Как получить премию Тьюринга?

Еще две Нобелевских премии вручают за свершения в гуманитарных областях: за достижения в области литературы и за усилия, прилагаемые в борьбе против войн на планете.

Начиная с 1969 года, одновременно с перечисленными пятью премиями вручается еще одна — за достижения в области экономики. Деньги для фонда, из которого выплачивается эта премия, выделены Государственным банком Швеции. Поэтому премию по экономике называют не Нобелевской, а премией памяти Нобеля.

Утверждение еще одной нобелевской номинации стало прецедентом, позволившим расширить круг полезных наук и искусств, представляемых к награждению самой знаменитой в мире премией. Но правление Нобелевского фонда решило не добавлять себе работы и «заморозило» дальнейшее увеличение количества номинаций.

Впрочем, число благотворителей, которые хотели, по примеру Нобеля, своими деньгами способствовать развитию науки и культуры, не уменьшалось. Поэтому в настоящее время во многих областях науки и культуры имеются свои престижные премии, которые иногда называют аналогами «Нобелевки». Наградной фонд этих премий иной раз больше Нобелевского фонда.

Так, для ученых, добившихся больших достижений в области компьютерных наук, в 1966 году была учреждена премия Тьюринга. Учредителем этой премии стала старейшая, наиболее влиятельная и самая крупная международная организация в компьютерной области — Ассоциация вычислительной техники. Спонсором премии Тьюринга является компания Google, а ее премиальный фонд составляет 1 миллион долларов.

Про Алана Тьюринга (Alan Mathison Turing; 1912 —1954) был снят художественный фильм «Игра в имитацию». Фильм интересный. Еще бы, не быть ему интересным! Расшифровка кода немецкой шифровальной машины «Энигма» — пожалуй, самый увлекательный эпизод из жизни А. Тьюринга. И один из немногих эпизодов Второй мировой войны, когда миллионы жизней были спасены не силой оружия, а силой логики и остротой ума.

Прообразом «Энигмы» являлась электромеханическая шифровальная машина, придуманная в начале 1920-х годов в Германии. Изобретатель предполагал использовать такие машины для шифровки банковской переписки. Но очень скоро это изобретение оценили военные и стали применять аналогичные устройства для шифрования сообщений как на оперативном уровне (батальон, полк, дивизия), так и на уровне Генерального штаба.

Собственно, шифровальная машина представляла собой электрическую клавиатуру, подсоединенную через электрическую коммутационную панель к блоку дисков. Количество дисков в блоке было различным для разных моделей и изменялось от трех до восьми.

Электрическая коммуникационная панель «перепутывала» в определенном порядке сигналы, поступавшие с клавиатуры. Благодаря ей при нажатии на какую-нибудь клавишу вырабатывался сигнал, соответствующий совсем другой клавише. Этот «неправильный» сигнал поступал на шифрующие диски.

Блок дисков обеспечивал сложные перестановки букв передаваемого сообщения. Один диск совершал в определенном порядке попарную перестановку всех букв алфавита, следующий производил еще одну перестановку, следующий — еще… То, какой сигнал появится на выходе блока шифрующих дисков при известном входном сигнале, можно было определить, только зная взаимные положения всех дисков. Таблица соответствия выходных и входных сигналов называлась ключом шифра. Задача дешифровщиков состояла в определении ключа.

При этом любое изменение взаимного положения шифрующих дисков радикально изменяло ключ. Как следствие, всю уже проделанную работу по дешифровке следовало начинать сначала. Немцы регулярно меняли положение дисков. Непосредственно перед изменением об этом сообщали корреспонденту, чтобы и он тоже смог правильно установить диски своей шифровальной машины. После чего секретная переписка могла продолжаться.

Обычно замена ключа производилась в начале суток. Но иногда положение дисков меняли для передачи только одного сообщения. Вообще сообщения старались передавать короткие, чтобы при перехвате в руки дешифровальщиков не попало достаточной информации для расшифровки.

«Война шифров» шла параллельно с реальными боевыми действиями. С началом Второй мировой войны немецкие подводные лодки попытались отрезать Британские острова от стран-союзников и от колоний. Они топили военные и транспортные суда Великобритании. Связь между базами и подводными лодками поддерживалась с помощью шифровальных машин «Энигма». Таким образом, взлом немецких шифров стал для англичан жизненно важной задачей.

А. Тьюринг решил эту задачу. Он разработал алгоритм перебора вариантов, который позволял расшифровывать перехватываемые шифровки. На основе этого алгоритма было построено первое электромеханическое счетное устройство, которое по заранее заданной программе производило необходимый перебор вариантов и делало это гораздо быстрее человека.

Принцип счетной машины, работающей по заранее заданной программе, был разработан А. Тьюрингом еще до войны. В 1936 году он формализовал понятие алгоритма. И придумал абстрактную вычислительную машину, которую с тех пор так и называют — «Машиной Тьюринга». Она построена так, чтобы производить любые вычисления по заранее заданной программе. Машина Тьюринга — универсальная модель компьютера общего назначения. Вот уже не менее 70 лет счетные машины, работающие по принципу, который предложил Алан Тьюринг, делают наш разум во много раз сильнее и производительнее.

Сами компьютеры тоже значительно «поумнели». Искусственный интеллект из области фантастики и философских рассуждений переместился в сферу практики. И, кстати, именно А. Тьюринг первый задумался над вопросом «Может ли машина мыслить?» В 1950 году он опубликовал статью под таким названием.

Естественно, под термином «машина» имеется в виду машина Тьюринга, то есть идеальный прообраз компьютеров. И Тьюринг поставил вопрос следующим образом: можно ли запрограммировать компьютер так, чтобы никакой сторонний наблюдатель не смог по результатам работы отличить, кто эту работу выполнил — человек или вычислительная машина. Ответ на этот вопрос дается положительный. То есть искусственный интеллект — не придумка фантастов, а вполне достижимая реальность.

Премией Тьюринга награждают как раз тех, кто, приближая эту реальность, трудится в области информатики. Среди лауреатов премии Тьюринга — разработчики компиляторов с «древних» и славных языков программирования, Алгол и Фортран. Языки программирования сделали профессию программиста массовой. С их помощью написать программу для компьютера мог каждый. Создатели новых языков программирования также попали в число лауреатов премии.

Лауреатами премии Тьюринга стали и те, кто придумал и обустроил Интернет. Высокую награду получили изобретатели главного протокола Интернета — TCP/IP. Тим Бернерс-Ли, который придумал протокол обмена мультимедийной информацией, благодаря чему появились интернет-браузеры, получил премию Тьюринга в 2016 году.

Среди лауреатов этой престижнейшей премии — криптографы, которые придумали систему шифрования с открытым ключом. Эта система — основа современной компьютерной криптографии, благодаря которой стал возможен обмен секретной информации по открытым сетям Интернет.

Премия Тьюринга — очень уважаемая награда среди дерзких погонщиков микропроцессоров. Тех, благодаря кому время в который раз ускорилось, уплотнилось, и мы получили реальную возможность прожить не одну жизнь, а сразу несколько.