Алан Тьюринг - математик, который значительно опередил свое время. Но именно такие ученые и двигают человечество вперед. Машина Тьюринга, сыгравшая важную роль в расшифровке посланий нацистов - стал моделью компьютера.
Великий гений, научные мысли и изобретения которого, сыграли одну из важных ролей в победе над нацистами.
Конечно, ученые часто играют важную роль в развитии военного потенциала. На ум сразу приходят создатели атомных бомб - Оппенгеймер в США и Курчатов в России. Но это были физики, которые непосредственно имели дело с реальными объектами. Когда же это делает математик, то, на первый взгляд, это вызывает удивление.
Деятельность Алана Тьюринга и других шифровальщиков была секретной и скрывалась не только во время войны, но и многие годы после ее завершения. Информация об ученых, работавших над разгадкой немецких кодов, перестала являться строжайшей тайной только спустя десятки лет.
Энигма - совершенная машина шифрования
«Энигма» - это название шифровальной машины, созданной в 1918 году. Изначально она была разработана для вполне мирных целей и использовалась немецкими банками при проведении финансовых операций.
Во время Второй Мировой войны немцы взяли Энигму себе на вооружение. С ее помощью они создавали сложнейшие шифровки с важной тактической и стратегической информацией.
Сложность её кодов была колоссальной, так как машина могла создавать 150 квинтиллионов (1.5 × 10^20) комбинаций.
Кроме этого немцы приняли всевозможные физические меры безопасности. Они опасались, что «Энигму» могут взломать. Поэтому печатали таблицы ключей водорастворимыми чернилами, которые было невозможно восстановить. За всеми операторами машин следили постоянно, исключая возможность малейших ошибок в технике безопасности.
Энигма меняла буквы в словах по специальному алгоритму. Вариантов настроек шифра насчитывалось более ста триллионов. Ежедневно настройки менялись на новые. Это позволяло гитлеровцам долгое время сохранять контроль над значительной частью Атлантики и успешно захватывать новые территории.
Зная, что координация действий немецкой армии на полях сражений осуществляется через зашифрованные послания, разведывательные силы союзников нашли способы их перехватывать.
В октябре 1942 года союзники захватили немецкую подводную лодку U-559 у берегов Египта. Когда она начала тонуть, трое британских моряков добровольно спустились на подлодку, чтобы забрать шифровальные книги. Они достали важные документы и Энигму, хотя двое моряков не успели вовремя покинуть лодку и погибли.
Но что именно скрывалось в бесчисленном наборе букв и цифр? Это было загадкой для многочисленных ученых, специально собранных в особняке Блетчли-парк, расположенном в 80 км от английской столицы. Математики, лингвисты и даже шахматисты практически в круглосуточном режиме работали над ее решением.
Среди ученых особо выделялся молодой профессор Кембриджского университета Алан Тьюринг. Его уникальный талант и творческий подход к делу дали положительный результат.
Вот, что об Алане Тьюринге говорит его биограф Эндрю Ходжес: «Алан родился гением. Невероятно такое представить, но уже в семь лет во время пикника он рассчитал траектории полета пчел среди вереска, чтобы отыскать улей и собрать дикий мед».
Тьюрингу удалось создать своего рода компьютер, способный анализировать огромные массивы информации, выявлять закономерности и тем самым находить ключи к расшифровке засекреченных немецких посланий. Эта машина для расшифровки была названа криптологической бомбой. В дальнейшем ее стали называть бомбой Тьюринга.
«Уже с 1942 года благодаря расшифрованным сообщениям англичане стали предотвращать атаки немцев. Было сорвано несколько крупных спецопераций. В 1943 году удалось потопить больше сорока немецких подлодок», - кандидат исторических наук Анастасия Ашаева.
Появление машины Тьюринга, способной успешно расшифровывать Энигму, стало по-настоящему переломным моментом во Второй Мировой войне. Если раньше союзники были вынуждены действовать «с закрытыми глазами», не зная ни расположения гитлеровских войск, ни планов наступлений, то теперь антифашистская коалиция могла получать точную информацию, что называется «из первых рук».
И подводные лодки в Атлантическом океане перестали быть "невидимыми". Обходя угрозы и уничтожая лодки союзникам удалось возобновить эффективные поставки, нужные для боевых действий.
В ходе работы над машиной Тьюринг формализовал понятие "алгоритма" и ряд других нюансов, которые легли в основу современной информатики и используются до сих пор.
Также он внес весомый вклад в казалось бы совсем далекую от математики сферу - биологию. Это сейчас математические методы широко применяются в биологии, а в то время это было новаторством. Тьюринга интересовал морфогенез - развитие узоров и форм в биологических организмах.
Помощь польских ученых
Успеху в расшифровке кода Энигмы помогли ранние разработки криптографов из Польши. Как оказалось, они трудились над ее взломом еще задолго до начала Второй Мировой войны. В 1929 году немецкая шифровальная машина оказалась в руках польских спецслужб. Группа математиков в составе Генрика Зигальского, Мариана Реевского и Ежи Рожицкого приступила к работе и смогла выявить ряд особенностей алгоритма Энигмы.
В результате польскими учеными была создана машина, способная расшифровывать закодированную информацию. Узнав об этом, немцы внесли изменения в конструкцию Энигмы, значительно ее усовершенствовав. Количество вариантов смены алгоритмов возросло многократно. С того момента дешифровальная машина, созданная поляками, оказалась бессильной. Ее передали британцам в надежде, что те смогут использовать примененные в ней разработки. И эта надежда, к счастью, оправдалась.
«Если машина сможет думать, она сможет думать более разумно, чем мы. И где тогда будем мы?», - из интервью Тьюринга в 1951 году.
Странная смерть Алана Тьюринга
Изобретя дешифровальную машину, изменившую ход Второй Мировой войны, Алан Тьюринг спас сотни тысяч людских жизней. Но свою жизнь, как говорит его биограф Эндрю Ходжес, он оборвал, совершив самоубийство. Ученому было всего 42 года, когда его нашли мертвым. В руке у него было надкушенное яблоко. Экспертизу тогда проводить не стали. Но биограф Тьюринга считает, что ученый, решив свести счеты с жизнью, специально натер яблоко цианидом.
Он стал изгоем в научном сообществе и последние годы провел в полной изоляции. Причиной стала нетрадиционная ориентация Тьюринга, которая в то время преследовалась по закону.
Реабилитировали Алана Тьюринга спустя более чем полвека. В 2009 году правительство Великобритании выступило с официальными извинениями за недостойное отношение к выдающемуся ученому, заслуги которого трудно переоценить.
Наверняка вы слышали о знаменитом тесте Тьюринга. В этом тесте с помощью диалога можно выяснить, умеет ли машина мыслить. На вопросы людей отвечает и машина и человек. И если машине удалось обмануть человека, задающего вопросы и он бы принял ее за человека - такую машину можно назвать разумной.
Роман Кравцов, специально для канала "Популярная наука"
