کاربر:Masoud A/صفحه تمرین

آلن تورینگ

آلن تورینگ

[[پرونده Turing (1951).jpg

بندانگشتی

آلن تورینگ در سال ۱۹۵۱]]

نام کامل

آلن ماتیسون تورینگ (Alan Mathison Turing)

زادروز

۲۳ ژوئن ۱۹۱۲

زادگاه

لندن، انگلستان

درگذشت

۷ ژوئن ۱۹۵۴

محل درگذشت

ویلمزلو، چشایر، انگلستان

ملیت

بریتانیایی

حوزهٔ فعالیت

ریاضیات، منطق، رمزنگاری، علوم رایانه، هوش مصنوعی

دانشگاه

دانشگاه کمبریج؛ دانشگاه پرینستون

شناخته‌شده برای

ماشین تورینگ، رمزگشایی انیگما، آزمون تورینگ، نظریهٔ ریخت‌زایی

افتخارات

نشان امپراتوری بریتانیا (OBE)، عضویت انجمن سلطنتی

آلن ماتیسون تورینگ (۲۳ ژوئن ۱۹۱۲ – ۷ ژوئن ۱۹۵۴) ریاضی‌دان، منطق‌دان، رمزنگار و دانشمند علوم رایانهٔ بریتانیایی بود که از بنیان‌گذاران نظری علوم رایانه و از پیشگامان هوش مصنوعی به‌شمار می‌رود. پژوهش‌های او دربارهٔ محاسبه‌پذیری و ماشین‌های نظری، پایه‌های ریاضی رایانه‌های امروزی را شکل داد. تورینگ در جریان جنگ جهانی دوم در مرکز رمزگشایی بلچلی پارک روی شکستن رمز دستگاه انیگما کار کرد و پس از جنگ نیز در طراحی رایانه‌های اولیه و مطالعهٔ هوش ماشینی و الگوهای رشد زیستی نقش داشت. او در سال ۱۹۵۲ به‌دلیل رابطهٔ همجنس‌گرایانه تحت پیگرد قانونی قرار گرفت و به درمان هورمونی اجباری محکوم شد. تورینگ در سال ۱۹۵۴ درگذشت؛ مرگ او در زمان خود خودکشی اعلام شد. پس از مرگ، جایگاه علمی و تاریخی او به‌تدریج به رسمیت شناخته شد و نامش با یکی از مهم‌ترین جوایز علوم رایانه پیوند خورد.

TOC

زندگی

کودکی و خانواده

آلن تورینگ در ۲۳ ژوئن ۱۹۱۲ در لندن به دنیا آمد. پدرش، جولیوس ماتیسون تورینگ، کارمند خدمات کشوری هند بریتانیا بود و مادرش، ایتل سارا استونی، از خانواده‌ای با پیشینهٔ مهندسی و راه‌آهن می‌آمد. به‌دلیل اشتغال پدر در هند، آلن و برادر بزرگ‌ترش جان بخش مهمی از دوران کودکی را در انگلستان و نزد خانواده‌هایی که از آنان نگهداری می‌کردند گذراندند.

تورینگ از کودکی به ریاضیات و علوم طبیعی علاقه نشان می‌داد. او در مدرسهٔ هیزلهرست تحصیل کرد و در سال ۱۹۲۶ به مدرسهٔ شبانه‌روزی شر‌بورن رفت. علاقه‌اش به علوم و ریاضیات گاه با برنامهٔ آموزشی سنتی مدرسه در تضاد بود؛ بااین‌حال، استعداد او در ریاضیات به‌تدریج آشکار شد.

در دوران تحصیل در شر‌بورن با کریستوفر مورکام، یکی از هم‌مدرسه‌ای‌هایش، دوستی نزدیکی پیدا کرد. مرگ ناگهانی مورکام در سال ۱۹۳۰ بر اثر بیماری سل، تأثیر عمیقی بر تورینگ گذاشت. این تجربه در کنار علاقهٔ پیشین او به مسائل ذهن، ماده و حیات، از موضوعاتی بود که بعدها در توجهش به پرسش‌های مربوط به ذهن و هوش بازتاب یافت.

تحصیلات دانشگاهی

تورینگ در سال ۱۹۳۱ وارد کالج کینگز دانشگاه کمبریج شد و در سال ۱۹۳۴ با درجهٔ ممتاز در ریاضیات فارغ‌التحصیل شد. او در سال ۱۹۳۵ به عضویت پژوهشی کالج کینگز درآمد. در همین دوره، پژوهش‌هایش در منطق ریاضی و مبانی ریاضیات او را به یکی از مسائل مهم آن زمان، یعنی مسئلهٔ تصمیم‌پذیری، علاقه‌مند کرد.

تورینگ در سال ۱۹۳۶ برای ادامهٔ پژوهش به دانشگاه پرینستون در ایالات متحده رفت. او در آنجا زیر نظر آلونزو چرچ، ریاضی‌دان و منطق‌دان آمریکایی، به تحصیل پرداخت و در سال ۱۹۳۸ مدرک دکترا گرفت. پژوهش‌های دورهٔ کمبریج و پرینستون زمینه‌ساز شکل‌گیری ایده‌هایی شد که بعدها در نظریهٔ محاسبه و علوم رایانه اهمیت بنیادی پیدا کردند.

فعالیت‌های علمی

ماشین تورینگ و مبانی علوم رایانه

تورینگ در سال ۱۹۳۶ مقالهٔ علمی مهم خود را با عنوان «دربارهٔ اعداد محاسبه‌پذیر، با کاربردی در مسئلهٔ تصمیم‌پذیری» منتشر کرد. این مقاله به یکی از پرسش‌های اساسی منطق ریاضی می‌پرداخت: آیا می‌توان روشی عمومی و مکانیکی ارائه کرد که در هر مسئلهٔ ریاضی، در زمان محدود پاسخ درست یا نادرست بودن یک گزاره را تعیین کند؟

تورینگ برای بررسی این مسئله، مدلی نظری از یک دستگاه محاسباتی ارائه کرد که امروزه با نام «ماشین تورینگ» شناخته می‌شود. این ماشین فرضی از نواری برای ثبت نمادها، سازوکاری برای خواندن و نوشتن آن‌ها و مجموعه‌ای محدود از دستورها تشکیل شده است. ماشین با اجرای دستورها می‌تواند محاسباتی را انجام دهد که به‌صورت دقیق و مرحله‌به‌مرحله تعریف شده‌اند.

اهمیت این مدل تنها در توصیف یک دستگاه محاسباتی ساده نبود؛ تورینگ نشان داد که می‌توان مفهوم محاسبه را به شکلی ریاضی و دقیق بررسی کرد. او همچنین مفهوم ماشین تورینگ جهانی را مطرح کرد؛ ماشینی نظری که می‌تواند دستورهای ماشین‌های دیگر را دریافت و شبیه‌سازی کند. این ایده یکی از پایه‌های نظری رایانه‌های همه‌منظورهٔ امروزی به‌شمار می‌رود.

مقالهٔ تورینگ در کنار پژوهش‌های هم‌دورهٔ آلونزو چرچ دربارهٔ محاسبه‌پذیری، در شکل‌گیری مبانی نظری علوم رایانه و روشن‌شدن محدودیت‌های محاسبات مکانیکی نقشی اساسی داشت.

جنگ جهانی دوم و رمزگشایی انیگما

با آغاز جنگ جهانی دوم، تورینگ به مرکز دولتی رمزگشایی بریتانیا در بلچلی پارک پیوست. این مرکز محل فعالیت گروهی از ریاضی‌دانان، زبان‌شناسان، مهندسان و متخصصان رمزنگاری بود که تلاش می‌کردند پیام‌های رمزگذاری‌شدهٔ نیروهای آلمان نازی را رمزگشایی کنند.

یکی از مهم‌ترین ابزارهای ارتباطی ارتش آلمان دستگاه رمزنگاری الکترومکانیکی «انیگما» بود. این دستگاه با تغییر پیوستهٔ تنظیمات داخلی خود، پیام‌ها را به شکلی پیچیده رمزگذاری می‌کرد و شکستن رمز آن برای نیروهای متفقین اهمیت نظامی فراوانی داشت.

تورینگ در گروهی فعالیت می‌کرد که بر رمزگشایی پیام‌های انیگما، به‌ویژه ارتباطات نیروی دریایی آلمان، متمرکز بود. او در طراحی و توسعهٔ دستگاهی به نام «بومب» (Bombe) نقش مهمی داشت. این دستگاه با بررسی سریع مجموعه‌ای از تنظیمات احتمالی، به رمزگشایان کمک می‌کرد تنظیمات درست انیگما را پیدا کنند.

توسعهٔ بومب بر پایهٔ کارهای پیشین رمزنگاران لهستانی انجام شد؛ آنان پیش از جنگ پژوهش‌های مهمی دربارهٔ انیگما انجام داده و روش‌ها و اطلاعات ارزشمندی در اختیار بریتانیا و متحدانش گذاشته بودند. بنابراین، رمزگشایی انیگما حاصل تلاش جمعی دانشمندان و متخصصان چند کشور بود و نباید آن را تنها به یک فرد نسبت داد.

بندانگشتی|دستگاه بومب در بلچلی پارک؛ از ابزارهای اصلی کمک به رمزگشایی پیام‌های انیگما

تورینگ در بخش «هَت ۸» (Hut 8) فعالیت می‌کرد و در دوره‌ای مسئولیت گروه رمزگشایی انیگمای نیروی دریایی آلمان را بر عهده داشت. کار این گروه در شناسایی و تحلیل پیام‌های رمزگذاری‌شده، به‌ویژه در نبردهای دریایی و نبرد آتلانتیک، اهمیت داشت. فعالیت‌های بلچلی پارک از عوامل مهم موفقیت اطلاعاتی متفقین در جنگ جهانی دوم بود.

فعالیت‌های پس از جنگ و طراحی رایانه

پس از پایان جنگ، تورینگ در سال ۱۹۴۵ به آزمایشگاه ملی فیزیک بریتانیا (National Physical Laboratory) پیوست. او در این مرکز روی طراحی رایانه‌ای با نام «موتور محاسباتی خودکار» یا ACE کار کرد. طرح ACE از ایدهٔ رایانهٔ دارای برنامهٔ ذخیره‌شده بهره می‌گرفت؛ یعنی دستگاه می‌توانست دستورهای برنامه را در حافظهٔ خود نگهداری کند و اجرا کند.

طرح تورینگ از نظر نظری و مهندسی پیشرفته بود، اما ساخت کامل آن با دشواری‌ها و تأخیرهایی روبه‌رو شد. نسخهٔ آزمایشی کوچک‌تری از این طرح بعدها ساخته شد. تورینگ در سال ۱۹۴۸ به دانشگاه منچستر رفت و در فعالیت‌های مربوط به توسعهٔ رایانه‌های آن دانشگاه مشارکت کرد. او همچنین به مسائل برنامه‌نویسی، طراحی نرم‌افزار و امکان ساخت ماشین‌هایی با رفتار هوشمندانه علاقه‌مند بود.

هوش مصنوعی و آزمون تورینگ

تورینگ از نخستین دانشمندانی بود که پرسش امکان تفکر ماشین‌ها را به‌صورت جدی و نظام‌مند بررسی کرد. او در مقالهٔ مشهور خود با عنوان «ماشین‌های محاسباتی و هوش» که در سال ۱۹۵۰ در نشریهٔ علمی Mind منتشر شد، پرسید آیا ماشین‌ها می‌توانند فکر کنند و پیشنهاد کرد به‌جای بحث دربارهٔ تعریف دقیق «تفکر»، رفتار ماشین در یک آزمون ارتباطی بررسی شود.

این روش بعدها به «آزمون تورینگ» معروف شد. در شکل شناخته‌شدهٔ این آزمون، یک داور از طریق گفت‌وگوی نوشتاری با دو طرف ارتباط برقرار می‌کند؛ یکی انسان و دیگری ماشین است. اگر داور نتواند با اطمینان تشخیص دهد کدام طرف ماشین است، ماشین در آن آزمون رفتاری شبیه انسان نشان داده است.

آزمون تورینگ معیاری برای بررسی توانایی ماشین در تولید پاسخ‌های گفت‌وگویی و رفتار زبانی است؛ این آزمون به‌تنهایی اثبات نمی‌کند که ماشین دارای آگاهی، احساسات یا تجربهٔ ذهنی انسانی است. مقالهٔ سال ۱۹۵۰ تورینگ از نوشته‌های بنیادین در تاریخ هوش مصنوعی و فلسفهٔ ذهن به‌شمار می‌رود.

پژوهش در زیست‌شناسی ریاضی

تورینگ در سال‌های پایانی زندگی به مطالعهٔ ریاضی الگوهای رشد در موجودات زنده علاقه‌مند شد. او می‌خواست توضیح دهد که چگونه فرایندهای شیمیایی و واکنش میان مواد مختلف می‌توانند الگوهای منظم زیستی، مانند ترتیب قرارگیری برگ‌ها یا شکل‌گیری ساختارهای بدن موجودات زنده، را پدید آورند.

او در مقالهٔ سال ۱۹۵۲ خود با عنوان «مبنای شیمیایی ریخت‌زایی» (The Chemical Basis of Morphogenesis) نظریه‌ای ریاضی دربارهٔ شکل‌گیری الگوهای زیستی ارائه کرد. تورینگ در این پژوهش نشان داد که واکنش میان مواد شیمیایی و انتشار آن‌ها در فضا می‌تواند به پیدایش الگوهای منظم منجر شود. این سازوکار بعدها با عنوان «ناپایداری تورینگ» شناخته شد.

پژوهش تورینگ در این زمینه از نخستین تلاش‌های جدی برای توضیح ریاضی چگونگی شکل‌گیری الگوهای زیستی بود و بعدها در زیست‌شناسی نظری، ریاضیات کاربردی و مطالعهٔ رشد و شکل‌گیری ساختارهای طبیعی مورد توجه قرار گرفت.

زندگی شخصی و پیگرد قضایی

تورینگ همجنس‌گرا بود؛ موضوعی که در بریتانیای آن زمان با محدودیت‌های قانونی و اجتماعی جدی روبه‌رو بود. در سال ۱۹۵۲، پس از آنکه رابطهٔ او با مردی به نام آرنولد موری آشکار شد، تورینگ تحت پیگرد قانونی قرار گرفت. او در دادگاه به اتهام «بی‌عفتی آشکار» بر اساس قوانین وقت محکوم شد.

دادگاه به او امکان انتخاب میان زندان و آزادی مشروط را داد. تورینگ آزادی مشروط را پذیرفت، اما این تصمیم با شرط انجام درمان هورمونی برای کاهش میل جنسی همراه بود؛ درمانی که معمولاً از آن با عنوان «اخته‌سازی شیمیایی» یاد می‌شود. این مجازات پیامدهای جسمی و روانی برای او داشت.

محکومیت همچنین به از دست رفتن مجوز امنیتی او انجامید و ادامهٔ همکاری‌اش با نهادهای دولتی بریتانیا را محدود کرد. این رویداد در زندگی شخصی و حرفه‌ای تورینگ نقطهٔ عطفی تلخ بود.

مرگ

آلن تورینگ در ژوئن ۱۹۵۴ در خانه‌اش در ویلمزلو، چشایر، درگذشت. علت مرگ او مسمومیت با سیانید بود و پزشکی قانونی مرگش را خودکشی اعلام کرد. بااین‌حال، مادرش، سارا تورینگ، این نتیجه را نپذیرفت و احتمال داد که مرگ او در پی حادثه‌ای هنگام انجام آزمایش‌های شیمیایی رخ داده باشد. این اختلاف نظر در اسناد و روایت‌های مربوط به زندگی تورینگ نیز بازتاب یافته است.

مرگ زودهنگام تورینگ در ۴۱سالگی، در حالی رخ داد که او همچنان در زمینهٔ رایانه، ریاضیات و زیست‌شناسی نظری پژوهش می‌کرد.

میراث و جایگاه علمی

اهمیت علمی تورینگ تنها به رمزگشایی انیگما محدود نمی‌شود. او با ارائهٔ مدل ریاضی محاسبه، سهمی بنیادی در شکل‌گیری علوم رایانه داشت. ماشین تورینگ و مفهوم ماشین جهانی در نظریهٔ محاسبه جایگاهی مرکزی دارند و مقالهٔ او دربارهٔ هوش ماشینی از نوشته‌های تأثیرگذار در تاریخ هوش مصنوعی است.

پژوهش‌های تورینگ دربارهٔ ریخت‌زایی نیز در سال‌های بعد در زیست‌شناسی ریاضی و مطالعهٔ شکل‌گیری الگوهای طبیعی اهمیت پیدا کردند. به همین دلیل، میراث علمی او چندرشته‌ای است و حوزه‌هایی چون ریاضیات، منطق، علوم رایانه، رمزنگاری و زیست‌شناسی نظری را دربرمی‌گیرد.

عذرخواهی و عفو پس از مرگ

در سپتامبر ۲۰۰۹، گوردون براون، نخست‌وزیر وقت بریتانیا، به نمایندگی از دولت این کشور بابت رفتار ناعادلانه با تورینگ عذرخواهی کرد. این عذرخواهی در پی کارزار عمومی و درخواست‌های گسترده برای به‌رسمیت‌شناختن بی‌عدالتی‌ای صورت گرفت که علیه او انجام شده بود.

در ۲۴ دسامبر ۲۰۱۳، ملکه الیزابت دوم با استفاده از اختیار سلطنتی بخشودگی، تورینگ را پس از مرگ عفو کرد. این عفو به محکومیت او در سال ۱۹۵۲ مربوط بود.

در سال ۲۰۱۷، قانون «پلیس و جرم» بریتانیا به تصویب رسید که به‌دلیل ارتباط آن با پروندهٔ تورینگ، در رسانه‌ها و افکار عمومی با نام «قانون تورینگ» شناخته شد. این قانون برای هزاران مردی که در گذشته به‌دلیل روابط همجنس‌گرایانهٔ توافقی، بر اساس قوانین لغوشده محکوم شده بودند، امکان بخشودگی پس از مرگ یا حذف محکومیت از سوابق را فراهم کرد؛ البته اجرای آن تابع شرایط قانونی مشخصی بود.

جایزهٔ تورینگ

انجمن ماشین‌های محاسباتی (ACM) در سال ۱۹۶۶ جایزه‌ای به نام «جایزهٔ تورینگ» بنیان گذاشت. این جایزه هر سال به افرادی اعطا می‌شود که دستاوردهای فنی و علمی برجسته‌ای در علوم رایانه داشته‌اند. جایزهٔ تورینگ یکی از معتبرترین افتخارات علمی در حوزهٔ رایانه به‌شمار می‌رود و نام آن یادآور نقش بنیادین تورینگ در شکل‌گیری این رشته است.

تصویر روی اسکناس پنجاه پوندی

بانک مرکزی انگلستان در سال ۲۰۱۹ اعلام کرد که تصویر آلن تورینگ روی اسکناس پنجاه پوندی جدید این کشور قرار خواهد گرفت. این اسکناس پلیمری در ۲۳ ژوئن ۲۰۲۱، هم‌زمان با سالروز تولد تورینگ، وارد چرخهٔ پولی شد. طراحی پشت اسکناس به دستاوردهای او در محاسبات، رمزگشایی و پژوهش‌های علمی اشاره دارد.

آثار علمی

مهم‌ترین آثار علمی تورینگ عبارت‌اند از:

«دربارهٔ اعداد محاسبه‌پذیر، با کاربردی در مسئلهٔ تصمیم‌پذیری» (On Computable Numbers, with an Application to the Entscheidungsproblem)، ۱۹۳۶–۱۹۳۷.

«سامانه‌های منطق مبتنی بر اعداد ترتیبی» (Systems of Logic Based on Ordinals)، ۱۹۳۹.

«ماشین‌های محاسباتی و هوش» (Computing Machinery and Intelligence)، ۱۹۵۰.

«مبنای شیمیایی ریخت‌زایی» (The Chemical Basis of Morphogenesis)، ۱۹۵۲.

افتخارات

دریافت نشان امپراتوری بریتانیا (OBE) در سال ۱۹۴۶، به‌پاس خدمات جنگی و فعالیت‌های رمزگشایی.

انتخاب به‌عنوان عضو انجمن سلطنتی بریتانیا در سال ۱۹۵۱.

نام‌گذاری جایزهٔ تورینگ به افتخار او در سال ۱۹۶۶.

عفو سلطنتی پس از مرگ در سال ۲۰۱۳.

انتخاب به‌عنوان چهرهٔ اسکناس پنجاه پوندی بریتانیا در سال ۲۰۱۹ و انتشار اسکناس در سال ۲۰۲۱.

منابع

پیوند به بیرون

آرشیو دیجیتال آلن تورینگ، کالج کینگز کمبریج

وبگاه اندرو هاجز، زندگی‌نامه‌نویس آلن تورینگ

معرفی آلن تورینگ در وبگاه مرکز ارتباطات دولتی بریتانیا

وبگاه رسمی بلچلی پارک

انجمن ماشین‌های محاسباتی