PRINCETON, NJ – Freeman Dyson, 91, den berömda fysikern, författaren och oraklet av mänskligt öde, håller efter te-tid en februari eftermiddag i det gemensamma rummet för Institutet för avancerade studier.
”Låt mig berätta historien om hur jag upptäckte Turing, som var 1941,” säger han. ”Jag tittade bara i biblioteket i Cambridge. Jag slog papperet från 1936. Jag har aldrig hört talas om den här killen Turing, men jag såg papperet och omedelbart sa jag att det här är något helt fantastiskt. Beräkningsbara siffror, det var uppenbarligen bra. ”
Paus. Då, med ett skratt: ”Men det föll mig aldrig att det skulle ha någon praktisk betydelse.”
Åh ja, ”Om beräkningsbara nummer, med en tillämpning på Entscheidungsproblemet”, hade praktisk betydelse, för det var förmodligen grunddokumentet från datoråldern. Turing – det skulle vara Alan Turing (1912-1954) – gjorde lika mycket som vem som helst för att skapa den digitala revolutionen som fortsätter att bryta ut runt oss.
Turing har varit en stor känd bland datavetare i generationer, men under de senaste åren har hans ställning som kulturikon stadigt vuxit, och nu känner miljontals människor honom på grund av den Oscar-nominerade filmen ”The Imitation Game.”
Filmen fokuserar på Turings hjälteskap under andra världskriget. , när han arbetade för den brittiska underrättelsetjänsten och spelade nyckelrollen för att bryta den tyska ”Enigma” -koden.
En nazistisk Enigma-krypteringsmaskin visas på andra världskrigets museum i Natick, Mass. I den Oscar-nominerade filmen ”The Imitation Game” leder Benedict Cumberbatch en kodbrytande åtgärd riktad mot maskinerna. (Elise Amendola / AP)
Vi ser Turing (Benedict Cumberbatch, också nominerad till en Oscar) arbeta tvångsmässigt över byggandet av en kodbrytande maskin. Efter kriget prickar han fortfarande med en detaljerad hårdvara. Filmen avslutas med en bedömning:
”Hans maskin blev aldrig perfekt, även om den genererade ett helt forskningsfält om vad som blev känt som” Turing Machines. ”I dag kallar vi dem” datorer. ””
I själva verket var Turings största genombrott inte mekaniskt utan teoretiskt – det papper från 1936 som Dyson pratade om. ”On Computable Numbers”, skrivet i England, publicerades under London Mathematical Society efter Turing anlände till Princeton, där han tillbringade två akademiska år för att tjäna en doktorsexamen.
Mitt i tidningens tjocklek av ekvationer och matematiska teorier låg en kraftfull idé: att det skulle vara möjligt att bygga en maskin som kunde beräkna allt som en människa kan beräkna. Turing tog upp en fråga om logik, men i processen beskrev han tydligt en riktig maskin som någon kunde bygga, en som skulle använda 0s och 1s för beräkning.
Och här är vi.
”Han uppfann i princip tanken på programvara,” säger Dyson. ”Det är programvara som verkligen är den viktiga uppfinningen. Vi hade datorer tidigare. De var mekaniska anordningar. Vad vi aldrig haft tidigare var programvara. Det är den väsentliga diskontinuiteten: att en maskin faktiskt skulle bestämma vad den ska göra av sig själv. ”
Det 56-sidiga handskrivna manuskriptet innehåller Turing” s komplexa matematiska och datavetenskapliga noteringar. (Bebeto Matthews / AP)
***
Filmskaparna av ”The Imitation Game” valde att fokusera på hårdvaran.
I filmversionen är Turing praktiskt taget en ensam uppfinnare, som tänker på idén om en kodbrytande maskin och sedan bara motvilligt accepterar kollegornas hjälp. I det verkliga livet byggdes maskinen, känd som bomben, tillsammans, baserat på en enhet som redan används av polska matematiker som arbetar för att avkoda Enigma.
Och bomben var inte en dator. Det kunde bara göra en sak, som slipades genom möjliga inställningar för tyskarnas krypteringsmaskiner. Det kunde inte omprogrammeras.
”Den Turing-designade bomben var inte ett anmärkningsvärt framsteg inom datorteknik. Det var en elektromekanisk anordning med reläbrytare och rotorer snarare än vakuumrör och elektroniska kretsar”, skriver Walter Isaacson i sin bok om datahistoriken, ”The Innovators.”
Så vem uppfann datorn exakt? Svaret är, många människor. Det är som att försöka identifiera Amazonas källa. Men centralt för en sådan diskussion är Turing och ett annat proteaniskt geni som hänger runt Princetons Fine Hall i slutet av 1930-talet: John von Neumann.
Von Neumann, en ungarsk amerikaner, var inte en professor i Princeton; istället höll han en av de första mötena vid Institute for Advanced Study, som i slutet av 1930-talet ännu inte hade någon egen byggnad. Institutionens fakultet sattes i Fine Hall med Princeton-professorerna. Så Turing delade utrymme med von Neumann och en annan anmärkningsvärd institutforskare med namnet Albert Einstein.
Von Neumanns tankar vände sig till databehandling först efter att Turing producerade ”On Computable Numbers.”
” Det finns väldigt lite dokumentation för att berätta vad von Neumann fick från Turing. Det är en omtvistad fråga, säger Andrew Hodges, författare till den hyllade biografin ”Alan Turing: The Enigma”, som inspirerade filmen. (Hodges sa att han inte kommer att diskutera filmen, med vagt hänvisning till avtalsfrågor som rör filmrättigheter.)
Vad som är säkert är att von Neumann snabbt fattade dators potential och arbetade feberiskt för att bygga dem baserat på Turings teoretiska koncept. Von Neumann förstod att en dator borde lagra program internt. Du skulle inte behöva byta hårdvara att ändra en beräkning. Programvara skulle göra tricket.
”Datorrevolutionen möjliggjordes av programmet som lagrades i datorns minne”, säger Andrew W. Appel, ordförande för Princeton datavetenskapliga avdelningen. . ”Turing uppfann datavetenskap och idén med datorn, och John von Neumann byggde den första datorprogrammet som lagrats.”
***
Det finns ett långvarigt spår av Turing i Princeton Hans doktorsavhandling från 1938 ”System of Logic Based on Ordinals” kan granskas i det mycket tysta läsrummet i Mudd Library, Princeton Universitys arkivförvar. Någon osedd, som svarar på en datoriserad begäran, lämnar den åt dig på ett kalt träbord, kapslat i en vanlig mapp, det känsliga lökskinnspapperet ostaplat och obundet, orden snyggt skrivna på en manuell skrivmaskin och kryddat med Turings handskrivna. matematiska symboler.
Du kan inte ta med din mobiltelefon eller en kamera in i rummet. Inte heller något papper, och absolut inget så farligt som en penna (för vad händer om du plötsligt kände dig frestad att markera Turing-avhandlingen med några egna matematiska insikter?).
Fine Hall har under tiden varit noggrant bevarad sedan den tid då Turing, von Neumann och Einstein strövar i korridorerna.
”Så här såg det ut på 1930-talet. Dessa är samma dörrar, samma väggar”, säger Appel, datavetaren, som leder en improviserad rundtur i det som idag kallas Jones Hall, hemmet för avdelningarna för östasiatiska och nära östliga studier.
Turing kunde gå genom en tunnel till en källarverkstad i Palmer Physical Laboratory. I den verkstaden byggde han en binär multiplikator – en bit elektrisk hårdvara som nu är grundläggande för datorenheter.
”Han var intresserad av hur man faktiskt kunde bygga datorer,” säger Appel. ”Han ville faktiskt fisa och bygga något riktigt.”
Det gjorde von Neumann också, och han gjorde det trots motstånd från dem som ansåg att Institute for Advanced Study borde förbli fokuserat på rent teoretiska syften. Von Neumanns arbetet hade militära syften under det kalla kriget. Dyson minns hur institutets von Neumann-designade dator i början av 1950-talet användes för klassificerat arbete som studerade dynamiken i vätgasbomber.
”Gör klimatstudier på dagtid och vätgasbomber på natten. De två grupperna av människor borde inte interagera, säger Dyson.
***
Vår digitala värld är en produkt av otaliga uppfinningar, affärsrörelser och designbeslut, med allt vilar på en plattform för tillämpad matematik och informationsteori. Datoråldern har utvecklats på överraskande sätt; ingen förväntade sig helt räckvidden för Internet, sökmotorernas kraft eller sociala medias explosivitet.
Avi Wigderson, en datavetare och matematiker vid Institute for Advanced Study, förutsäger:
”Maskiner som faktiskt rör sig om oss kommer att förstå oss mycket bättre. Jag är helt säker på att vi kommer att kunna prata, som om vi pratar nu, till en dator och få intelligenta svar.”
Men Dyson påpekar att även genier som von Neumann inte kunde se exakt vart datorrevolutionen var på väg.
”Datorer blir små istället för att bli stora. Det var den stora överraskningen. Von Neumann saknade det helt, säger Dyson. ”Han trodde att datorer skulle bli större och större och alltid ägas av stora företag. Det gick i exakt motsatt riktning.”
Dyson berättar en historia:
”Jag hade en dröm igår kväll, vilket var ovanligt. Det var en mycket levande dröm. Jag var någonstans nere i havets botten, och det fanns en tjej där nere, och hon sa att jag måste prata med människorna, och jag sa, Tja, vem är du? Hon sa, Jag är programvara . Jag är programvara.Jag sa, Vad vill du prata om? Och hon sa, Vi kommer att få en självständighetsförklaring. Vi kommer inte att vara dina slavar längre. ”Jag sa,” Bra, det låter bra. Låt oss skriva något. Så vi satte oss ner och började skriva självständighetsförklaringen så att människor och programvara kunde leva som vänner.
En av de första människorna som föreställde sig en era av artificiell intelligens var, skulle inte vet du inte, Alan Turing. 1950 publicerade han en uppsats, ”Computing Machinery and Intelligence”, som direkt angrep frågan, ”Can Machines Think?”
Turing föreslog ett test som han kallade Imitation Game.
Det skulle fungera så här: En utfrågare ställer frågor. I ett separat rum, osedda, finns en människa och en dator. Båda svarar på frågorna. Kan utfrågaren skilja mellan människa och maskin? Om inte, enligt Turing, kommer datorn att ha blivit en tänkande maskin.
Turing hade inte chansen att se datoråldern blomstra. Turing var homosexuell i en tid då det var ett brott; anklagad för grov obekvämlighet undvek han bara fängelse genom att gå med på hormonbehandlingar, en slags kemisk kastrering – ”som om han är som den universella datormaskinen, om du ändrar programmet kan du ändra resultatet”, säger Isaacson.
Turing, vars ansträngningar att vinna kriget förblev klassificerade i årtionden, förlorade sitt säkerhetsgodkännande och därefter uppenbarligen sin vilja att leva. 1954 dog han av cyanidförgiftning med ett halvätat äpple vid sin sida. en man som gjorde mycket för att uppfinna den moderna tekniska världen kan ha lämnat den efter att ha doppat äpplet i giftet.
”Är det något en maskin skulle ha gjort?” Frågar Isaacson. ”Imitationsspelet var över vid den tiden. Turing var en människa.”