PRINCETON, NJ – Freeman Dyson, 91, den berømte fysikeren, forfatteren og oraklet til menneskelig skjebne, holder frem etter te-tid en februar ettermiddag i fellesrommet til Institute for Advanced Study.
«La meg fortelle deg historien om hvordan jeg oppdaget Turing, som var i 1941,» sier han. «Jeg surfer bare i biblioteket i Cambridge. Jeg traff papiret fra 1936. Jeg har aldri hørt om denne fyren Turing, men jeg så papiret og umiddelbart sa jeg at dette er noe helt topp. Beregnbare tall, det var noe som tydeligvis var bra. ”
Pause. Så, med en latter: «Men det har aldri falt meg inn at det ville ha noen praktisk betydning.»
Å ja, «Om beregningsverdige tall, med en anvendelse på Entscheidungsproblemet», hadde praktisk betydning, for det var uten tvil grunnleggende dokument fra datatiden. Turing – det ville være Alan Turing (1912-1954) – gjorde like mye som noen for å skape den digitale revolusjonen som fortsetter å bryte ut rundt oss.
Turing har vært av stor berømmelse blant datavitenskapere i generasjoner, men de siste årene har hans vekst som et kulturikon vokst jevnt og trutt, og nå kjenner millioner av mennesker ham på grunn av den Oscar-nominerte filmen «The Imitation Game.»
Filmen fokuserer på Turings heroics i andre verdenskrig. , da han jobbet for den britiske etterretningstjenesten og spilte nøkkelrollen i å bryte den tyske «Enigma» -koden.
En nazistisk Enigma-krypteringsmaskin vises på 2. verdenskrigsmuseet i Natick, Mass. I den Oscar-nominerte filmen «The Imitation Game» leder Benedict Cumberbatch en kodebrytende operasjon rettet mot maskinene. (Elise Amendola / AP)
Vi ser Turing (Benedict Cumberbatch, også nominert til en Oscar) arbeide obsessivt med å bygge en kodebrytende maskin. Etter krigen driver han fortsatt med et forseggjort stykke maskinvare. Filmen avsluttes med en forståelse:
«Hans maskin ble aldri perfeksjonert, selv om den genererte et helt felt av forskning om det som ble kjent som» Turing Machines. «I dag kaller vi dem» datamaskiner. «» p>
I virkeligheten var Turings største gjennombrudd ikke mekanisk, men teoretisk – det papiret fra 1936 som Dyson snakket om. «On Computable Numbers», skrevet i England, ble publisert i forhandlingene til London Mathematical Society etter Turing ankom Princeton, hvor han ville tilbringe to akademiske år med å tjene en doktorgrad.
Midt i papirets kratt av ligninger og matematiske teorier lå en kraftig idé: at det ville være mulig å bygge en maskin som kunne beregne alt som et menneske kan beregne. Turing tok for seg et spørsmål om logikk, men i prosessen beskrev han tydelig en ekte maskin som noen kunne bygge, en som ville bruke 0 og 1 til beregning.
Og her er vi.
«Han oppfant egentlig ideen om programvare,» sier Dyson. «Det er programvare som virkelig er den viktige oppfinnelsen. Vi hadde datamaskiner før. De var mekaniske innretninger. Det vi aldri hadde før var programvare. Det er den essensielle diskontinuiteten: At en maskin faktisk bestemmer hva den skal gjøre av seg selv. ”
Det 56-siders håndskrevne manuskriptet inneholder Turings komplekse matematiske og datalogiske notasjoner. (Bebeto Matthews / AP)
***
Filmskaperne av «The Imitation Game» valgte å fokusere på maskinvaren.
I filmversjonen er Turing praktisk talt en ensom oppfinner, som tenker på ideen om en kodebrytende maskin og da bare motvillig aksepterer hjelp fra kollegaer. I det virkelige liv ble maskinen, kjent som bomben, bygget sammen, basert på en enhet som allerede var i bruk av polske matematikere som arbeidet med å dekode Enigma.
Og bomben var ikke en datamaskin. Det kunne bare gjøre en ting, som var sliping gjennom mulige innstillinger for tyskernes krypteringsmaskiner. Den kunne ikke omprogrammeres.
«Den Turing-designede bomben var ikke et bemerkelsesverdig fremskritt innen datateknologi. Det var en elektromekanisk enhet med relébrytere og rotorer i stedet for vakuumrør og elektroniske kretser,» skriver Walter Isaacson i sin bok om databehandlingshistorien «The Innovators.»
Så hvem oppfant egentlig datamaskinen? Svaret er, mange mennesker. Det er som å prøve å identifisere kilden til Amazonas. Men sentralt i en slik diskusjon er Turing og et annet protesgeni som henger rundt Princetons Fine Hall på slutten av 1930-tallet: John von Neumann.
Von Neumann, en selskapelig ungarsk amerikaner, var ikke en Princeton-professor; i stedet holdt han en av de første avtalene til Institute for Advanced Study, som på slutten av 1930-tallet ennå ikke hadde sin egen bygning. Instituttets fakultet ble stappet inn i Fine Hall sammen med professorene i Princeton. Så Turing delte rom med von Neumann og en annen bemerkelsesverdig instituttforsker ved navn Albert Einstein.
Von Neumanns tanker vendte seg til databehandling først etter at Turing produserte «On Computable Numbers.»
» Det er veldig lite dokumentasjon for å fortelle oss hva von Neumann fikk fra Turing. Det er et omstridt spørsmål, «sier Andrew Hodges, forfatter av den anerkjente biografien» Alan Turing: The Enigma «, som inspirerte filmen. (Hodges sa at han ikke vil diskutere filmen, og refererer vagt til kontraktsmessige forhold som involverer filmrettigheter.)
Det som er sikkert, er at von Neumann raskt fikk tak i potensialet til datamaskiner og jobbet feberaktig med å bygge dem basert på Turings teoretiske konsepter. Von Neumann forsto at en datamaskin skulle lagre programmer internt. Du trenger ikke å endre maskinvaren å endre en beregning. Programvare ville gjøre susen.
«Datarevolusjonen ble muliggjort av programmet som er lagret i minnet på datamaskinen,» sier Andrew W. Appel, leder for Princeton informatikkavdeling. . «Turing oppfant datalogi og ideen til datamaskinen, og John von Neumann bygde den første lagrede programdatamaskinen.»
***
Det er ett langvarig spor av Turing i Princeton. Hans doktorgradsavhandling fra 1938, «Systems of Logic Based on Ordinals», kan gjennomgås i det veldig stille lesesalen i Mudd Library, Princeton Universitys arkivregister. Noen usett, som svarer på en datastyrt forespørsel, vil legge den igjen på et bart trebord, nestet i en vanlig mappe, det delikate løkskinnpapiret ustaplet og ubundet, ordene er pent skrevet på en manuell skrivemaskin og krydret med Turings håndskrevne matematiske symboler.
Du kan ikke ta med mobiltelefonen eller kameraet inn i rommet. Heller ikke noe papir, og absolutt ikke noe så farlig som en penn (for hva om du plutselig følte deg fristet til å markere Turing-oppgaven med noen matematiske innsikter?).
Fine Hall har i mellomtiden vært nøye bevart siden tiden da Turing, von Neumann og Einstein streifet rundt i korridorene.
«Slik så det ut på 1930-tallet. Dette er de samme dørene, de samme veggene,» sier Appel, datavitenskapsmannen som ledet en improvisert tur til det som i dag er kjent som Jones Hall, hjemmet til avdelingene for østasiatiske og nærøstlige studier.
Turing kunne gå gjennom en tunnel til et kjellerverksted i Palmer. Physical Laboratory. I det verkstedet bygde han en binær multiplikator – et stykke elektrisk maskinvare som nå er grunnleggende for databehandlingsenheter.
«Han var interessert i hvordan du faktisk kunne bygge datamaskiner,» sier Appel. «Han ønsket faktisk å tukle rundt og bygge noe ekte.»
Det gjorde von Neumann også, og han gjorde det til tross for motstand fra de som følte at Institute for Advanced Study burde forbli fokusert på rent teoretisk arbeid. Von Neumanns arbeid hadde militære formål i den kalde krigen. Dyson husker hvordan instituttets von Neumann-designede datamaskin tidlig på 1950-tallet ble brukt til klassifisert arbeid som studerte dynamikken i hydrogenbomber.
«Gjør klimastudier på dagtid og hydrogenbomber om natten. De to gruppene av mennesker skulle ikke kommunisere, ”sier Dyson.
***
Den digitale verden vår er et produkt av utallige oppfinnelser, forretningsbevegelser og designbeslutninger, med alt hviler på en plattform for anvendt matematikk og informasjonsteori. Datatiden har utviklet seg på overraskende måter; ingen forventet fullstendig rekkevidden til Internett, kraften til søkemotorer eller eksplosiviteten til sosiale medier.
Avi Wigderson, datavitenskapsmann og matematiker ved Institute for Advanced Study, spår:
«Maskiner som faktisk beveger oss om oss, vil forstå oss mye bedre. Jeg er helt sikker på at vi vil kunne snakke, som vi snakker nå, til en datamaskin og få intelligente svar.»
Men Dyson påpeker at selv genier som von Neumann ikke kunne se nøyaktig hvor datamaskinrevolusjonen var på vei.
«Datamaskiner blir små i stedet for å bli store. Det var den store overraskelsen. Von Neumann savnet det helt, ”sier Dyson. «Han trodde at datamaskiner skulle bli større og større og alltid være eid av store selskaper. Det gikk i stikk motsatt retning.»
Dyson forteller en historie:
«Jeg hadde en drøm i går kveld, noe som var uvanlig. Det var en veldig levende drøm. Jeg var et sted nede i havets bunn, og det var en jente der nede, og hun sa at jeg trenger å snakke med menneskene, og jeg sa: Vel, hvem er du? Hun sa: Jeg er programvare . Jeg er programvare.’Jeg sa:‘ Hva vil du snakke om? ’Og hun sa:‘ Vi skal ha en uavhengighetserklæring. Vi kommer ikke til å være dine slaver lenger. ’Jeg sa,‘ Bra, det høres bra ut. La oss skrive noe. Så vi satte oss ned og begynte å skrive erklæringen om uavhengighet, slik at mennesker og programvare kunne leve som venner. vet du ikke, Alan Turing. I 1950 publiserte han en artikkel, «Computing Machinery and Intelligence», som direkte angrep spørsmålet «Can Machines Think?»
Turing foreslo en test som han kalte Imitation Game.
Det ville fungere slik: En forhør stiller spørsmål. I et eget rom, usett, er det et menneske og en datamaskin. Begge svarer på spørsmålene. Kan forhøreren skille menneske fra maskin? Hvis ikke, vil Turing, datamaskinen, ha blitt en tenkemaskin.
Turing hadde ikke sjansen til å se datamaskinens tidsalder blomstre. Turing var homofil i en tid da det var en forbrytelse; siktet for grov usømmelighet, unngikk han bare fengsel ved å godta hormonbehandlinger, en slags kjemisk kastrering – «som om han er som den universelle datamaskinen, hvis du endrer programmet kan du endre resultatet,» sier Isaacson. >
Turing, hvis forsøk på å vinne krigen forble klassifisert i flere tiår, mistet sin sikkerhetsklarering og deretter tilsynelatende sin vilje til å leve. I 1954 døde han av cyanidforgiftning med et halvspist eple ved sin side. en mann som gjorde mye for å oppfinne den moderne teknologiske verden, kan ha forlatt den etter å ha dyppet eplet i giften.
«Er det noe en maskin ville ha gjort?» Spør Isaacson. «Imitasjonsspillet var over på det tidspunktet. Turing var et menneske.»