آلن تورینگ؛ ریاضی دان، دانشمند کامپیوتر و پیشگام هوش مصنوعی

آلن تورینگ که بود؟

آلن تورینگ یک ریاضیدان درخشان انگلیسی بود که در شکستن رمزهای نازی در دوران جنگ جهانی دوم نقش اصلی را داشت. او در مقاله اصلی خود در سال 1936 ثابت کرد که هیچ روش الگوریتمی عمومی برای تعیین حقیقت در ریاضیات وجود ندارد و ریاضیات همیشه حاوی گزاره های غیرقابل تصمیم هستند. کارهای وی به عنوان تحقیقات بنیادی علوم رایانه و هوش مصنوعی به رسمیت شناخته شده است.

سال های اول زندگی

دانشمند انگلیسی آلن تورینگ، آلن ماتیسون تورینگ در 23 ژوئن 1912 در Maida Vale، لندن، انگلیس متولد شد. وی در سنین جوانی علائمی از هوش بالای خود نشان داد که برخی از معلمانش آن را تشخیص دادند، اما احترام قائل نبودند. تورینگ، پسر یک کارمند دولت، در یک مدرسه خصوصی عالی تحصیل کرد. وقتی تورینگ در سن 13 سالگی در مدرسه مشهور معروف شربورن تحصیل کرد، علاقه خاصی به ریاضیات و علوم پیدا کرد.

پس از شربورن، تورینگ در کالج کینگ (دانشگاه کمبریج) در کمبریج، انگلستان ثبت نام کرد و از سال 1931 تا 1934 در آنجا تحصیل کرد. در نتیجه پایان نامه خود، که در آن قضیه حد اصلی را ثابت کرد ، تورینگ به عنوان عضو مدرسه انتخاب و فارغ التحصیل شد. 

در سال 1936، تورینگ مقاله ای با عنوان "درباره اعداد قابل محاسبه، با کاربردی در Entscheidungsproblem [مسئله تصمیم گیری]" ارائه داد که در آن مفهوم یک ماشین جهانی (بعدا "ماشین جهانی تورینگ" و سپس "ماشین تورینگ" نامیده شد) از محاسبه هر چیزی که قابل محاسبه باشد، ارائه می دهد: این پیش درآمد رایانه مدرن محسوب می شود.

طی دو سال آینده، تورینگ در موسسه مطالعات پیشرفته در پرینستون، نیوجرسی ریاضیات و رمزنگاری تحصیل کرد. پس از دریافت دکترای خود از دانشگاه پرینستون در سال 1938، او به کمبریج بازگشت. 

تورینگ که از تابستان 1938 به یاری خود در کالج کینگ بازگشت، به عضویت دولت و مدرسه سایفر درآمد. در آغاز جنگ با آلمان در سپتامبر 1939، به مقر سازمان در زمان جنگ منتقل شد. در پارک بلتچلی، باکینگهام شایر. چند هفته قبل، دولت لهستان جزئیاتی از موفقیت های لهستان در برابر انیگما، ماشین اصلی رمزگذاری شده توسط ارتش آلمان برای رمزگذاری ارتباطات رادیویی، به انگلیس و فرانسه داده بود. در اوایل سال 1932، تیم کوچکی از ریاضیدانان-رمزنگاران لهستانی، به رهبری ماریان ریژسکی، موفق به استنباط سیم کشی داخلی Enigma شدند و تا سال 1938 تیم Rejewski یک ماشین رمزگشایی را طراحی کردند که آن ها Bomba  (کلمه لهستانی برای نوعی بستنی) نامیدند. 

بومبا برای موفقیت خود به روش های عملیاتی آلمان بستگی داشت و تغییر در این روش ها در ماه مه 1940 بمبا را بی فایده کرد. در خلال پاییز 1939 و بهار 1940، تورینگ و دیگران دستگاه رمزگشایی مرتبط، اما بسیار متفاوتی را طراحی کردند که به آن بمب (Bombe) می گویند (یک دستگاه الکترومکانیکی برای کمک به رمزگشایی سیگنال های رمزگذاری شده Enigma آلمان). برای بقیه جنگ، بمب اطلاعات زیادی از ارتش را در اختیار متفقین قرار داد. در اوایل سال 1942 رمزگذاران در پارک بلتچلی هر ماه حدود 39000 پیام رهگیری را رمزگشایی می کردند، رقمی که متعاقبا به بیش از 84000 پیام در ماه افزایش یافت - دو پیام در هر دقیقه، شبانه روز. 

در سال 1942 تورینگ همچنین اولین روش سیستماتیک را برای شکستن پیام های رمزگذاری شده توسط دستگاه رمزگذاری پیشرفته آلمانی که انگلیسی ها "Tunny" نامیدند، ابداع کرد. در پایان جنگ، تورینگ به دلیل کارهای رمزگشایی خود، به عنوان افسر عالی امپراتوری انگلیس (OBE) منصوب شد. 

کریستوفر مورکام (Christopher Morcom)

در شربورن، تورینگ با دانش آموز دیگر كریستوفر كولان موركام (13 ژوئیه 1911 - 13 فوریه 1930)، كه به عنوان "اولین عشق" تورینگ توصیف شده است، دوستی قابل توجهی برقرار كرد. روابط آن ها الهام بخش کارهای آینده تورینگ بود، اما با مرگ مورکام، در فوریه 1930، از عوارض سل گاوی که پس از نوشیدن شیر گاو آلوده، کوتاه آمد. 

این رویداد باعث ناراحتی شدید تورینگ شد. او با سخت تر کار کردن در مورد مباحث علوم و ریاضیاتی که با مورکام به اشتراک گذاشته بود، با غم و اندوه خود کنار آمد. برخی حدس زده اند که مرگ مورکام علت بی خدایی و مادی گرایی تورینگ بوده است.

Cryptanalysis و رایانه های اولیه

مشارکت تورینگ در روند شکستن کد در اینجا متوقف نشد: وی همچنین دو مقاله در مورد رویکردهای ریاضی برای شکستن کد نوشت، که به دارایی های مهمی در مدرسه کد و سایفر تبدیل شد (بعدا به عنوان ستاد ارتباطات دولت شناخته شد).

تورینگ در اواسط دهه 1940 به لندن نقل مکان کرد و کار در آزمایشگاه ملی فیزیک را آغاز کرد. تورینگ از مهمترین مشارکت های خود هنگام کار در این مرکز، کار طراحی موتور محاسبات اتوماتیک را بر عهده داشت و در نهایت نقشه ای پیشگامانه برای رایانه های برنامه های فروشگاهی ایجاد کرد. اگرچه نسخه کاملی از ACE هرگز ساخته نشده است، اما چندین سال است که مفهوم آن به عنوان مدل توسط شرکت های فناوری در سراسر جهان مورد استفاده قرار گرفته است و توسط بسیاری از افراد در صنعت فناوری معتبر است و به عنوان اولین رایانه شخصی جهان - در میان سایر مدل های رایانه ای قرار دارد. 

آلن تورینگ، پیشگام هوش مصنوعی 

تورینگ در اواخر دهه 1940 در مناصب عالی ریاضی و سپس آزمایشگاه محاسبات در دانشگاه منچستر مشغول به کار شد. وی ابتدا در مقاله 1950 خود با عنوان "ماشین آلات و هوش محاسباتی" به مسئله هوش مصنوعی پرداخت و آزمایشی را كه به عنوان "تست تورینگ" معروف است - تلاشی برای ایجاد استاندارد طراحی هوش برای صنعت فن آوری - را پیشنهاد كرد. طی چند دهه گذشته، این آزمون به طور قابل توجهی بر بحث در مورد هوش مصنوعی تاثیر گذاشته است.

تورینگ پدر بنیانگذار هوش مصنوعی و علوم شناختی مدرن بود، و او یکی از رهبران اصلی این فرضیه بود که مغز انسان تا حد زیادی یک ماشین محاسبات دیجیتال است. او این نظریه را مطرح کرد که افراد در بدو تولد یک "ماشین غیر سازمان یافته" است که از طریق "آموزش" "به یک ماشین جهانی یا چیزی شبیه به آن سازمان می یابد". تورینگ آنچه بعدا به عنوان آزمون تورینگ معروف شد را به عنوان ملاكی برای تفكر یك رایانه مصنوعی مطرح كرد (1950). 

وی همچنین اولین کتابچه راهنمای برنامه نویسی را نوشت و سیستم برنامه نویسی او د Ferranti Mark I ، اولین رایانه الکترونیکی دیجیتال قابل فروش (1951) استفاده شد.

سال های آخر

تورینگ در مارس 1951 به عنوان عضوی از انجمن سلطنتی لندن انتخاب شد، که افتخاری عالی بود، اما زندگی او در آستانه سخت شدن بود. در مارس 1952 وی به  هم جنس گرایی، که در آن زمان در انگلیس جرم بود - محکوم شد و به 12 ماه "هورمون درمانی" محکوم شد. با داشتن سابقه کیفری، وی هرگز دیگر قادر به کار در ستاد ارتباطات دولتی، مرکز شکستن کد پس از جنگ دولت انگلیس نخواهد بود. 

تورینگ باقیمانده کار کوتاه خود را در منچستر گذراند، جایی که در مه 1953 به عنوان خواننده ویژه ای در تئوری محاسبات منصوب شد. از سال 1951 تورینگ مشغول کار بر روی چیزی بود که امروزه به عنوان زندگی مصنوعی شناخته می شود. وی در سال 1952 با انتشار "مبانی شیمیایی ریخ زایی" جنبه هایی از تحقیقات خود را در مورد ایجاد فرم و الگو در موجودات زنده توصیف کرد. تورینگ از کامپیوتر Ferranti Mark I منچستر برای مدل سازی مکانیسم شیمیایی فرضی خود برای تولید ساختار آناتومیکی در حیوانات و گیاهان استفاده کرد.

در میان این کار پیشگامانه، در 7 ژوئن 1954، تورینگ مرده در تختخواب خود، مسموم شده با سیانور کشف شد. حکم رسمی خودکشی بود، اما هیچ انگیزه ای در تحقیق سال 1954 مشخص نشد. 

تورینگ هنگام انجام آزمایش های الکترولیز بر اثر مسمومیت با سیانید پتاسیم درگذشت. سیانور روی یک سیب نیمه خورده کنار او پیدا شد. این یک تحقیق بود اما مادرش همیشه اظهار داشت که این یک تصادف است.

به دنبال یک آزمایش پس از مرگ، مشخص شد که علت مرگ مسمومیت با سیانور است. بقایای یک سیب در کنار بدن یافت شد، اگرچه هیچ قسمت سیب در معده وی یافت نشد. در کالبد شکافی گزارش شده است که "چهار اونس مایعی که بوی بادام تلخ می دهد، همانطور که محلول سیانور نیز وجود دارد" در معده پیدا شده است. 

همچنین ردیابی بوی بادام تلخ در اندام های حیاتی گزارش شده است. در کالبد شکافی نتیجه گیری شد که علت مرگ خفگی ناشی از مسمومیت با سیانید است و حکم خودکشی را صادر کرد.

در مقاله ژوئن 2012 بی بی سی، استاد فلسفه و متخصص تورینگ، جک کوپلند استدلال کرد که مرگ تورینگ احتمالا یک حادثه بوده است. 

همچنین، برای قضاوت بر اساس سوابق تحقیق، هیچ مدرکی دال بر این که تورینگ قصد داشته جان خود را بگیرد، ارائه نشده است و همچنین تعادل ذهن او بر هم نخورده است (همانطور که پزشک قانونی ادعا کرد). در حقیقت، به نظر می رسد که وضعیت روانی وی در آن زمان قابل توجه نبوده است. اگرچه نمی توان خودکشی را منتفی دانست، اما این احتمال نیز وجود دارد که مرگ او به سادگی یک حادثه بوده است، نتیجه استنشاق بخار سیانور وی در یک آزمایش در آزمایشگاه کوچک مجاور اتاق خواب او بود. همچنین نمی توان قتل توسط سرویس های مخفی را کاملا منتفی دانست، زیرا تورینگ در آن زمان که هم جنس گرایان تهدیدی برای امنیت ملی قلمداد می شدند، اطلاعات زیادی در مورد رمزنگاری می دانست.

جوایز، تقدیرها و بخشش های سلطنتی آلن تورینگ

اندکی پس از جنگ جهانی دوم، تورینگ بخاطر کارهای خود نشان امپراتوری انگلیس را دریافت کرد. اندرو هاجز، زندگینامه نویس تورینگ، برای تولد 86 سالگی او، از یک لوح رسمی آبی میراث انگلیسی در خانه کودکی خود رونمایی کرد.

در ژوئن 2007، یک مجسمه تورینگ در اندازه واقعی در پارک بلتچلی، در باکینگهام شایر، انگلیس رونمایی شد. به مناسبت پنجاهمین سالگرد درگذشت وی، مجسمه ای برنز از تورینگ در دانشگاه ساری در 28 اکتبر 2004 رونمایی شد. علاوه بر این، هفته نامه فارغ التحصیلان دانشگاه پرینستون، تورینگ را به عنوان دومین دانش آموخته مهم تاریخ مدرسه معرفی کرد - جیمز مدیسون مقام شماره 1 را داشت.

تورینگ از راه های دیگر به ویژه در شهر منچستر مورد تقدیر قرار گرفت، جایی که او در اواخر عمر خود کار می کرد. در سال 1999، مجله تایم او را به عنوان یکی از "100 فرد مهم قرن 20" معرفی کرد و گفت: "واقعیت این است که همه کسانی که روی صفحه کلید ضربه می زنند، یک صفحه گسترده یا یک برنامه پردازش کلمه را باز می کنند، در حال کار بر روی یک تجسم هستند. از یک ماشین تورینگ ". تورینگ همچنین در نظرسنجی سراسری بی بی سی "100 نفر از بزرگترین های انگلیسی" در سال 2002 در رده 21 قرار گرفت. به طور کلی، تورینگ به دلیل تاثیرش در علوم کامپیوتر شناخته شده است، و بسیاری او را "بنیانگذار" این رشته می دانند.

به دنبال دادخواست توسط جان گراهام کامینگ، نخست وزیر وقت گوردون براون در تاریخ 10 سپتامبر 2009 بیانیه ای را به نمایندگی از دولت انگلیس منتشر کرد، که پس از مرگ از تورینگ به دلیل پیگرد قانونی او به عنوان یک هم جنس خواهان عذرخواهی کرد.

در سال 2013، ملکه الیزابت دوم پس از مرگ، تورینگ را تقریبا 60 سال پس از خودکشی، عفو سلطنتی نادر داد. سه سال بعد، در 20 اکتبر 2016، دولت انگلیس "قانون تورینگ" را اعلام کرد که پس از مرگ، هزاران مرد هم جنس گرا و دو جنس گرای را که به دلیل اقدامات هم جنس گرایانه محکوم شده بودند، عفو می کند. 

در ژوئیه 2019، بانک انگلیس اعلام کرد تورینگ در اسکناس50 پوندی جدید انگلیس، همراه با تصاویر کار او ظاهر می شود. دانشمند مشهور از لیست نزدیک به 1000 نامزد معرفی شده توسط عموم مردم، از جمله فیزیکدان نظری استفان هاوکینگ و ریاضیدان آدا لاولاس انتخاب شد. 

تصاویری از آلن تورینگ

تورینگ سال 1928 در 16 سالگی: 

لندن- ژانویه، 2018: دستگاهی معمایی که در خارج از ورودی موسسه آلن تورینگ در داخل کتابخانه بریتانیا، لندن به نمایش گذاشته شده است.

اسکناس 50 پوندی انگلیس: 

منچستر ، انگلستان ، 29/12/2019: یادبود و تندیس آلن تورینگ:

تندیس برنز آلن تورینگ، ریاضیدان و پیشگام علوم کامپیوتر. در دانشگاه دانشگاه ساری (Surrey)، گیلدفورد، انگلیس:

کالج کینگ، کمبریج، جایی که تورینگ در سال 1931 دانشجو بود و در سال 1935 به عضویت در دانشگاه درآمد. اتاق کامپیوتر به نام او نامگذاری شده است: 

دو کلبه در حیاط ثابت پارک Bletchley. تورینگ در سال های 1939 و 1940 در اینجا کار کرد: 

ماکت کاملی از یک Bombe اکنون در موزه ملی محاسبات در پارک بلتچلی (Bletchley): 

مجسمه تورینگ توسط استفن کتل (Stephen Kettle) در پارک بلتچلی، به سفارش سیدنی فرانک (Sidney Frank)، ساخته شده از نیم میلیون قطعه تخته سنگ ولزی (Welsh): 

پلاک خانه تورینگ: 

OBE تورینگ (Order of the British Empire) در حال حاضر در بایگانی های مدرسه شربورن (Sherborne) نگهداری می شود: 

ساختمان آلن تورینگ در دانشگاه منچستر در سال 2008: 

لوح تندیس یادبود تورینگ در پارک ساکویل (Sackville)، منچستر: 

منظره پارک بلتچلی، ساختمان کدشکن پیچیده (رمزگشا) که در آن با آلن تورینگ، در طول جنگ جهانی دوم، برای توسعه ماشین انیگما و کامپیوترهای اولیه کار کردند: 

منابع

1. https://www.biography.com/scientist/alan-turing
2. https://www.britannica.com/biography/Alan-Turing
3. https://mathshistory.st-andrews.ac.uk/Biographies/Turing/
4. https://en.wikipedia.org/wiki/Alan_Turing