Он научил копьютер думать или Выбор по Тьюрингу

"Я полагаю, что вопрос "Могут ли машины мыслить?" лишен смысла и  поэтому не заслуживает обсуждения. Тем не менее я уверен, что к концу нынешнего столетия и в значениях тех слов, которыми мы пользуемся, и в мировоззрении образованного человека произойдут такие перемены, что можно будет говорить о думающих машинах, не встречая возражений" (Алан Тьюринг, 1950).

 

23 июня 1912 года в Лондоне впервые увидел свет будущий математик мирового класса Алан Мэтисон Тьюринг (умер 1954). Его вклад в математику и информационные технологии переоценить сложно. Заслуженно 2012 год объявлен «годом Тьюринга». Понятия   «тест» и «машина» в трактовке Тьюринга знакомы даже тем, кто не бродит в дебрях кибернетики и математики. В 1966 году память великого ученого почтили, назвав его именем престижную премию за достижения в области IT- технологии, такую престижную, как и Нобелевская.

 

Несмотря на то, что отец Тьюринга служил на территории Индии, Алан и его брат получили качественное классическое британское образование. Дети воспитывались в Англии, вдали от родителей.  С юных лет Алан Тьюринг выказывал все признаки вундеркинда. Это повергало в ужас не только опекунов, но и родителей  мальчика.  Но касались они исключительно естественных наук и математики. Они в то время не пользовались заслуженным почетом и уважением в рядах классического общества Англии того времени.  

                  Памятник «отцу компьютерной науки» в Манчестере

 

Общеобразовательные предметы Алану давались с большим трудом, но в уже в 16 лет он самостоятельно освоил все тонкости теории вероятностей. Обосновал и грамотно развил ряд идей Эйнштейна. В 1931–1934 гг. он продолжил образование в Кембридже.  Он смущал сокурсников из чопорных аристократических семей своим весьма эксцентричным поведением, химическим опытами в ранге любителя и весьма беспорядочным стилем в одежде.  Например, его изыскания привели к рождению игры в необитаемый остров, чтобы можно было самостоятельно получить максимум полезных химических соединений. Причем, в ход шло только то, что было привычным в домашнем хозяйстве  вроде чернил или стирального порошка.

                                    Алан Тьюринг: фото 1936 года

 

Будучи аспирантом сначала в Кембридже, а потом в Принстоне, Тьюринг опубликовал самую свою первую эпохальную работу  «О вычислимых числах с приложением к проблеме разрешения». «Проблемой разрешения» (по нем. Entscheidungsproblem) была названа задача еще в 1928 году немецким математиком Давидом Гилбертом формулировка такого жизнеспособного алгоритма, который при вводе предиката на выходе даст оценку, ложен он или истинен. Так называемый логический блок.   Тьюринг и Алонзо Черч (США) практически одновременно пришли к выводу, что эта задача не разрешима таким путем. например, невозможно создать единый алгоритм для определения степени истинности утверждений в целом ряде естественных наук, например, в арифметике.

 

Чтобы обосновать свое утверждение, Тьюрингу пришлось придумать четкое понятие «алгоритм». Рассуждения на данную тему привели побочно к появлению таких ключевых терминов, как «автоматическая машина». В этой работе и родилась идея, которая впоследствии и получил название «Законы Тьюринга». «Машина» в данном случае – сугубо абстрактное отвлеченное понятие, обозначающее гипотетический механизм или программное обеспечение, созданное для элементарных вычислений.  Она состоит из уникальной бесконечной ленты, разбитой на ячейки, и своеобразного устройства для управления этой системой. Оно перемещается, для считывания и записи на ленте определенные символы, выбираемые из заданного заранее конечного набора. В качестве руководства управляющий элемент использует своеобразную таблицу с правилами, не допускающими множественных толкований. Именно они и позволяют недвусмысленно толковать цепочку из различных комбинаций прочитанных символов. Эта концепция реализовалась в жизни в виде пошагового принципа работы, программного управления и память вычислительных  машин. Принцип универсален, он работает не только в электронике, но и в человеческой логике и устройстве живых организмов (ДНК).

               «Машина Тьюринга»: условно-художественное изображение

«Машина Тьюринга» является базовой предпосылкой в целой палитре исследований. Хот не она принесла Тьюрингу славу мирового научного светила. Ведь его можно оправданно величать одним из отцов-основателей информатики. В качестве основной заслуги признаны научной общественностью именно практические аспекты ее реализации. Вернувшись на родину из США в первые дни Второй Мировой Войны, уже с сентября 1942 года он стал ведущим сотрудником  «Правительственной школы кодов и шифров». Это был засекреченный шифровальный центр, располагавшийся в поместье Блетчли-Парк.

 

Главной задачей центра являлась расшифровка немецких секретных радио депеш. Главное его достижение – расшифровка кодов «Энигма», эффект которых достигался механическим путем: система роторов и колец, настроенных особым образом, который держался в строжайшем секрете. Ежедневно производилась смена шифровальных ключей. «Операция Ультра» лишила фашистскую Германию лишнего туза в рукаве. Взлом «Энигмы» стал возможен и благодаря работам польских ученых, которые мастерски реконструировали работающие ее экземпляры, хотя и не расшифровали код, над которым бились с  конца 1920-х годов ХХ века. 

 Тьюринг-криптограф: скульптура из Национального компьютерного музея в Блетчли-Парк

 

Польские ученые тщетно пытались пробить брешь в немецком коде, анализируя ошибки шифровальщиков. Происходил перебор всех возможных комбинаций. В результате эта работа требовала титанических затрат времени и человеческих и машинных сил. Тьюринг положил конец этой вакханалии: последовательности символов перебирались на базе подобранного открытого текста.  

 

Если ежедневно угадывать или узнавать маленький кусочек сообщения, применять ко всей шифровке 26 символов латинского алфавита, до легко можно выявить этот кусок в целом тексте. Создателей «Энигмы» подвела их немецкая педантичность: каждая буква заменялась на любую, кроме нужной. Т.е. при применении метода исключения, можно было обнаружить невидимку, символ заменялся любым другим, но только не такой же именно буквой.

Буквенные барабаны дешифровальной машины в Блетчли-Парк

 

Самая первая «Бомба Тьюринга» стала под ружье 18 марта 1940 года. До конца войны в строй вошли более 200 экземпляров анти«Энигма». До 2000 сообщений подвергались отлову и расшифровке. Их железные тела содержали 108 электромагнитных барабанов, находящихся в постоянном вращении. Вес одного такого устройства составлял 2,5 тн. Сразу после окончания войны Черчиль из соображений национальной безопасности отдал приказ об их разборке с уничтожением важных ключевых деталей и узлов. Несколько лет назад исследователи- интузиасты воссоздали одно устройство, гордо именовавшееся Turing Bombe, которая пополнила экспозицию Блетчли-парк. Даже чертежи и описания не помогли сильно сократить время на реализацию проекта, на реконструкцию ушло почти целое десятилетие.

 Реконструированная «Бомба Тьюринга»

Алана Тьюринга и после войны продолжает питать слабость вычислительным машинам. 1946 год ознаменовался представлением в лондонской Национальной физической лаборатории проекта с названием Automatic Computing Engine. Это, по сути, первая британская ЭВМ  и первый компьютер, который может похвастать тем, что в его памяти хранится полноценное программное обеспечение.

Совершенное тело ACE должно было состоять из семи тысяч вакуумных ламп. Память на линии задержки была бы эквивалентна 25 КБ. Проект был экономичным: всего 11 тыс. фунтов стерлингов. Проект не подлежал широкой огласки из-за секретной деятельности Тьюринга в период войны. Он также не был реализован. Коллеги ученого навесили на него ярлык «амбициозный». Свет увидел лишь сильно упрощенный вариант Pilot ACE, выполнивший первое задание 10 мая 1950 года.

В этот период своей жизни Тьюринг уже полностью разочаровался в ожиданиях реализации своего оригинального  проекта, еще и названного в честь нереализованных проектов Чарльза Бэббиджа Difference Engine и Analytical Engine. Он с высоко поднятой головой покидает своды Национальной физической лаборатории. Он пробует свои силы в должности заместителя руководителя компьютерной лаборатории Манчестерского университета. параллельно он разрабатывает программное обеспечение для ЭВМ Manchester Mark 1. не оставляет и он свои обожаемые теоретические математические исследования. Последние и привели его к размышлению на тему создания искусственного интеллекта. По сути, он породил новую сферу науки, целое направление, которое не утратило своей актуальности и по сей день.

В 1950 году философский журнал «Mind» публикует статью Алана Тьюринга публикует «Вычислительные машины и разумность». В ней и впрвые ставится актуальный и сейчас вопрос, актуальный не только в области философии и научной фантастики, «Могут ли машины мыслить?». Он не определяет строго понятия «машины» и «мысли», а только обсуждает, способность машины в совершенстве подражать человеку. Например, отвечать на поставленные голосом вопросы во время беседы в реальном времени так, чтобы чтобы его можно было бы принять за человека.  

 Цель «теста Тьюринга» – отличить компьютер от человека, задавая ему серию вопросов вслепую

 

Собственно искусственный интеллект в статье не рассматривается, в плане философии и мышления, подобном нам, людям. Здесь поднимается лишь аспект подражания живому человеческому общению на одном из существующих языков. Делаем акцент, копирование  может быть и неосмысленным. Даже в упрощенном до матричного виде «тест Тьюринга» не смогла пройти  ни одна машина, даже ультрасовременная. Не помогла даже мотивация в виде учрежденной в 1990 году премии в 100 000 $ тому, кто создаст «первый компьютер, чьи ответы будут неотличимы от человеческих», который будет признан прошедшим испытание и его  планируется объявить «мыслящим». Эта премия еще один факт признания заслуг Тьюринга перед человечеством. Этот немудреный «тест на мышление» оказал эффект разорвавшейся бомбы в области информационных технологий. В 2000 году университет Карнеги-Меллона разработал вариант на основе разработок Тьюринга под названием «Полностью автоматический публичный тест Тьюринга для различения компьютеров от людей». Это та самая набившая всем пользователям Интернета CAPTCHA.))))) За это в Тьюринга можно метнуть увесистый тапок. Сколько она нам всем нервов попортила…

Медаль из чистого золота в 18 каратов – для компьютера, который пройдет «тест Тьюринга», – все еще ожидает своего владельца

 

Дальнейшая судьба Алана Тьюринга печальна, как всегда: «Никто не чтит пророка в отечестве своем», увы, библейский сюжет повторился вновь. Талантливого ученого обвинили по обвинению в нетрадиционной сексуальной ориентации. Он согласился на принудительный курс гормональной терапии. Из-за разгорающейся холодной войны перед ним закрывают двери доступа к секретным исследованиям, к которым продолжают относиться и компьютерные технологии. В результате у него возникает сильнейшая депрессия. 8 июня 1954, не дожив до 42 лет от роду, Алан Тьюринг был найден мертвым у себя дома.  При вскрытии была установлена причина трагедии: отравление цианистым калием. До сих пор не ясно, было ли это убийством, самоубийством или просто несчастным случаем из-за недостаточно аккуратного обращения с химическими реактивами.  Эта тайна не раскрыта до сих пор…