous souhaitons prendre en considération ».
Cela a eu pour conséquence le rôle crucial joué par la recherche sur la modélisation de la compréhension et de la production du langage naturel dans le développement ultérieur de l’intelligence artificielle, au moins jusque dans les années 1980. En 1977, P. Winston, alors directeur du laboratoire d'intelligence artificielle du Massachusetts Institute of Technology, écrivait qu'apprendre à un ordinateur à comprendre le langage naturel équivaut à atteindre l'intelligence en général.
Avec le développement de la technologie informatique, l'intérêt pour la personnalité d'Alan Turing a augmenté. Qui était cet homme ? Quelle marque avez-vous laissé dans l’histoire de l’informatique et des mathématiques ? Pourquoi ce nom a-t-il été oublié pendant longtemps ?
Qui est Alan Turing, quels sont ses services à la science ? Aujourd'hui, de nombreuses personnes peuvent répondre avec confiance à cette question. Et plus encore dans les cercles professionnels étroits - pas un seul manuel moderne de logique mathématique ne peut se passer d'une « machine de Turing ». Le scientifique est également bien connu des spécialistes du domaine de l’informatique. Certes, pour certains, cette connaissance est un peu unilatérale. « Turing est le premier hacker », voilà tout ce qu'ils savent de cet homme brillant.
Malgré le fait qu'Alan Turing puisse être mis sur un pied d'égalité avec les mathématiciens les plus célèbres, par exemple Descartes ou Leibniz, la reconnaissance lui est venue plusieurs années après sa mort. Cependant, Turing lui-même a fait tout son possible de son vivant pour empêcher ses découvertes de recevoir une reconnaissance digne de ses contemporains. L’indifférence du scientifique à l’égard de ses propres réalisations a joué en sa défaveur.
La personnalité d'Alan Turing est très controversée. Et son chemin de vie ne peut pas être qualifié de fluide. Pour comprendre cet homme, il faut se tourner vers les faits impartiaux de sa biographie.
Enfance
À votre avis, que faut-il pour qu’un génie naisse ? D'un point de vue biologique, les gènes de ses parents doivent être mélangés de manière unique. Et pas seulement les parents, mais tous les ancêtres jusqu’à la nième génération. La nature prépare l'apparition d'un génie bien avant la date de sa naissance.
Et puis en 1912, le 23 juin, le petit Alan est né. Cela s'est produit dans l'Angleterre, dans l'un des hôpitaux de Londres. Alan Matheson était le deuxième enfant de ses parents. À propos, le père et la mère du scientifique ne se sont pas rencontrés à Londres, mais dans la lointaine Inde (un autre merveilleux accident qui a conduit à l'émergence d'un génie). Mon père a servi longtemps dans ce pays, jusqu'en 1926. Les frères Alan et John sont restés sous la garde d'amis de la famille, puis dans un internat privé à Londres, où ils ont reçu une éducation stricte véritablement anglaise.
Dès la petite enfance, le garçon s'intéressait aux sciences telles que les mathématiques, la physique et la chimie. Ayant appris à lire à l'âge de six ans, Alan a commencé à étudier non pas les contes de fées, comme tous les enfants, mais la littérature scientifique populaire. Il a même mené lui-même des expériences chimiques assez sérieuses : par exemple, il a obtenu de l'iode à partir d'algues. Ses parents craignaient que ces passe-temps ne l'empêchent d'entrer dans une prestigieuse école anglaise. Même si ces craintes étaient totalement infondées.
À l'âge de 13 ans, le jeune Turing entre dans la célèbre école de Sherborne. Cette école avait malheureusement un parti pris humanitaire, qui ne correspondait pas aux passe-temps d’Alan Matheson. C'est pourquoi, tout au long de ses années d'études, il était connu comme un mauvais élève, ce qui, voyez-vous, n'est pas rare chez les génies. Par son comportement, il a stressé les professeurs de sciences humaines. Mais comment, permettez-moi de vous demander, un enfant se comportera-t-il dans des cours qui ne l'intéressent absolument pas ? Après l’école, au lieu de faire ses devoirs, Turing étudia la théorie de la relativité.
Cependant, même dans cette école, il y avait des enseignants qui ont pu remarquer le talent extraordinaire du garçon. L'une des inscriptions dans le registre de classe indique que ces élèves ne naissent qu'une fois tous les deux siècles et qu'il perd son temps à l'école Sherborne. Cependant, Turing risquait sérieusement de se retrouver sans certificat.
Il aurait donc dû passer ses dernières années d'école dans le découragement et la déception si une merveilleuse rencontre n'avait pas eu lieu : Alan s'est lié d'amitié avec Christopher Morcom. Pour Turing, cette amitié est devenue un véritable salut. Ses camarades de classe étaient effrayés par son apparence excentrique, ses coiffures inhabituelles et sa manière de parler. Et Chris et lui se sont révélés être des âmes sœurs : ils se prélassaient ensemble en classe, étudiaient l'astronomie et les mathématiques ensemble, rêvaient de Cambridge ensemble. La mort soudaine de Chris a été le premier coup porté à la vie de Turing. Il croyait encore plus à l'immortalité de l'Esprit humain. Au fil du temps, cette croyance a été grandement ébranlée, mais Turing s'est intéressé toute sa vie à l'esprit humain.
Premiers pas dans la science
En 1931, Alan Matheson, le pire élève de l'école, entre au King's College de Cambridge. Ici, il a pu véritablement s'engager dans sa science préférée. Il était particulièrement fasciné par les mathématiques et la physique quantique. Ces disciplines répondaient à bon nombre des questions qui l'intéressaient. Le comportement excentrique de Turing a continué à aliéner les « bons » étudiants. Cependant, Alan a obtenu son diplôme avec brio quatre ans plus tard. Et à partir de 1936, pendant environ deux ans, il travailla à Princeton sous la direction de A. Church. En 1938, après avoir soutenu sa thèse de doctorat, Turing retourna en Angleterre, où il continua à étudier la théorie des nombres et la logique. Parallèlement, il suit les séminaires de philosophie des mathématiques de L. Wittgenstein, avec qui il entre en conflit sur diverses positions.
Machine de Turing
En 1934, Turing écouta les conférences du célèbre M. Newman. C’est là qu’il rencontre pour la première fois le problème des algorithmes. Auparavant, ce problème avait été soulevé par D. Gilbert en 1900. On l’appelait « le dixième problème de Hilbert ». Est-il possible de résoudre un problème mathématique à l’aide d’algorithmes ? Le concept d’« algorithme » n’existait tout simplement pas à l’époque. Turing a suggéré l'existence d'une certaine machine capable d'étudier elle-même le monde qui l'entoure. Cette machine n'est pas un objet physique, mais un objet abstrait. Cependant, plusieurs années plus tard, ces idées ont été appliquées dans la pratique.
Décrypteur
Même avant le déclenchement de la Seconde Guerre mondiale, Turing s'est intéressé à la cryptographie et a commencé à travailler à Bletchley Park. Même alors, il participa à la résolution des codes allemands. Et avec le déclenchement de la guerre, Turing a été complètement transféré à cette organisation. Bletchley Park avait besoin d'un employé brillant, et ils en ont trouvé un.
En 1939, le ministère britannique de la Guerre chargea le scientifique de déclassifier Enigma, un dispositif de cryptage. Les radiogrammes allemands ne répondaient à aucun décodeur. Tout le monde pensait qu’Enigma était parfait. La complexité du chiffre était qu'il contenait plus de lettres que le texte original. Turing, avec ses collègues joueurs d'échecs, a inventé une réponse intéressante à Enigma : la bombe. C'était une véritable bombe pour les Allemands : l'appareil déchiffrait instantanément les messages radio. Par la suite, les amis ont amélioré leur "Bomb" avec l'amélioration de "Enigma".
Turing a également codé la correspondance entre Roosevelt et Churchill. Pour ses réalisations, il a reçu l'Ordre de l'Empire britannique.
Test de Turing
Après la guerre, Turing s’est impliqué dans diverses activités, notamment la cryptologie. Il n'a pas non plus abandonné sa passion pour le sport : les échecs et la course à pied. Beaucoup de gens ne savent pas que Turing a obtenu des résultats mondiaux en cross-country. Dans l'une des compétitions, il a montré un meilleur temps que le médaillé d'argent des Jeux olympiques de 1948. À propos, Turing a également développé le premier programme informatique pour les échecs. Pas étonnant qu'ils disent qu'une personne talentueuse est talentueuse en tout !
Mais le scientifique a réalisé des réalisations plus importantes dans la période d'après-guerre dans le domaine de la création de l'intelligence artificielle. Turing a été chargé de développer le logiciel de la première « machine pensante ». Le scientifique était très intéressé par la question de la possibilité de remplacer une personne par une machine. Le fameux test a été proposé dans le magazine Mind. L’essence de cette expérience est de créer une situation dans laquelle la capacité de réflexion d’une machine est évaluée. Une personne sera-t-elle capable d'identifier qui est son interlocuteur - un appareil artificiel ou une autre personne ? Et aujourd'hui, ce sujet fait l'objet de débats houleux dans le domaine scientifique.
Malgré son succès dans les activités scientifiques, la vie personnelle de Turing a connu une série d'échecs. Le voyage en Grèce et les contacts à l'étranger ont créé un problème avec les services de sécurité. Une séquence sombre a commencé dans la vie de Turing, provoquant une grave dépression. Le 8 juin 1954, le plus grand génie de son temps, Alan Matheson Turing, est retrouvé mort dans sa propre maison. Il a été empoisonné au cyanure de potassium. La passion de la jeunesse pour la chimie a joué un rôle fatal. Turing lui-même a obtenu la substance toxique et l'a injectée dans la pomme. De nombreuses années plus tard, la pomme est devenue le symbole de la célèbre société informatique Apple. Le brillant scientifique n'a vécu que 41 ans.
Pour des réalisations particulières dans le domaine de l'informatique, un prix nommé d'après Turing est décerné chaque année. Et en 2002, il a été nommé l'une des 100 plus grandes personnalités britanniques.