אלן טיורינג

אלן מת'יסון טיורינג (באנגלית: Alan Mathison Turing; 23 ביוני 1912 – 7 ביוני 1954) היה מתמטיקאי בריטי, ממניחי היסודות למדעי המחשב.

טיורינג הגיע להישגים יוצאי דופן בצד התאורטי ובצד המעשי של מדעי המחשב: בצד התאורטי הנחיל לעולם את מכונת טיורינג – מודל מופשט למכונת חישוב אוניברסלית, שמתאר את אופן פעולתו של המחשב, ואת מבחן טיורינג – מבחן הבודק האם למכונה כלשהי יש בינה מלאכותית שלא תאפשר להבחין בינה לבין אדם. טיורינג נחשב לאבי מדעי המחשב והבינה המלאכותית.

בצד המעשי היה טיורינג דמות מרכזית במאמץ הבריטי במלחמת העולם השנייה: הוא היה אחד השותפים העיקריים לפיצוח ה"אניגמה" – מכונת הצפנה של הצבא הגרמני – מאמץ שתרם תרומה מכרעת לניצחונן של בעלות הברית. הוא גם פיתח מכונת פיענוח שכונתה "בומב", שמיכנה והאיצה את תהליך הפענוח של הודעות האניגמה המוצפנות.

 ביוגרפיה 
אלן טיורינג נולד במחוז פדינגטון בלונדון ב-23 ביוני 1912 והוא הוטבל ב-7 ביולי באותה שנה. גאונותו, בצד התנהגות חברתית חריגה, ניכרה בו כבר בילדותו.

אביו עבד בשירות המדינה במדראס שבהודו הבריטית. סבו היה איש דת ממשפחה סקוטית של סוחרים. אמו הייתה בתו של המהנדס הראשי בחברת מסילות רכבת שפעלה בדרום הודו. עבודתו של אביו אילצה את הוריו לשהות בהודו, אולם שניהם הסכימו שהם רוצים שילדיהם יגדלו בבריטניה. הוריו נסעו תכופות להודו והשאירו את טיורינג ואחיו בלונדון, יחד עם זוג מטפלים, קולונל וגברת וורד.

הוריו רשמו אותו בגיל 6 לבית הספר היסודי סנט מייקלס, כדי שילמד לטינית. המנהל זיהה את כישרונו בשלב מוקדם, כפי שעשו רבים ממוריו הבאים. בגיל 10 רשמו אותו הוריו לבית ספר פרטי בשם הייזלהרסט. בגיל 13 נשלח לבית ספר פרטי. הנטייה הטבעית של טיורינג למתמטיקה ומדע לא הוסיפו לו כבוד בקרב חלק ממוריו, בתקופה שבה החינוך הציב יותר דגש על המקצועות ההומניים. חרף זאת טיורינג המשיך להתקדם בצורה מרשימה בלימודיו. הוא אף פתר תרגילים מסובכים בלי ידע בסיסי בחשבון.

בבית הספר קשר ידידות חזקה עם תלמיד לספסל הלימודים, כריסטופר מורקום. בפברואר 1930 נפטר מורקום. מותו ניפץ את האמונה הדתית של טיורינג והוא הפך לאתאיסט. הוא סבר שכל התופעות, כולל דרך הפעולה של המוח האנושי, חייבות להיות חומריות.

תרומה לתאוריה של מדעי המחשב

טיורינג נחשב לאחד מאבות מדעי המחשב. הוא למד מתמטיקה בקינגס קולג' באוניברסיטת קיימברידג'. עוד מימיו כסטודנט (1931–1934) נמשך למחקר התאורטי.

טיורינג פיתח את רעיון מכונת טיורינג באופן עצמאי, בניסיון לענות על שאלות העוסקות ביסודות המתמטיקה שהועלו על ידי דויד הילברט, ופרסם אותו באפריל 1936. המטרה הייתה ליצור הגדרה מתמטית מדויקת של אלגוריתם או "תהליך מכני". עוצמתו של הרעיון נעוצה בפשטות הקיצונית של המודל (בהשוואה למורכבותם של מחשבים אמיתיים). תזת צ'רץ'-טיורינג קובעת כי מכונת טיורינג, חרף פשטותה, מסוגלת לבצע כל חישוב או אלגוריתם שהוא בר-ביצוע במחשב כלשהו. מבחינה זו, מכונת טיורינג שקולה לכל מחשב, ולכן משמשת עד היום במדעי המחשב, בעיקר בתורת הסיבוכיות ובתורת החישוביות, כבסיס לחקר יכולותיו ומגבלותיו של המחשב (מחשב כלשהו, תוך התעלמות מתכונותיו של מחשב מסוים זה או אחר).

בשנים 1936–1938 למד באוניברסיטת פרינסטון שבארצות הברית, ובשנת 1938 השלים את הדוקטורט שלו, בהדרכת אלונזו צ'רץ'. ג'ון פון נוימן הזמין אותו להצטרף למכון למחקר מתקדם אך הוא העדיף לחזור למולדתו.

טיורינג הוכיח כי בעיית העצירה אינה ניתנת להכרעה על ידי מכונת טיורינג. במאמרו "On Computable Numbers, With an Application to the Entscheindungsproblem" משנת 1936 הוכיח טיורינג כי קיימות בעיות שלא ניתנות לפתרון באמצעות חישוב או "אלגוריתם". במאמר טיורינג תיאר את המודל החישובי החדש שהציע, שבדיעבד נקרא על שמו "מכונת טיורינג", והראה באמצעותו כי מספר הבעיות שלא קיים להן פתרון גדול משמעותית ממספר הבעיות שניתן למצוא להן פתרון. הוכחה זו נעזרת בשיטת הלכסון שבבסיס האלכסון של קנטור להוכחה כי קבוצה אינסופית אחת גדולה מהקבוצה האינסופית השנייה.

במאמר  שפרסם בכתב העת Mind בשנת 1950, טיורינג הציע את מבחן טיורינג, כדרך לוודא האם למכונה יש בינה מלאכותית.

פיצוח האניגמה במלחמת העולם השנייה
ממוזער|240px|שני בתים בחצר בלצ'לי פארק. בבתים אלו עבד טיורינג בשנים 1939–1940, עד שהועבר ל"בקתה 8"
מספטמבר 1938 עבד טיורינג במשרה חלקית עבור בית הספר לקידוד והצפנה. ב-1938 השלים את מחקריו באוניברסיטת פרינסטון והוסמך כדוקטור מטעם אוניברסיטה זו. טיורינג התייצב בבלצ'לי פארק שמצפון ללונדון ב-4 בספטמבר 1939, והצטרף למטה התקשורת הממשלתית, יום אחרי שבריטניה הכריזה מלחמה על גרמניה הנאצית.

הצוות שאליו הצטרף טיורינג הופקד על אחת המשימות הסודיות והחשובות ביותר במאמץ המלחמתי נגד גרמניה הנאצית: בניית מכונה שתפענח את הצופן הצבאי הגרמני. הגרמנים השתמשו במכונת הצפנה ששם הקוד שלה היה "אניגמה", ובאמצעותה הפכו מברקים לרצפים אקראיים של סימנים, שרק מכונת אניגמה שנייה יכולה לתרגם בחזרה לטקסט בשפה רגילה. כדי לפענח את הצופן היה צורך לבנות מחשב שאליו יוזנו המברקים המוצפנים ויפוענחו בעזרת חישובים מסובכים.

על בסיס התפיסה המתמטית של טיורינג, פיתחה המחלקה את המחשב האלקטרוני-ספרתי הראשון, שנקרא "קולוסוס". המחשב הענק, שהושלם והוכנס לפעילות בדצמבר 1943, סייע לבריטים לפענח חלק גדול מתשדורות האלחוט המוצפנות של הצבא הגרמני, ולהפיק מהן מידע בעל חשיבות אסטרטגית עצומה. הידע שנצבר בפרויקט זה שימש בסיס לפיתוח טכנולוגיית המחשבים בבריטניה ובארצות הברית. בנוסף לכך, במהלך המלחמה, שימש ראש "בקתה 8", האגף שהיה אחראי על קריאת האותות של הצי הגרמני. לאחר המלחמה, טיורינג הירבה לעסוק בבינה מלאכותית.

במהלך עבודתו בבלצ'לי פארק, החל להתרועע עם ג'ואן קלארק, שעבדה שם כמתמטיקאית ומפענחת. טיורינג ארגן את המשמרות שלהם שיהיו באותן שעות, כדי שאת הזמן הפנוי שלהם יוכלו לבלות יחד. בשנת 1941 הציע נישואין לג'ואן, אולם לאחר שהודה בפניה שהוא הומוסקסואל, החליט לבטל את אירוסיהם.

תרומה לתחומי מחקר אחרים
טיורינג חקר כבר בשנת 1948 מודלים של רשתות עצביות מלאכותיות, אולם מאמרו התפרסם רק ב-1968, אחרי שאחרים פיתחו את התחום בנפרד.

בשנת 1949 התמנה למנהל מעבדת החישובים באוניברסיטת מנצ'סטר, ועסק בפיתוח תוכנה לאחד המחשבים הראשונים. במאמר שהתפרסם בשנת 1950 העלה את הרעיון של "מבחן טיורינג".

טיורינג היה הראשון להשתמש בסימולציות ממוחשבות על-מנת לחקור התפתחות בעלי-חיים. בתחילת שנות החמישים, בשנות חייו האחרונות, עסק טיורינג במחקר חלוצי על מורפוגנזה – תהליך עיצוב צורת העובר במהלך התפתחותו. טיורינג סבר באופן רדוקציוניסטי כי ניתן להסביר לעיתים את צורתם המורכבת של יצורים חיים באמצעות תהליכים כימיים פשוטים. במאמרו על "הבסיס הכימי של מורפוגנזה" הוצגה תאוריה שפיתח על מערכת ריאקציה-דיפוזיה (Reaction–diffusion system), שיכולה להסביר את היווצרותם של פסים, כתמים וספירלות בטבע, למשל, על עורם של בעלי-חיים.

לאחר מלחמת העולם השנייה התאמן טיורינג באופן מקצועי בריצת מרתון, ויצר תוכנת מחשב  שמסוגלת לשחק שחמט ברמה בסיסית נגד מתחרה אנושי.

אחרית ימיו
טיורינג מעולם לא הסתיר את עובדת היותו הומוסקסואל; אבל בבריטניה של ראשית שנות ה-50 שררה אווירה פרנואידית והומופובית, במיוחד לאחר ששני הומוסקסואלים הואשמו בריגול וערקו לברית המועצות.

בינואר 1952, החל טיורינג מערכת יחסים עם ארנולד מוריי, מובטל בן 19. זמן קצר לאחר מכן, נפרץ ביתו ומוריי סיפר לטיורינג שהפורץ הוא מכר שלו. טיורינג הגיש תלונה במשטרה, ובמהלך החקירה הודה במערכת יחסים מינית עם מוריי. בעקבות כך השניים הועמדו לדין והורשעו ב-Gross indecency  – 'חוסר מהוגנות חמור', עבירה לא מוגדרת ששימשה בין היתר להרשעת גברים שקיימו יחסים מיניים עם גברים, אך לא היו ראיות להרשעתם במעשה סדום. בגזר הדין ניתנה לו האפשרות לבחור בין עונש מאסר לבין המרתו במאסר על תנאי שיכלול טיפול הורמונלי לסירוס כימי, וטיורינג בחר באפשרות השנייה. הטיפול כלל זריקות הורמונים נשיים, על מנת לדכא את יצרו המיני. טיורינג שם קץ לחייו כעבור שנתיים, ב-7 ביוני 1954, ככל הנראה בשל תופעות הלוואי של ההורמונים (צמיחת שדיים, השמנה ודיכאון).

על-פי דו"ח המשטרה, טיורינג מת מהרעלת ציאניד, כשלצידו תפוח חצי-אכול, טבול בציאניד. ככל הנראה כמחווה לסרט האהוב עליו, "שלגיה ושבעת הגמדים". אמו לא קיבלה את הטענות בדבר ההתאבדות, וטענה שמותו היה תוצאה של רשלנות בטיפול בכימיקלים במעבדה (אף שטיורינג לא היה כימאי). הביוגרף אנדרו הודג'ס העלה השערה שטיורינג דאג לכך שנסיבות המוות לא תהיינה חד־משמעיות, כדי לתת לאמו את האפשרות להכחיש שהתאבד.

לאחר מותו
ב-2009, בעקבות עצומה שיזם ג'ון גרם-קמינג ושעליה חתמו למעלה מ-30 אלף בריטים, פרסם ראש ממשלת בריטניה, גורדון בראון, הודעת התנצלות רשמית "בשם ממשלת בריטניה, וכל מי שבזכות עבודתו של אלן חי בחופש", על "היחס המחריד שנהגו כלפי טיורינג" מוסדות השלטון הבריטי. בהצהרה הכיר בראון בטיורינג כ"הקורבן המפורסם ביותר של ההומופוביה בבריטניה" וכתב:

בדצמבר 2013 העניקה לו אליזבת השנייה, מלכת הממלכה המאוחדת חנינה לאחר המוות.

הנצחתו

פרס טיורינג, שהוא הפרס החשוב ביותר במדעי המחשב, קרוי על-שמו של אלן טיורינג. הפרס מחולק מאז 1966 על ידי אגודת ACM.

ב-1986 הועלה המחזה "לשבור את הצופן"  על חייו של טיורינג, מאת המחזאי יו ויטמור  (הוצג בישראל בתיאטרון הקאמרי ב-1988, ובתיאטרון הספרייה ב-1994).

בשנת 2012 צוין יום הולדתו המאה של טיורינג במסגרת אירועי ליל המדענים והמדעניות האירופי.

בשנת 2014 הופק הסרט "משחק החיקוי", דרמה בריטית המבוססת, באופן חופשי למדי, על פרטים עיקריים מהביוגרפיה של טיורינג. הסרט בבימוי מורטן טילדום, ובכיכובם של בנדיקט קמברבאץ' וקירה נייטלי, זכה בפרס בחירת הקהל בפסטיבל הסרטים הבינלאומי בטורונטו ובפרס אוסקר לתסריט המעובד הטוב ביותר.

בשנת 2015 הוקם מכון אלן טיורינג בלונדון, בריטניה, כאות הוקרה ולהנצחת הישגיו של המדען. באותה שנה גם יצאה לאור בעברית הביוגרפיה "אלן טיורינג: האניגמה".

בשנת 2019 פורסם כי שטר הנושא את דמותו ייכלל במסגרת סדרת שטרות חדשים בבריטניה. בשנת 2021 הונפק שטר בן חמישים לירות שטרלינג הנושא את דיוקנו של טיורינג ומכונת ה"בומב" שפיתח. השטר הושק ביום הולדתו – 23 ביוני.

רחובות נקראו על שמו בקיימברידג' שבאנגליה ובהרצליה.

ראו גם
 חוק אלן טיורינג

לקריאה נוספת
 דייוויד לוויט, האיש שידע יותר מדי: אלן טיורינג והמצאת המחשב, מאנגלית: יעל סלע-שפירו, הוצאת אריה ניר, 2007. 
 אנדרו הודג'ס, טיורינג, 1912-1954: פילוסוף לפי טבעו, מאנגלית: אורה גרינגרד, הוצאת ידיעות אחרונות, 2001. 
 אנדרו הודג'ס, אלן טיורינג: האניגמה, מאנגלית: מיכאל אליעזר, הוצאת דיונון, 2015. 
 אודיסאה, גיליון 14, ינואר 2012 - מוקדש לטיורינג. 
 B. Jack Copeland (ed.), Colossus: The Secrets of Bletchley Park's Codebreaking Computers, Oxford University Press, 2006 
 B. Jack Copeland (et al), Alan Turing's Electronic Brain: the Struggle to build the ACE, the World's Fastest Computer, Oxford University Press, 2012 
 S.B. Cooper, Alan Turing: His Work and Impact, Elsevier, 2013 
 Christof Teuscher (ed.), Alan Turing: the Life and Legacy of a Great Thinker, Springer, 2004 
 B. Jack Copeland (ed.), Alan Turing's Automatic Computing Engine: the Master Codebreaker's Struggle to Build the Modern Computer, Oxford University Press, 2005 
 Andy Clark, Peter Millican (eds.), The Legacy of Alan Turing, Clarendon Press, 1996 
 Sara Turing, Alan M. Turing, Cambridge University Press, 2012 
 Simon Lavington (ed.), Alan Turing and his Contemporaries: Building the World's First Computers, British Computer Society, 2012 
 Andrew W. Appel (ed.), Alan Turing's Systems of Logic: the Princeton Thesis, Princeton University Press, 2014 
 S. Barry Cooper, Andrew Hodges (eds.), The Once and Future Turing: Computing the World, Cambridge University Press, 2016 
 Chris Bernhardt, Turing's Vision: the Birth of Computer Science, MIT Press, 2016 

קישורים חיצוניים





 שרה לב, אלן טיורינג – חייו ותרומתו למדעי המחשב, הבטים בהוראת מדעי המחשב, דצמבר 1995
 דנה אשכנזי וצבי לוטקר, על חייו ומותו של אלן טיורינג, (חלק ראשון), (חלק שני) באתר "האייל הקורא"

 האיש שידע יותר מדי - אלן טיורינג והמצאת המחשב, ספרו של דייוויד לוויט (אריה ניר 2007)



 אבי בליזובסקי, מאה שנה להולדתו של אלן טיורינג – ממציא המחשב המודרני וקורבן רדיפת ההומוסקסואלים בבריטניה ובעולם המערבי כולו בשנות החמישים, באתר הידען, 23 ביוני 2012





 , 23 ביוני 2012




 The Computer and Turing: Crash Course History of Science #36 – סרטון הסבר על ההיסטוריה של התפתחות המחשבים מתוך CrashCourse  
 דודל אלן טיורינג ביוטיוב.


הערות שוליים

*
קטגוריה:אישים שנשפטו על פי חוקים נגד להט"ב
קטגוריה:אתאיסטים בריטים
קטגוריה:בעלי תואר דוקטור מאוניברסיטת פרינסטון
קטגוריה:חוקרי בינה מלאכותית
קטגוריה:חלוצי המחשוב
קטגוריה:להט"בים בריטים
קטגוריה:לוגיקנים בריטים
קטגוריה:לונדון: אישים
קטגוריה:מדעני מחשב בריטים
קטגוריה:בוגרי קינגס קולג' לונדון
קטגוריה:מורשעים בעבירות מין
קטגוריה:מקבלי חנינה לאחר מותם
קטגוריה:מתאבדים להט"בים
קטגוריה:מתאבדים: מדענים
קטגוריה:מתמטיקאים בריטים
קטגוריה:מתמטיקאים להט"בים
קטגוריה:סגל אוניברסיטת מנצ'סטר
קטגוריה:סגל בלצ'לי פארק
קטגוריה:עמיתי החברה המלכותית
קטגוריה:פילוסופים להט"בים
קטגוריה:קצינים במסדר האימפריה הבריטית
קטגוריה:קריפטואנליסטים בריטים
קטגוריה:רצי מרתון
קטגוריה:מונצחים בשלט כחול של ארגון המורשת האנגלית
קטגוריה:בריטים שנולדו ב-1912
קטגוריה:בריטים שנפטרו ב-1954