Cha đẻ của ngành khoa học máy tính(Alan Mathison Turing)

Alan Mathison Turing (1912-1954) nhà Toán học cha đẻ máy computer Colossus, phát minh software


Turing là một trong những nhà khoa học lớn bị lãng quên của thế kỷ XX, cho dù ông là cha đẻ của các máy tính, hay ít nhất cũng là một phần lý thuyết của nó. Sự đóng góp to lớn của ông quyết định cho sự chiến thắng của phe Đồng Minh trong Thế chiến thứ hai.

Thời thơ ấu và thiếu niên

Alan Turing sinh ngày 23 tháng 6 năm 1912 tại London. Cha làm trong ngành thu thuế tại Ấn độ và mẹ đi theo cha năm 1913, để lại bé Alan từ người giám hộ này tới người giám hộ khác trong các nội trú. Alan không phải là một học trò giỏi. Các giáo sư phê bình ông là học trò lơ đễnh. Năm 15 tuổi, ông gặp Christopher Morton, và hai người bạn này đã cùng nhau trao đổi đam mê khoa học. Sự liên hệ này hơi mập mờ giữa tình bạn và tình yêu. Nhưng Christopher mất vào tháng hai năm 1930 đã làm Turing bối rối.

Cho dù ông lập dị, nhưng khả năng toán học rực rỡ và những việc làm của ông thật đặc sắc. Năm 1924 Turing in một bài báo chứng tỏ rằng toán luôn chứa những trạng thái mà không thể chứng minh hay bị bắt bẻ. Ngoài lý luận trên, ông dự tính một cái máy có thể tính bất cứ con số nào. Cái máy đó bao gồm một bộ phận điều khiển (control unit) và một bộ nhớ, có thể hoàn thiện nhiều thao tác cơ bản: đọc, viết hay xóa những ký hiệu trên băng (tape), và cho băng chạy tới hay chạy lui. "Máy Turing" đơn giản này dùng làm mẫu cho các máy tính số sau này.

Ông đã giải được nhiều bài toán bậc cao trong năm 1927 trước khi học đến giải tích cơ bản. Khi ông 16 tuổi (1928), ông đã hiểu được các tác phẩm của Albert Einstein, không những nắm được nội dung, ông còn suy luận được về những thắc mắc của Einstein đối với các định luật của Newton về chuyển động trong một bài viết mà Einstein không nói thẳng ra.

Ông cũng thích môn sinh học, đặc biệt là mạng nối giữa các dây thần kinh. Ông tự hỏi: "Tại sao các máy quá tài tình trong việc tính toán mà lại hạn chế sự mô phỏng những hành động tự nhiên giản dị nhất của người như đi, cầm cái ly...)?"

Trước tuổi 30, ông đã tưởng tượng những căn bản cho một máy tính số (digital computer) tân kỳ và dẫn đầu về lý thuyết cơ bản cho thông minh nhân tạo (artificial intelligence).

Là người phát minh tư tưởng một cái máy vạn năng (universal machine) , tìm ra lý do quan trọng tại sao một máy tính có thể làm rất nhiều chuyện. Tiếc thay Turing không còn sống để thấy sự tiến triển khổng lồ của ngành thông tin, máy tính. Nhà toán học người Anh này sống trong hai thế giới khác nhau.

Năm 1935, ông hiệu chính khái niệm một máy vạn năng để hình thức hóa khái niệm toán giải bằng algorithme. Máy của Turing có khả năng cả một quá trình algorithme. Những máy tính hiện đại là những thực hiện cụ thể máy của Turing.

John von NeumannNăm 1936, Turing đến Princeton University, nơi này ông lấy bằng PhD Toán học và làm việc với nhà toán học người Mỹ gốc Hongrie là John von Neumann (1903-1957), nổi tiếng nhờ Cơ học Lượng tử. Nhờ đó Turing học thêm về xác suất và logique.

Giải mật mã
.
Turing trở về Anh quốc năm 1938. Liền sau đó ông vào quân đội Anh cho cuộc chiến tranh sắp đến. Đầu Thế chiến thứ hai, quân đội Đức thắng nhiều trận vinh quang trên biển. Một trong những chìa khóa của các chiến thắng đó là máy viết mật mã Enigma, một máy mã hóa điện từ, để giúp bộ tham mưu Đức truyền những thông điệp cho các tàu ngầm, những thông điệp mà phe các nước Đồng Minh không thể giải được . Do đó quân đội Anh nhóm họp trong một nơi tối mật: cơ quan "bẻ mật mã" chuyên giải mật mã của máy Enigme của Đức. Họ gồm 10.000 người thư ký, các nhà nghiên cứu và ngay cả những người chơi đánh bài, nghĩa là làm tất cả mọi việc để hiểu cơ chế của máy Egnima. Khối Đồng Minh có được những sơ đồ của máy này từ đầu chiến tranh và muốn hiểu tin mật mã của Đức, nhưng họ không thành công.

Gordon Welchman Turing đến gặp của quân đội Anh tại Bletchley Park và đã giúp họ thiết kế máy tính Bombe, một máy tính rất nhanh có thể giải mã nhanh chóng bằng cách thử hàng ngàn code khác nhau. Turing làm việc với một nhà toán học khác, Gordon Welchman. Trước khi chiến tranh chấm dứt, ông đã cho ra đời một máy điện tử, máy Kolossus, dùng để giải mã tất cả những thông điệp Đức.

Sau chiến tranh, ông trở về làm việc tại Automatic Digital Machine, một computer lớn tại University of Manchester và tin rằng giữa người và máy chỉ khác tí xíu về xử lý tín hiệu. Ông sáng chế ra máy Turing Test để đo khả năng nhận thức cảm nghĩ. Turing đề nghị rằng một cái máy có thể xem như nhận thức đuợc nếu như nó lừa được những người hỏi nó nếu như nó ở một phòng và nói chuyện với một người đó ở phòng khác.

Tạo mẫu hình và sinh toán học

Turing nghiên cứu vấn đề sinh toán học (mathematical biology) từ năm 1952 cho đến khi qua đời năm 1954, đặc biệt về hình thái học (morphogenesis). Năm 1952, ông đã cho xuất bản một bài viết về vấn đến này, dưới cái tên "Cơ sở hoá học của hình thái học" (The Chemical Basis of Morphogenesis). Điểm trọng tâm thu hút sự chú ý của ông là việc tìm hiểu sự sắp xếp lá theo chu trình của dãy số Fibonacci, sự tồn tại của dãy số Fibonacci trong cấu trúc của thực vật. Ông dùng phương trình phản ứng phân tán, cái mà hiện nay là trung tâm của ngành Tạo mẫu hình (pattern formation). Những bài viết sau này của ông không được xuất bản, cho mãi đến năm 1992, khi loạt các cuốn "Những nghiên cứu và sáng chế của A.M. Turing" (Collected Works of A.M. Turing) được xuất bản.

Sự ra đi của Alan Mathison Turing

Vì thất vọng, ông đã ăn một trái táo có tẩm cyanur và mất đúng ngày lễ Pentecôte 7 tháng 6 năm 1954 tại Wilmslow, England.
Hội Alan Turing Memorial Fund (Tưởng niệm Alan Turing), thành lập từ năm 1996 thành lập một quỹ, quyên tiền để xây dựng một tượng kỷ niệm bằng đồng cho Turing. Đến cuối năm 2000 mới quyên được £15,000.

Tượng của Alan Mathison Turing tay cầm trái táo, để tưởng niệm cái chết đau đớn của ông.

Các vinh hạnh sau khi chết

Bắt đầu từ năm 1966, Giải thưởng Turing đã được Association for Computing Machinery (Hiệp hội Máy tính) trao cho cá nhân có đóng góp kĩ thuật cho cộng đồng máy tính. Giải này được coi như tương đương với giải Nobel trong cộng đồng này.

Ngày 23 tháng 6 năm 2001 một bức tượng của Turing được đặt tại công viên Sackville Park của thành phố Manchester, giữa tòa nhà của Đại học Manchester trên phố Whitworth và khu gay village của phố Canal. Để kỉ niệm 50 năm ngày mất của ông, một tấm bảng kỉ niệm đã được khánh thánh tại nơi ông ở trước đây, Hollymeade, Wilslow, vào ngày 6 tháng 7 năm 2004.
Tấm bảng đánh dấu nơi ở cũ của Turing

Viện khoa học Alan Turing (Alan Turing Institute) được sáng lập bởi UMIST và Đại học Manchester vào mùa hè năm 2004.

Lễ kỉ niệm cuộc đời và sự nghiệp của Turing đã được tổ chức tại Đại học Manchester vào ngày 5 tháng 6 năm 2004 do British Logic Colloquium (Hội Logic Anh) và British Society for the History of Mathematics (Nhóm nghiên cứu Lịch sử Toán học Anh) tổ chức.

Vào ngày 28 tháng 10 năm 2004 a bức tượng đồng của Alan Turing, tạc bởi John W. Mills, được khánh thành tại Đại học Surrey. Bức tượng kỷ niệm 50 năm ngày Turing mất. Nó diễn tả Turing đang cầm sách đi trong viện đại học này.

Holtsoft đã sản xuất ngôn ngữ lập trình mang tên Turing. Ngôn ngữ này dành cho người mới bắt đầu lập trình và không tương tác trực tiếp với phần cứng.