[Zohreh Gholami]

آلن ماتیسون تورینگ *Alan Mathison Turing*

آلن ماتیسون تورینگ (به انگلیسی: Alan Mathison Turing) ریاضی دان، منطق دان و رمز نگار بریتانیایی بود.

تورینگ به عنوان پدر علم محاسبه نوین و علم رایانه شناخته شده‌است و مهمترین جایزهٔ علمی رایانه به افتخار وی جایزه تورینگ نام گرفته است. وی دارای نشان ویژه سلطنتی انگلستان و نیز عضو پیوسته کالج سلطنتی بود.

تورینگ به کمک ماشین تورینگ فورمولاسیون موثری برای روش الگوریتم ومحاسبه تهیه کرد؛ با کمک آزمایش تورینگ، سهم مؤثر و محرکی در زمینه هوش مصنوعی ارائه کرد:

آیا می‌توان روزی گفت: «ماشین هوشیار است و می‌تواند فکر کند؟»

او سپس درآزمایشگاه ملی فیزیک مشغول به کار شد، و یکی از طرح‌های اولیه برنامه ذخیره شده کامپیوتر را ارائه کرد، هرچند که در واقع ساخته نشد. در ۱۹۴۸ به دانشگاه منچستر رفت تا روی «منچستر مارک ۱» کار کند، که به عنوان اولین کامپیوتر حقیقی دنیا شناخته شد.

در طول جنگ جهانی، تورینگ در بلچلی پارک (مرکز کد شکنی انگلستان) مشغول بود و برای مدتی مسئول بخشی از آن بود، بخش مربوط به تحلیل نوشته‌های رمزی نیروی دریایی آلمان. او چند روش برای شکستن رمزهای آلمان‌ها ابداع کرد، شامل روش ماشینی الکترومکانیکی که می‌توانست ویژگی‌های ماشین انیگما را پیدا کند (بامب).

در سال ۱۹۵۰ در مقاله‌ای معیاری برای تعیین میزان هوشمندی رایانه پیشنهادکرد که پش از آن به آزمایش تورینگ معروف شد:
«سزاوارترین معیار برای هوشمند شمردن یک ماشین، اینست که آن ماشین بتواند انسانی را توسط یک پایانه «تله تایپ» به گونه‌ای بفریبد که آن فرد متقاعد گردد با یک انسان روبروست.»


تا به حال هیچ برنامه‌ای قادر به موفقیت در این آزمون نگردیده‌است. او با معرفی‌ ماشین تورینگ، یک مدل ریاضی برای تحلیل توانایی‌های ذاتی الگوریتم‌ها بنیان گذاشت. به همین دلیل ماشین تورینگ یکی از عناصراصلی در نظریه محاسبات و نظریه پیچیدگی است.


کودکی و جوانی
پدر تورینگ، ژولیوس ماتیسون تورینگ، عضو مامورین شهری هند بود. ژولیوس و همسرش سارا (۱۹۷۶-۱۸۸۱، دختر ادوارد والتر ستونی، مهندس ارشد راه آهن مدرس) می‌خواستند فرزندشان آلن در انگلستان بزرگ شود، به همین دلیل به لندن بازگشتند، جایی که آلن تورینگ در ۲۳ ژون ۱۹۱۲ به دنیا آمد، امروزه بعنوان هتل کولونوید شناخته می‌شود. او یک برادر بزرگ‌تر به نام جان داشت . کار خدمات شهری پدرش همچنان فعال بود، و در طول دوران کودکی تورینگ والدین او بین انگلیس و هند در سفر بودند و فرزندان خود را نزد دوستان خود در انگلیس می‌گذاشتند.

از همان اوان کودکی علائم نبوغ در وی هویدا بود. والدینش او رادر سن شش سالگی در مدرسهٔ روزانه سنت مایکل ثبت نام کردند. مدیر مدرسه و معلمین او بسیار زود به نبوغ وی پی بردند. در ۱۹۲۶، در ۱۴ سالگی، او به مدرسهٔ شربورن در دورست رفت. روز اول او در ترم جدید با «ضربهٔ عمومی» در انگلستان همزمان شد، اما او چنان مصمم بود که در اولین روز حضور داشته باشد که به تنهایی ۹۷ کیلومتر (۶۰ مایل) از ساوتهمتون تا مدرسه را با دوچرخه طی کرد و شب رادر یک مسافر خانه به سر برد.

تمایل ذاتی تورینگ بسمت ریاضی و علم برای او احترامی نزد برخی استادان شربورن که مدرسه‌ای معروف و پرهزینه دولتی بود کسب نکرد، چراکه تاکید بیشتر آن روی مسائل و مباحث کلاسیک بود.

اتاق کامپیوترکینگس دانشگاه کمبریج به نام تورینگ نامگذاری شده‌است، شخصی که در ۱۹۳۱ دانشجوی آنجا شد.

مدیر مدرسه برای والدین تورینگ نوشت :" امیدوارم او بین دو مدرسه افت نکند. اگر می‌خواهد در یک مدرسهٔ دولتی بماند، باید تلاش کند که یک فرد تحصیل کرده شود. و اگر می‌خواهد صرفاٌ یک دانشمند شود، وقت خود را در یک مدرسهٔ دولتی تلف می‌کند."

با این حال، تورینگ توانایی قابل توجه خود را در زمینه‌های مورد علاقهٔ خود به نمایش می‌گذاشت، با حل مسائل پیچیده در ۱۹۲۷ بدون اینکه حتی حساب دیفرانسیل مقدماتی خوانده باشد. در ۱۹۲۸، در ۱۶ سالگی تورینگ با کار آلبرت انیشتین مواجه شد، نه تنها آن را بطور کامل فهمید بلکه شک انیشتین در قانون‌های حرکت نیوتن را از روی متنی که هرگز این موضوع را آشکار نکرده بود پیش بینی کرد.

امیدها و تلاش‌های تورینگ با دوستی نزدیکی که با دانشجوی بزرگ تر، کریستوفر مورکوم، ایجاد کرد افزایش یافت. مورکوم ناگهان چند هفته پس از آغاز آخرین ترم در شربورن، بدلیل سل گاوی از دنیا رفت . ایمان مذهبی تورینگ از بین رفت واو ایمان خود را از دست داد. او پذیرفت که هر پدیده‌ای شامل کار مغز انسان باید مادی باشد.



دانشگاه و کار وی در شمارش پذیری
تمایل و تلاش تورینگ در ریاضیات و علوم کامپیوتر باعث شد نسبت به کار کلاسیک دانشگاه کم توجهی کند و در نتیجه موفق به دریافت بورسیه تحصیلی ترینیتی کالج، کمبریج نشود، و به دانشگاه دیگری که انتخاب دومش بود کینگس کالج، کمبریج برود، او در سال‌های ۱۹۳۱-۱۹۳۴ درآنجا مشغول به تحصیل بود و در سال ۱۹۳۵ به خاطر مقالهٔ خود در رابطه با قضیهٔ محدودیت مرکزی عنوان عضو آنجا انتخاب شود.

در مقالهٔ به یاد ماندنی «دربارهٔ اعداد شما را، با استفاده از انسکیدانس پرابلم» (۲۸ می‌۱۹۳۶) تورینگ فرمول بندی‌های سال ۱۹۳۱ کرت گودل را دربارهٔ محدودیت‌های اثبات و محاسبات تجدید کرد، و زبان ریاضی محور گودل را با چیزی که امروزه ماشین تورینگ نامیده می‌شود جایگزین کرد. او ثابت کرد که چنین ماشینی می‌تواند هر مسئلهٔ ریاضی ممکن را که می‌توان به صورت الگوریتم بیان کرد را حل کرد، حتی اگر هیچ ماشین تورینگ واقعی به دلیل سرعت کم آن نسبت به جایگزین‌های مناسب آن کاربرد عملی نداشته باشد.

تا امروز ماشین‌های تورینگ موضوع اصلی تحقیقات در تئوری محاسبات بوده‌اند. او برای اثبات اینکه «انسکیدانس پرابلم» هیچ حلی ندارد، ابتدا نشان داد که هالتینگ پرابلم برای ماشین تورینگ قابل حل نیست : مشخص نیست که ماشین تورینگ در چه زمانی متوقف می‌شود.

بدلیل انتشار اثبات اوپس از اثبات معادل آلونزو چرچ در حساب لاندا، کار او کاملا قابل درک و پذیرفتنی است. همچنین مفهوم «ماشین جامع (تورینگ)» این ایده که چنین ماشینی می‌تواند کار هر ماشین دیگر را انجام دهد، کاملا بدیع است. این مقاله همچنین اعداد تعریف پذیر را نیز معرفی می‌کند.

بیشتر سال‌های ۱۹۳۸ و ۱۹۲۷ را در دانشگاه پرینستون، با مطالعه تحت نظر آلونزو چرچ گذراند. و موفق شد دکترای خود را در سال ۱۹۲۸ از پرینستون دریافت کند: تز او دربارهٔ محاسبه نسبی بود که ماشین‌های تورینگ را به (اصطلاحا) اورکل می‌افزود، که می‌توان به کمک آن مسائلی را بررسی کرد که ماشین تورینگ نمی‌تواند بررسی کند. با بازگشت به کمبریج در سال ۱۹۳۹، او در سخنرانی‌های لودویگ ویتگنشتاین دربارهٔ اساس ریاضیات شرکت کرد. جایی که این دو با یکدیگر بحث و مخالفت می‌کردند و تورینگ ازظاهر گرایی دفاع می‌کرد و ویتگنشتاین معتقد بود که ریاضیات هیچ حقیقت مطلقی را کشف نمی‌کند.



تجزیه و تحلیل رمز
در طول جنگ جهانی دوم تورینگ یکی از حاضران اصلی در بلچلی پارک بود تا بتواند رمزهای آلمان‌ها را بشکند. بر اساس کار انجام شده قبل از جنگ در لهستان در تجزیه و تحلیل رمز توسط ماریان رجوسکی، جرسی روسیچکی، هنریک زیگالسکی از کمیتهٔ رمز، او توانست روش‌هایی برای شکستن ماشین انیگما و لورنزو اس زد ۴۲/۴۰ (وسیله‌ای که توسط انگلیس‌ها تونی نامیده می‌شد) پیدا کند، و در آن زمان رئیس هات ۸، بخشی که وظیفه داشت کدهای نیروی دریایی آلمان‌ها را بشکند، بود.

از ۱۹۳۸ تورینگ برای مرکز کد و رمز دولت مشغول به کار بود ، (سازمان کد شکنی انگلیس). او روی مسئلهٔ ماشین انیگما آلمان‌ها کار می‌کرد و با دیلی ناکس (کد شکن رده بالای سازمان) همکاری می‌کرد.

در روز ۴ سپتامبر ۱۹۳۹، یک روز پس از آنکه انگلیس جنگ علیه آلمان را اعلام کرد، تورینگ بلچلی پارک را به عنوان مرکز جنگی سازمان گزارش کرد.

دو کلبه در پلچلی پارک که تورینگ در سال‌های ۱۹۳۹-۱۹۴۰ در آنجا کار می‌کرد، تا زمانی که به هات ۸ رفت.

بامب: تورینگ-ولچمن
در هفته‌های ورود به بلچلی پارک، تورینگ ماشینی الکترو مکانیکی طراحی کرده بود که می‌توانست انیگما را سریع تر از بامبای سال ۱۹۳۲ کد شکنی کند . بدلیل ساخت لهستانی الاصل آن بامبا، بامب نامگذاری شده.

بامب با بهسازی که توسط گوردون ولچمن صورت گرفت، تبدیل به یکی از وسایل اصلی وبطور عمده مکانیزهٔ هجوم به پیام‌های توسط انیگمامحافظت شدهٔ آلمان‌ها گردید پروفسور جک گود، رمزشکنی که در آن زمان در بلچلی پارک مشغول به کار بود، بعدها گفت :

«بزرگترین سهم تورینگ، به عقیدهٔ من، نقش او در ساخت بامب بود، ماشین رمز شکن.او ایده‌ای قابل استفاده داشت، در واقع قضیه‌ای در منطق که به نظر افراد تعلیم ندیده بیشتر پوچ است، اینکه از تناقض، می‌توان هر چیزی را نتیجه گرفت.»

نمایی از ماشین بامب

بامب دنبال تنظیمات احتمالا درستی می‌گشت که در یک پیام انیگما می‌توانست به کار رودو از یک کریب مناسب استفاده می‌کرد : بخشی از یک کد احتمالی پیام اولیه . برای هر تنظیم احتمالی روتور(که حالاتی در مرتبهٔ ۱۹ داشت، یا مرتبهٔ ۲۲ برای زیر دریایی‌ها که در نهایت چهار روتور داشت، در مقایسه باانیگمای معمولی که سه روتور داشت). بامب بر اساس کریب، یک سری استقراهای منطقی بکار می‌برد که بصورت الکتریکی انجام می‌شد. بامب هنگامی که نتناقض رخ می‌داد آشکار می‌کرد، آن تنظیم را حذف می‌کرد و سراغ بعدی می‌رفت، اغلب منظیمات به تناقض می‌رسید و حذف می‌شد، که تعداد معدودی را برای بررسی دقیق تر باقی می‌گذاشت.

بامب تورینگ برای اولین با در ۱۸ مارس ۱۹۴۰ نصب شد . بیشتر از دویست بامب تا پایان جنگ جهانی مورد استفاده قرار گرقتند.



هات ۸ وانیگمای نیروی دریایی
در دسامبر ۱۹۴۰، تورینگ سیستم نشانگرانیگمای نیروی دریایی را کشف کرد، که از نظر ریاضیات بسیار پیچیده تر از انیگمای سایر نیروها بود. تورینگ همچنین تکنین محاسباتی«بانبوریسموس» را نیز ابداع کرد که برای کمک به کدشکنی انیگمای نیروی دریایی کاربرد داشت. بانبوریسموس روتورهای خاصی از انیگما را حذف می‌کرد تا سرعت بامب را افزایش دهد.

در بهار ۱۹۴۱ تورینگ از همکارخود درهات ۸ جوان کلارک خواستگاری کرد، با این حال قرار ازدواج آنها با توافق طرفین در تابستان شکسته شد. در جولای ۱۹۴۲تورینگ تکنیک جدیدی را با نام تورینگگری یا تورینگگسموس برای کد شکنی کد لورنز که در ماشین رمز جدید آلمان‌ها «گهمشریبر(نویسندهٔ پنهان)» به کار برده می‌شدابداع کرد.

او همچنین گروه «فیش (ماهی)» را به تامی فلاورزمعرفی کرد، که زیر نظر ماکس نیومن به دنبال ساخت کامپیوتر کلوسوس، اولین کامپیوتر دیجبتال قابل برنامه ریزی جهان رفت، که جایگزین ماشین‌های ساده ترگذشته (شامل هیت رابینسون) گردید، که سرعت عالی آن اجازه می‌داد که تکنیک «بروت-فورس» کدهایی که روزانه تغییر می‌کردند را بررسی کند.

تصورغلط رایج است که تورینگ یکی از کلیدهای اصلی ساخت کامپیوتر کلوسوس بوده، که اینگونه نیست.

تورینگ در نوامبر ۱۹۴۲ به ایالات متحده رفت وبا انیگمای نیروی دریایی و تحلیل رمز نیروی دریایی آمریکا و ساخت بامب در واشنگتن کار کرد.او همچنین به «آزمایشگاه بل» در ساخت وسایل امن صحبت کمک کرد.او در مارس ۱۹۴۳ به بلچلی پارک بازگشت.در غیاب او «هاف الکساندر» ریاست هات ۸ را به عهده گرفته بود، باتوجه به علاقهٔ کم تورینگ برای پیگیری مسایل روزانهٔ مرکز، او به عنوان مشاور مشغول به کارشد.

در اواخر جنگ در حالی که الکترونیک می‌آموخت، به کمک مهندس«دونالد بیلی»، طراحی ماشین «دلیلا» را برای برقراری تماس‌های مطمئن انجام داد، که برای کارهای مختلفی تولید شده بود، اما عدم توانایی برقراری مکالمات دوربرد، و تکمیل دیرهنگام آن باعث شد تا در جنگ مورد استفاده قرار نگیرد.علیرغم اینکه تورینگ قسمتی از سخنرانی چرچیل را رسما کدگذاری و کدگشایی کرد، دستگاه مورد استفاده قرارنگرفت.

در ۱۹۴۵، تورینگ بخاطر خدمات ارزنده اش در جنگ، برندهٔ «اوبی ای» شد، بااین حال کار او تا مدت‌ها سری بود.زندگی نامهٔ وی که مدت کوتاهی پس از مرگش در«رویال سوسایتی»چاپ شد:

«سه مقالهٔ قابل ملاحظه که در سه زمینه مختلف ریاضی قبل از جنگ نوشته شده، کیفیت کاری را که اگر او در زمان بحرانی بر روی یک موضوع مشخص انجام می‌داد رابیان می‌کند.برای کارش درسازمان خارجه، اوجایزهٔ»او بی ای«را برنده شد.»



کامپیوترهای اولیه و آزمایش تورینگ
از ۱۹۴۵ تا ۱۹۴۷ او در آزمایشگاه ملی فیزیک کار می‌کرد، و بر روی طراحی موتور محاسبهٔ خودکار کار می‌کرد. او در ۱۹ فوریه ۱۹۴۶ مقاله ای ارائه کرد که اولین طرح کامپیوتر برنامه دار در انگلستان بود. با وجود موفقیت وی در این طرح، در شروع پروژه تاخیر بوجود آمد و او علاقهٔ خود را برای ادامهٔ کار از دست داد. در اواخر ۱۹۴۷ به کمبریج بازگشت. در زمانی که او در کمبریج بود، پروژهٔ سابقش در غیاب او کامل شد و اولین برنامهٔ خود را در ۱۰ می ۱۹۵۰ اجرا کرد.

در ۱۹۴۸او با دپارتمان ریاضی و آزمایشگاه محاسبات دانشگاه منچستر همکاری کرد و روی نرم‌افزار یکی از اولین کامپیوترهای جهان «منچستر مارک ۱» کارکرد. دراین زمان او کارهای تجریدی (ابسترکت) را ادامه داد و مسئلهٔ هوش مصنوعی و آزمایشی را که امروزه آزمایش تورینگ نامیده می‌شود را ارائه کرد.

در ۱۹۴۸ تورینگ به همراه «دی جی چمپرنون» شروع به نوشتن برنامه شطرنج کرد که تا آن زمان وجود نداشت . در ۱۹۵۲، بدلیل نبود کامپیوتری به اندازه کافی قوی تورینگ کامپیوتر را شبیه سازی کرد، که برای هر حرکت نیم ساعت زمان نیاز داشت. برنامه در مقابل «الیک گلنی» همکار تورینگ شکست خورد، اما گفته می‌شود که در مقابل همسر چمپرنون موفق بود.



فرم الگو و زیست‌شناسی ریاضیاتی
تورینگ از ۱۹۵۲ تا زمان مرگش در ۱۹۵۴ روی زیست‌شناسی ریاضیاتی کار کرد، به ویژه مورفوجنسیس. او در ۱۹۵۲ یک مقاله با موضوع "اساس شیمیایی مورفوجنسیس" منتشر کرد.

علاقه اصلی او فهمیدن «الگوی فیبوناچی» بود، وجود اعداد فیبوناچی در ساختار گیاهان. او «معادلات عکس العمل-انتشار» را بکار برد که امروزه موضوع اصلی فرم الگو است. مقالات بعدی وی تا سال ۱۹۲ چاپ نشد.



مرگ
در سال ۱۹۵۲ به صورت اتفاقی همجنس‌گرایی وی کشف گردید. در آن سال‌ها همجنس‌گرایی در بریتانیا جرم و بیماری روانی شناخته می‌شد. در دادگاه طبق قانون مخیر شد بین زندان و اخته‌گی شیمیایی یکی را انتخاب کند، که وی دومی را انتخاب کرد . به دنبال این حادثه تمام تضمین‌های حفاظتی که وی داشت لغو گردید و از ادامه کار وی بر روی پروژه‌های رمزنگاری ممانعت به عمل آمد . تزریق مواد شیمیایی برای یک سال ادامه یافت و عوارض جنبی بسیاری از جمله رویش پستان‌ها برجای گذاشت.

در ۸ ژوئن ۱۹۵۴ کارگرخانه جسد او را پیدا کرد، روز قبل او در اثر سم سیانید جان سپرده بود، ظاهرا بخاطر سیب نیم خوردهٔ سیانیدی که در کنار تختش بود. بسیاری بر این باورند که مرگ او عمدی بوده، اما مادر او اعتقاد داشت که مرگ او حادثه‌ای بوده که بدلیل بی دقتیش در نگهداری از مواد شیمیایی رخ داده ست. کالبدشکافی علت مرگ را مسمومیت با سیانور یافت و پلیس مرگ را خودکشی اعلام کرد.



قدردانی پس از مرگ
از ۱۹۶۶، جایزهٔ تورینگ بصورت سالانه توسط انجمن دستگاه محاسباتی به کسی داده می‌شود که سهم در خوری در جامعه محاسباتی دارد. این جایزه بطورگسترده به عنوان نوبل دنیای محاسبات شناخته می‌شود.

یادبودهای بسیاری از تورینگ در منچستر ساخته شده، شهری که او تا پایان عمر در آنجا مشغول به کار بود.در۱۹۹۴خیابان بزرگی به نام وی در منچستر نامگذاری شد. مجسمهٔ یادبود آلن تورینگ در سکویل پارک مجسمهٔ تورینگ در ۲۳ جون ۲۰۰۱ در منچستر رونمایی شد.در سکویل پارک درنزدیکی دانشگاه منچسترجشن زندگی او در ۵ژوئن۲۰۰۴ در دانشگاه منچستر برگزار شد؛ ودر تابستان آن سال موسسهٔ آلن تورینگ شروع به کار کرد.ساختمان شامل دانشکدهٔ ریاضی، موسسهٔ علم فوتون و«مرکز جودرل بانک» اختر فیزیک ساختمان آلن تورینگ نامگذاری شده‌است.

در۲۳جون ۱۹۹۸، که می‌توانست هشتادوششمین سال تولدش باشد، «اندرو هودجس» زندگی نامه نویس او، پلاک آبی خانهٔ دوران کودکی وی در "وارینگتون کرسنت لندن-هتل کولونیدامروزه- را رو نمایی کرد. به یاد پنجاهمین سالگرد مرگ او پلاکی در ۷جون۲۰۰۴در محل زندگی سابقش در ویلمسلو رونمایی شد. بدلیل موفقیت هایش در رشته کامپیوتر دانشگاه‌های زیادی یادمان‌هایی از اوایجاد کرده‌اند، مجسمه برنزی تورینگ در دانشگاده سوری که یاد آورپنجاهمین سال مرگ وی است، که او را در حال حمل کتاب‌هایش در محوطه دانشگاه به تصویر می‌کشد.

دانشگاه‌های لوس آندس در بوگوتا، دانشگاه پلی تکنیک پورتوریکوهر یک آزمایشگاهی به نام وی دارند، دانشگاه تکزاس در آستین برنامه‌ای با نام«تورینگ سکالرز» دارد. دانشگاه بیلگی استانبول سالانه کنفراسی به یاد وی برگزار می‌کند که روزهای تورینگ نامیده می‌شود. مجسمه‌ای ۱٫۵ تنی به ابعاد واقعی دربلچلی پارک در۱۹ژوئن۲۰۰۷ رو نمایی شد، که توسط «استیفن کتل» و به دستور میلیاردر«سیدنی فرانک»تراشیده شد.



جایزه تورینگ
جایزه تورینگ به افتخار او نام‌گذاری شده‌است. جایزه تورینگ معتبرترین جایزه در علم رایانه‌است که هر سال از سوی «انجمن ماشین‌های محاسب» (ACM) اعطا می‌شود.



ماشین تورینگ، آلن تورینگ، مخترع، کامپیوتر، مخترعین، علوم رایانه، هوش مصنوعی، ماشین هوشمند، دانشگاه، جایزه تورینگ، تجزیه و تحلیل، پیشگامان متا، meta4u.com