کاربر:Masoud A/صفحه تمرین

آلن تورینگ
پرونده:Alan Turing (1951).jpg
متولد	۲۳ ژوئن ۱۹۱۲
مرگ	۷ ژوئن ۱۹۵۴ ویلمزلو، چشایر، انگلستان مسمومیت با سیانید
محل زندگی	لندن، کمبریج، پرینستون و منچستر
ملیت	بریتانیایی
جوایز	نشان امپراتوری بریتانیا (۱۹۴۶)؛ عضویت در انجمن سلطنتی (۱۹۵۱)
والدین	جولیوس ماتیسون تورینگ و ایتل سارا تورینگ

آلن ماتیسون تورینگ (Alan Mathison Turing؛ 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. او با معرفی مفهوم «ماشین تورینگ» در سال ۱۹۳۶، نقش مهمی در شکل‌گیری مبانی ریاضی محاسبات داشت. تورینگ در جریان جنگ جهانی دوم در مرکز رمزگشایی بلچلی پارک روی شکستن رمز دستگاه انیگما فعالیت کرد و پس از جنگ نیز در طراحی رایانه‌های اولیه و پژوهش دربارهٔ هوش ماشینی و الگوهای رشد زیستی مشارکت داشت.

تورینگ در سال ۱۹۵۰ مقالهٔ مشهور «ماشین‌های محاسباتی و هوش» را منتشر کرد و در آن روشی برای بررسی رفتار هوشمندانهٔ ماشین‌ها پیشنهاد داد که بعدها به «آزمون تورینگ» معروف شد. او در سال ۱۹۵۲ به‌دلیل رابطهٔ همجنس‌گرایانه تحت پیگرد قانونی قرار گرفت و به درمان هورمونی اجباری محکوم شد. تورینگ در سال ۱۹۵۴ درگذشت و چند دهه بعد، دولت بریتانیا بابت محکومیت او عذرخواهی و او را پس از مرگ عفو کرد.

زندگی و تحصیلات

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 تورینگ، دختر یک مهندس راه‌آهن بود. به‌دلیل اشتغال پدر در هند، آلن و برادر بزرگ‌ترش جان بخش مهمی از دوران کودکی خود را در انگلستان و نزد خانواده‌هایی که از آنان نگهداری می‌کردند گذراندند.

او تحصیلات ابتدایی خود را در مدرسهٔ هیزلهرست آغاز کرد و سپس به مدرسهٔ شبانه‌روزی شر‌بورن در دورست رفت. تورینگ از همان دوران نوجوانی به ریاضیات و علوم طبیعی علاقه داشت و استعداد ویژه‌ای در حل مسائل علمی نشان می‌داد. در دوران تحصیل با کریستوفر مورکام، یکی از هم‌مدرسه‌ای‌هایش، دوستی نزدیکی پیدا کرد. مرگ مورکام در سال ۱۹۳۰ بر اثر بیماری سل، تأثیر عاطفی عمیقی بر تورینگ گذاشت.

تورینگ در سال ۱۹۳۱ وارد کالج کینگز دانشگاه کمبریج شد و در سال ۱۹۳۴ با درجهٔ ممتاز در رشتهٔ ریاضیات فارغ‌التحصیل شد. او در سال ۱۹۳۵ به عضویت پژوهشی این کالج درآمد. در همین دوره، به مطالعهٔ منطق ریاضی و مسئلهٔ تصمیم‌پذیری علاقه‌مند شد؛ مسئله‌ای که می‌پرسید آیا می‌توان روشی عمومی و مکانیکی برای تعیین درستی یا نادرستی گزاره‌های ریاضی ارائه کرد یا نه.

او در سال ۱۹۳۶ برای ادامهٔ پژوهش به دانشگاه پرینستون در ایالات متحده رفت و زیر نظر آلونزو چرچ، ریاضی‌دان و منطق‌دان آمریکایی، تحصیل کرد. تورینگ در سال ۱۹۳۸ مدرک دکترای خود را دریافت کرد و سپس به انگلستان بازگشت. پژوهش‌های او در 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» (On Computable Numbers, with an Application to the Entscheidungsproblem) ارائه کرد. این مقاله در سال ۱۹۳۷ منتشر شد و در آن، مدلی نظری از یک دستگاه محاسباتی معرفی شد که بعدها «ماشین تورینگ» نام گرفت.

ماشین تورینگ دستگاهی فرضی است که از نواری برای ثبت نمادها، سازوکاری برای خواندن و نوشتن آن‌ها و مجموعه‌ای محدود از دستورها تشکیل شده است. این مدل نشان می‌دهد که چگونه می‌توان یک فرایند محاسباتی را به مجموعه‌ای از دستورهای دقیق و مرحله‌به‌مرحله تبدیل کرد.

تورینگ همچنین مفهوم «ماشین تورینگ جهانی» را مطرح کرد؛ ماشینی نظری که می‌تواند دستورهای ماشین‌های دیگر را دریافت و آن‌ها را شبیه‌سازی کند. این ایده از نظر مفهومی به رایانه‌های همه‌منظورهٔ امروزی نزدیک است، زیرا یک دستگاه می‌تواند با تغییر برنامه، وظایف محاسباتی متفاوتی انجام دهد.

اهمیت پژوهش تورینگ در این بود که مفهوم محاسبه را به شکلی ریاضی و دقیق تعریف کرد و محدودیت‌های آن را نیز مورد بررسی قرار داد. این کار در کنار پژوهش‌های آلونزو چرچ دربارهٔ محاسبه‌پذیری، از پایه‌های نظری علوم رایانه به‌شمار می‌رود.

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 تنظیمات داخلی خود، پیام‌ها را به شکل پیچیده‌ای رمزگذاری می‌کرد. شکستن رمز آن برای نیروهای متفقین اهمیت نظامی فراوانی داشت.

تورینگ در بخش «هَت ۸» (Hut 8) فعالیت می‌کرد که مسئول رمزگشایی پیام‌های نیروی دریایی آلمان 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 روزانهٔ دستگاه انیگما را پیدا کنند.

پرونده:Bletchley Park Bombe IMG 3570.JPG

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

رمزگشایی انیگما بر پایهٔ کارهای پیشین رمزنگاران لهستانی نیز انجام شد. آنان در دههٔ ۱۹۳۰ موفق به شکستن بخش‌هایی از رمز انیگما شده بودند و در ژوئیهٔ ۱۹۳۹ اطلاعات و دستاوردهای خود را در اختیار بریتانیا و فرانسه گذاشتند. تورینگ در ژانویهٔ ۱۹۴۰ با برخی از رمزنگاران لهستانی، از جمله ماریان رِیِفسکی، دیدار کرد. اطلاعات و روش‌های آنان در توسعهٔ شیوهٔ بریتانیایی رمزگشایی نقش مهمی داشت.

کار رمزگشایی در بلچلی پارک حاصل تلاش گروهی گسترده بود و نمی‌توان آن را به یک فرد نسبت داد. بااین‌حال، طراحی بومب و فعالیت‌های تورینگ در بخش رمزگشایی انیگمای نیروی دریایی از عوامل مهم موفقیت این مرکز به‌شمار می‌رفت. اطلاعات به‌دست‌آمده از پیام‌های رمزگشایی‌شده در عملیات نظامی متفقین، به‌ویژه در نبرد آتلانتیک، اهمیت داشت.

فعالیت‌های پس از جنگ و طراحی رایانه

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

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

در دانشگاه منچستر، تورینگ با ماکس نیومن و گروهی از پژوهشگران در توسعهٔ رایانه‌های اولیه همکاری کرد. این فعالیت‌ها در شکل‌گیری رایانه‌های دارای برنامهٔ ذخیره‌شده در بریتانیا اهمیت داشتند.

هوش مصنوعی و آزمون تورینگ

تورینگ از نخستین دانشمندانی بود که امکان تفکر و رفتار هوشمندانهٔ ماشین‌ها را به‌صورت نظام‌مند بررسی کرد. او در سال ۱۹۵۰ مقاله‌ای با عنوان «ماشین‌های محاسباتی و هوش» (Computing Machinery and Intelligence) در نشریهٔ علمی *Mind* منتشر کرد. مقاله با این پرسش آغاز می‌شد که آیا ماشین‌ها می‌توانند فکر کنند و سپس روشی برای بررسی این مسئله پیشنهاد می‌داد.

روش پیشنهادی او بعدها «آزمون تورینگ» نام گرفت. در شکل شناخته‌شدهٔ این آزمون، یک داور از طریق گفت‌وگوی نوشتاری با دو طرف ارتباط برقرار می‌کند که 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.

هدف تورینگ جایگزین‌کردن پرسش مبهم «آیا ماشین فکر می‌کند؟» با روشی عملی برای ارزیابی رفتار هوشمندانه بود. آزمون تورینگ به‌تنهایی اثبات‌کنندهٔ آگاهی، احساسات یا تجربهٔ ذهنی ماشین نیست؛ بلکه توانایی آن در ارائهٔ پاسخ‌هایی شبیه پاسخ‌های انسانی را بررسی می‌کند.

این مقاله از نوشته‌های بنیادین در تاریخ هوش مصنوعی به‌شمار می‌رود و بحث دربارهٔ رابطهٔ میان هوش انسانی، محاسبه و ماشین را وارد مرحله‌ای تازه کرد.

پژوهش دربارهٔ ریخت‌زایی

تورینگ در سال‌های پایانی زندگی به مطالعهٔ ریاضی الگوهای رشد در موجودات زنده علاقه‌مند شد. او می‌خواست توضیح دهد که چگونه واکنش‌های شیمیایی و انتشار مواد در بافت‌های زنده می‌توانند الگوهای منظم زیستی، مانند ترتیب قرارگیری برگ‌ها و شکل‌گیری ساختارهای طبیعی، را به وجود آورند.

او در سال ۱۹۵۲ مقاله‌ای با عنوان «مبنای شیمیایی ریخت‌زایی» (The Chemical Basis of Morphogenesis) منتشر کرد. در این پژوهش، تورینگ 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 از نخستین تلاش‌های جدی برای توضیح ریاضی چگونگی شکل‌گیری الگوهای زیستی بود. این نظریه 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 آشکارشدن رابطهٔ او با مردی به نام آرنولد موری، تورینگ تحت پیگرد قانونی قرار گرفت. او بر اساس قوانین وقت به اتهام «بی‌عفتی آشکار» 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 درمان پیامدهای جسمی و روانی برای او داشت.

محکومیت همچنین به محدودشدن فعالیت‌های حرفه‌ای و از دست رفتن مجوز امنیتی او انجامید. 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 مرگش در گزارش پزشکی قانونی خودکشی اعلام شد. بااین‌حال، مادرش، ایتل سارا تورینگ، این نتیجه را نپذیرفت و احتمال داد که مرگ او در پی حادثه‌ای هنگام انجام آزمایش‌های شیمیایی رخ داده باشد.

در تاریخ دقیق مرگ تورینگ میان برخی منابع اختلاف وجود دارد. پروندهٔ انجمن سلطنتی تاریخ مرگ او را ۷ ژوئن ۱۹۵۴ ثبت کرده است، درحالی‌که آرشیو کالج کینگز و برخی منابع دیگر ۸ ژوئن را ذکر می‌کنند. ازاین‌رو، تاریخ ثبت‌شده در منابع رسمی یکسان نیست.

افتخارات و میراث علمی

تورینگ در سال ۱۹۴۶ به‌پاس خدمات خود در دوران جنگ جهانی دوم نشان امپراتوری بریتانیا (OBE) را دریافت کرد. او در سال ۱۹۵۱ به عضویت انجمن سلطنتی بریتانیا انتخاب شد؛ یکی از معتبرترین نهادهای علمی این کشور.

اهمیت علمی تورینگ تنها به رمزگشایی انیگما محدود نمی‌شود. ماشین تورینگ و پژوهش‌های او دربارهٔ محاسبه‌پذیری از پایه‌های نظری علوم رایانه هستند. مقالهٔ سال ۱۹۵۰ او دربارهٔ هوش ماشینی نیز در شکل‌گیری حوزهٔ هوش مصنوعی تأثیرگذار بود. پژوهش‌هایش دربارهٔ ریخت‌زایی نیز در سال‌های بعد در زیست‌شناسی ریاضی اهمیت یافتند.

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 پس از کارزار عمومی و درخواست‌های گسترده برای به‌رسمیت‌شناختن بی‌عدالتی انجام‌شده علیه او صورت گرفت.

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، قانونی در بریتانیا به تصویب رسید که به‌دلیل ارتباط آن با پروندهٔ تورینگ، در رسانه‌ها با نام «قانون تورینگ» شناخته شد. این قانون امکان بخشودگی یا حذف برخی محکومیت‌های گذشتهٔ مردانی را فراهم کرد که به‌دلیل روابط همجنس‌گرایانهٔ توافقی، بر اساس قوانین لغوشده محکوم شده بودند.

جایزهٔ تورینگ

انجمن ماشین‌های محاسباتی (ACM) در سال ۱۹۶۶ جایزه‌ای را به نام «جایزهٔ تورینگ» بنیان گذاشت. این جایزه 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 در ۲۳ ژوئن ۲۰۲۱، هم‌زمان با سالروز تولد تورینگ، وارد چرخهٔ پولی شد. این اقدام بخشی از به‌رسمیت‌شناختن نقش علمی و تاریخی او در بریتانیا بود.

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.

پیوند به بیرون

• آرشیو دیجیتال آلن تورینگ، کالج کینگز دانشگاه کمبریج
• وبگاه اندرو هاجز، زندگی‌نامه‌نویس آلن تورینگ
• معرفی آلن تورینگ در وبگاه مرکز ارتباطات دولتی بریتانیا
• وبگاه رسمی بلچلی پارک
• جایزهٔ تورینگ، انجمن ماشین‌های محاسباتی