10 fakti par Enigma kodētāju Alanu Tjūriingu

Harold Jones 18-10-2023
Harold Jones
Alans Tjūrings Attēls: Science History Images / Alamy

Alans Tjūrings (Alan Turing) bija angļu matemātiķis, datorspeciālists, šifrētājs un teorētiskais biologs. Otrā pasaules kara laikā viņš palīdzēja uzlauzt vācu Enigmas kodu un tādējādi bija viens no galvenajiem sabiedroto uzvaras pār nacistisko Vāciju veicinātājiem.

Viens no 20. gadsimta novatoriskākajiem domātājiem Tjūrings ar savu bezbailīgo pieeju problēmu risināšanai atklāja jaunus konceptuālus pamatus, tomēr viņš nomira, tā arī paliekot nezināms, jo viņa darba patiesais apjoms bija pakļauts Oficiālo noslēpumu likumam un viņš bija noziedznieks saskaņā ar tolaik arhaiskajiem Lielbritānijas likumiem par homoseksualitāti.

Lūk, 10 fakti par šo ievērojamo cilvēku.

1. Viņa inteliģence bija acīmredzama jau no agras bērnības.

Tjūrings piedzima 1912. gada 23. jūnijā Londonā. Pēc Alana dzimšanas vecāki viņu un brāli Džonu atstāja audžuvecāku aprūpē, kamēr paši atgriezās darbā Indijā.

Kad viņam bija 9 gadi, viņa skolas direktore paziņoja, ka uzskata Alanu par ģēniju. 1922. gadā Tjūrings pārcēlās uz Hazelhērstas sagatavošanas skolu, kur viņš sāka interesēties par šahu, stundām ilgi risinot sarežģītas problēmas.

13 gadu vecumā viņš mācījās Šerbornas skolā Dorsetas štatā, kur arī matemātikas skolotājs viņu pasludināja par ģēniju. Lai gan par viņu klīda baumas, ka humanitāro un klasisko priekšmetu stundās viņš maz uzmanības pievērš, eksāmenos viņš saņēma augstus vērtējumus, un viņa privātie pieraksti acīmredzot liecināja par relativitātes teorijas izpratni.

Alans Tjūrings 16 gadu vecumā (attēls: Public Domain).

2. Viņa "pirmā mīlestība" bija Kristofers Morkoms.

Šerbornā Tjūrings nodibināja ciešas attiecības ar savu studiju biedru Kristoferu Morkomu, ar kuru viņš dalījās intelektuālajā zinātkāres jūtā, tādējādi nodrošinot Tjūringam būtisku intelektuālās biedrības un komunikācijas periodu. 1930. gadā Kristofers nomira no tuberkulozes, atstājot Tjūringu izpostītu. Viņš veltīja savu enerģiju zinātniskajām studijām, cenšoties piepildīt Kristofera zaudētās.potenciāls.

Studiju laikā Tjūringa homoseksualitāte kļuva par viņa identitātes neatņemamu sastāvdaļu, un viņa kolēģis matemātiķis Džeimss Atkins kļuva par viņa gadījuma rakstura mīlnieku.

3. Viņš attīstīja savas idejas un koda laušanas prasmes universitātē.

1931. gadā Tjūrings studēja matemātiku Kembridžas Universitātes Karaļa koledžā (King's College, University of Cambridge), labi iejutās intelektuālajā vidē un sāka nodarboties ar airēšanu un garo distanču skriešanu (šajā jomā viņš izcēlās visu mūžu). 1931. gadā, Hitlera uzplaukuma laikā, viņš iesaistījās miera kustībā un pievienojās Pretkara padomei.

Pēc studiju beigšanas 1934. gadā ar pirmo, viņš 22 gadu vecumā tika ievēlēts par Karaļa koledžas locekli, jo viņa disertācija bija veltīta varbūtību teorijai.

Pēc viņa 1936. gadā publicētā fundamentālā raksta "Par aprēķināmiem skaitļiem" un darba pie Entscheidungsproblem ("izšķiramības problēma" - noteikt, kuri matemātiskie apgalvojumi ir pierādāmi), Tjūrings turpināja studijas Prinstonas universitātē, kur viņš sāka interesēties arī par kriptoloģiju. Šeit viņš turpināja attīstīt savu koncepciju par "universālu skaitļošanas mašīnu", kas varētu atrisināt sarežģītus aprēķinus, izmantojot atbilstošu programmu. To vēlāk sāka dēvēt par "Tjūringa mašīnu".

4. Viņš atšifrēja "Enigma" kodu.

Tjūrings jau pirms Otrā pasaules kara sākuma strādāja uz pusslodzi Lielbritānijas valdības Kodu un šifru skolā (tagad GCHQ). 1939. gadā viņš sāka strādāt Bletčlija parkā uz pilnu slodzi un kopā ar Hut 8 komandu veica īpaši slepenu darbu, atšifrējot Vācijas un tās sabiedroto izmantotos militāros kodus.

Kara laikā vācu armija izmantoja "Enigma" šifrēšanas mašīnu, lai droši nosūtītu ziņojumus. Mašīna darbojās, ievadot burtus uz rakstāmmašīnai līdzīgas tastatūras, pēc tam tos kodēja, izmantojot virkni rotējošu ciparnīcu, uz gaismas paneļa, kas parādīja kodētos ekvivalentus - tā spēja ģenerēt gandrīz 159 kvintiljonus permutāciju.

Enigma mašīna, modelis "Enigma I", ko izmantoja 20. gadsimta 30. gadu beigās un kara laikā (Attēls: Alessandro Nassiri / Milānas Nacionālais zinātnes un tehnoloģijas muzejs / CC).

Lai gan poļu matemātiķi bija noskaidrojuši dažas būtiskas detaļas Enigma ziņojumu lasīšanā un dalījās ar šo informāciju ar britiem, kara sākumā vācieši paaugstināja Enigma drošību, ik dienu mainot šifrēšanas sistēmu, uzskatot, ka viņu kodi nav uzlaužami.

Tjūrings kopā ar savu kolēģi kodētāju Gordonu Velčmenu (Gordon Welchman), mehāniski izmantojot smalkus loģiskus secinājumus, uzlauza Enigma kodu, lai izstrādātu jaudīgāku mašīnu "Bombe".

Pilnīga un funkcionējoša bumbas replika, kas tagad atrodas Nacionālajā skaitļošanas tehnikas muzejā Bletčlija parkā (The National Museum of Computing on Bletchley Park). No kreisās: priekšpusē (Image Credit: Antoine Taveneaux / CC); no labās: aizmugurē (Image Credit: Maksim / CC).

No 1940. gada vidus varēja nolasīt Vācijas gaisa spēku signālus, un 1940. gada beigās mašīna atšifrēja visus Enigma mašīnu sūtītos ziņojumus, ievērojami samazinot kodētāju darbu. 1942. gada sākumā katru mēnesi tika atšifrēti aptuveni 39 000 pārtverto ziņojumu, bet 1943. gadā to skaits pieauga līdz vairāk nekā 84 000 - divas ziņas katru minūti.

5. Viņš atšifrēja vairākus citus nozīmīgus kara laika kodus.

Vācu zemūdenes bija nodarījušas lielus zaudējumus sabiedroto kuģošanai, tāpēc sabiedrotajiem bija ļoti svarīgi atšifrēt to signālus, lai izvairītos no uzbrukumiem.

Skatīt arī: "Kārlis I trijās pozās": stāsts par Antonija van Dika meistardarbu

Ar sagūstīto Enigma materiālu palīdzību un izstrādājot "Banburismus" tehniku, Tjūringam un viņa Hut 8 komandai 1941. gadā izdevās atšifrēt sarežģītākos vācu jūras Enigma sakaru signālus, kas ļāva novirzīt sabiedroto konvojus no vācu zemūdenes pozīcijām.

Hut 8, Bletchley Park (mage Credit: M J Richardson / Hut 8, Bletchley Park / CC BY-SA 2.0).

Tas bija izšķirošs sabiedroto uzvarai Atlantijas okeāna kaujā - aizsargājot tirdzniecības konvojus, kas bija ļoti svarīgi pārtikas piegādēm, un veidojot militāro spēku, kas galu galā ļāva sabiedrotajiem 1944. gadā veikt D-dienas izsēdināšanu.

Jebkura D-dienas iebrukuma laika nobīde būtu ļāvusi Hitleram atrasties spēcīgākā pozīcijā, lai atvairītu sabiedroto uzbrukumu, tādējādi padarot to potenciāli neveiksmīgu.

Pazīstams kā "profesors", viņš bija pazīstams ar savu ekscentriskumu un sociālo neveiklību, kamēr strādāja Bletčlijā. 1941. gadā viņš saderinājās ar kolēģi Džoanu Klārku, viņa piekrita, bet viņš atsauca savu piedāvājumu, kad pastāstīja viņai par savu homoseksualitāti, un viņi palika labi draugi.

1942. gada jūlijā Tjūringam bija izšķiroša loma, izstrādājot sarežģītu kodu laušanas tehniku "Tjūringeri", kas tika izmantota pret Lorenca šifrētiem ziņojumiem, kurus vācieši izgatavoja ar jauno vācu šifrēšanas sistēmu. Geheimschreiber (slepenais rakstnieks). Šī spēja nolasīt iepriekš šifrētus vācu stratēģiskos ziņojumus (savienojot Hitleru un armijas virspavēlniecību ar frontes ģenerāļiem) atklāja informāciju, kas mainīja kara gaitu.

Pēc atgriešanās no ceļojuma uz Ameriku, kur viņš dalījās ar ASV izlūkdienestiem savās zināšanās par Enigma un Bombe mašīnu izmantošanu, Tjūrings izstrādāja "Delilah" - drošu runas sistēmu. Tā kodēja/dekodēja balss sakarus, līdzīgi kā telefona kodētājs, taču tā nekad netika izmantota.

6. Viņa veiktās šifrēšanas operācijas Bletčlija parkā saīsināja karu.

Alana Tjūringa kodus uzlaužošais darbs tiek uzskatīts par faktoru, kas ļāva vismaz par diviem gadiem saīsināt karu, palīdzēja panākt sabiedroto uzvaru un izglāba aptuveni 14 miljonus dzīvību.

1945. gadā karalis Džordžs VI par nopelniem valsts labā Tjūringu apbalvoja ar ordeni, tomēr viņa darbs Enigmas koda uzlaušanā tika turēts slepenībā līdz pat 20. gadsimta 70. gadiem, un visa informācija par to kļuva zināma tikai 90. gados.

7. Viņa "Tjūringa mašīna" faktiski izgudroja mūsdienu datorus.

1944. gadā Tjūrings zināja, ka viņa koncepcija par universālu skaitļošanas mašīnu apvienojumā ar elektronikas ātrumu var nodrošināt principu un līdzekļus vienotai mašīnai, kas spēj izpildīt jebkuru ieprogrammētu uzdevumu - faktiski ietverot digitālā datora loģiskos pamatprincipus.

Skatīt arī: LBJ: lielākais iekšzemes prezidents kopš FDR?

Tjūringa mašīna kļuva par "skaitļošanas" teorijas pamatu, formalizējot "algoritma" jēdzienu. Tjūringu aizrāva mašīnas potenciāls.

8. Viņa darbs joprojām ietekmē mākslīgā intelekta tehnoloģijas.

Pēc pēckara darbiem gan Nacionālajā fizikas laboratorijā (kur viņš publicēja automātiskās skaitļošanas dzinēja (Automatic Computing Engine, ACE) projektu - vienu no pirmajiem datorprogrammu saglabāšanas projektiem), gan Kembridžā, 1948. gadā Tjūrings kļuva par Mančestras Universitātes Skaitļošanas laboratorijas direktora vietnieku. Šeit viņš izstrādāja ieejas un izejas sistēmu datora attīstībai, tā programmēšanas sistēmu.un pirmā programmēšanas rokasgrāmata.

1950. gadā Tjūrings uzrakstīja savu slaveno darbu "Computing Machinery and Intelligence" (Skaitļošanas mašīnas un intelekts), kurā viņš izstrādāja tā saukto "Imitācijas spēli" (tagad "Tjūringa tests"), lai noteiktu, vai mašīnu, kas uzvedas, var patiešām saukt par "inteliģentu" un tai piemīt mācīšanās spējas. Šis tests būtiski ietekmēja mākslīgā intelekta pētniecību nākotnē.

Tajā pašā gadā Tjūrings izstrādāja pirmo datora šaha programmu "Turochamp" un 1951. gadā tika ievēlēts par Londonas Karaliskās biedrības biedru.

Pilotdators ACE (Automatic Computing Engine) - viens no pirmajiem datoriem, kas tika uzbūvēts Apvienotajā Karalistē, Nacionālajā fizikas laboratorijā (National Physical Laboratory). Projektējis Alans Tjūrings (Attēls: Antoine Taveneaux / CC).

9. Viņš tika ķīmiski kastrēts

1952. gadā Tjūrings ziņoja policijai par zādzību ar ielaušanos. 1952. gadā viņa draugs Arnolds Mūrrejs teica Tjūringam, ka zina zagļa identitāti, un detektīvi nopratināja Tjūringu par viņa attiecībām ar Mūrreju. Tjūrings atzina, ka viņiem bijušas kopīgas seksuālas attiecības, nesaskatot savā rīcībā neko sliktu.

20. gadsimta 50. gados Apvienotās Karalistes pret homoseksualitāti vērsto likumu dēļ Tjūrings tika apsūdzēts rupjā nepiedienībā. Viņš izvairījās no cietuma, piekrītot 12 mēnešu hormonu "terapijas" injekcijām (ķīmiskā kastrācija ar estrogēnu), kas viņu padarīja impotentu.

Tā kā homoseksuālisti nevarēja saņemt drošības pielaidi (aukstā kara laikā to uzskatīja par drošības risku), Tjūringam tika liegts turpināt GCHQ konsultācijas kriptogrāfijas jomā. Viņš pievērsās savai aizvien pieaugošajai aizraušanās ar matemātikas pielietojumu, lai izprastu bioloģisko rakstu veidošanos dabā, tomēr turpināja tikt vajāts policijas uzraudzības dēļ.

(2013. gadā Tjūringa apsūdzības tika atceltas un viņam tika piešķirta karaliskā apžēlošana. "Alana Tjūringa likums" tagad ir neoficiāls termins 2017. gada Apvienotās Karalistes likumam, ar kuru ar atpakaļejošu spēku apžēlojās vīrieši, kas tika brīdināti vai notiesāti saskaņā ar vēsturiskiem tiesību aktiem, kas aizliedza homoseksuālas darbības. Daudzi uzskatīja, ka piemērotāka būtu atvainošanās, jo "apžēlošana" nozīmēja vainu).

10. Viņš nomira no saindēšanās ar cianīdu

Tjūrings tika atrasts miris 1954. gada 8. jūnijā, iepriekšējā dienā 41 gada vecumā no saindēšanās ar cianīdu. 1954. gada 8. jūnijā viņš tika atrasts netālu no līdz pusei apēsta ābola, tāpēc viņa māte domāja, ka viņš nejauši norijis cianīdu no pirkstiem pēc kāda ķīmijas eksperimenta. Izmeklēšana noteica, ka viņa nāve ir pašnāvība, lai gan motīvs netika konstatēts.

Tā kā Tjūrings tik daudz zināja par kriptoanalīzi, dažas teorijas liecināja, ka slepkavību izdarījuši slepenie dienesti. Nesen profesors Džeks Koplends (Tjūringa eksperts) viņa nāvi skaidroja ar nejaušu cianīda dūmu ieelpošanu eksperimenta laikā.

Viņa nāves brīdī liela daļa no Tjūringa slepenajiem kara laika sasniegumiem palika klasificēti, kas nozīmēja, ka tikai retais zināja, cik milzīga bija viņa ietekme uz karu, nemaz nerunājot par daudzajām nākotnes tehnoloģijām, kuras viņa novatoriskais darbs veicinās.

Harold Jones

Harolds Džonss ir pieredzējis rakstnieks un vēsturnieks, kura aizraušanās ir bagāto stāstu izpēte, kas ir veidojuši mūsu pasauli. Viņam ir vairāk nekā desmit gadu pieredze žurnālistikā, viņam ir dedzīga acs uz detaļām un patiess talants pagātnes atdzīvināšanā. Daudz ceļojis un sadarbojies ar vadošajiem muzejiem un kultūras iestādēm, Harolds ir apņēmies izcelt aizraujošākos vēstures stāstus un dalīties tajos ar pasauli. Ar savu darbu viņš cer iedvesmot mīlestību mācīties un dziļāku izpratni par cilvēkiem un notikumiem, kas ir veidojuši mūsu pasauli. Kad viņš nav aizņemts ar izpēti un rakstīšanu, Haroldam patīk doties pārgājienos, spēlēt ģitāru un pavadīt laiku kopā ar ģimeni.