Alan Turing Kimdir? – Hayatı ve Buluşları

Alan Turing

Alan Mathison Turing (23 Haziran 1912 – 7 Haziran 1954), İngiliz matematikçi, bilgisayar bilimcisi ve kriptolog. Bilgisayar biliminin kurucusu sayılır. Geliştirmiş oldugu Turing testi ile makinelerin ve bilgisayarların düşünme yetisine sahip olup olamayacakları konusunda bir kriter öne sürmüştür.

II. Dünya Savaşı sırasında Alman şifrelerinin kırılmasında çok önemli bir rol oynadığı için savaş kahramanı sayılmıştır. Ayrıca Manchester Üniversitesi’nde çalıştığı yıllarda, Turing makinesi denilen algoritma tanımı ile modern bilgisayarların kavramsal temelini atmıştır.

Adı ayrıca Princeton’da beraber çalıştığı tez hocası Alonzo Church ile geliştirdiği Church-Turing Hipotezi ile de matematik tarihine geçmiştir. Bu tez, bir algoritmayla tarif edilebilecek tüm hesaplamaların dört işlem, projeksiyon, eklemleme ve tarama operasyonları ile tarif edilebilecek hesaplamalardan ibaret olduğunu ifade eder. Bir matematiksel teorem olmaktan ziyade matematik felsefesi hakkında çürütülememiş bir hipotezdir.

1952 yılında şantaja maruz kaldığı şikayetiyle polise başvurup eşcinsel olduğunu açıklayan Turing, eşcinsellik suçlamasından yargılanıp 1 sene boyunca kimyasal olarak hadım etme yöntemi olarak kullanılan östrojen iğnesi vurulmaya mahkûm edilmiştir. 1954 yılında potasyum siyanid zehirlenmesinden ölmüştür. Polis araştırmasında Turing’in yediği elma ile siyanur zehiri alarak intihar sonucu öldüğüne karar verilmiştir. Buna rağmen İngiliz polisi Turing’in zehirlenmesinin kendisi tarafından intihar nedeniyle olmadığı ve başkalarının bu şüpheli ölümde bir parmağı olduğu iddiası sürmüştür.

Adı anısına verilen ve bilgisayar biliminin Nobel’i sayılan Turing Ödülü ile de akademik bilişim dünyasının bir parçası olmuştur.

Gelişim biyolojisi alanındaki en önemli matematiksel modellerden biri olan reaksiyon-difüzyon modeli de Turing tarafından formüle edilmiştir.

Çocukluğu ve gençliği

Annesi Sara, Hindistan’ın Orissa şehrinin Chatrapur kasabasında hamile kalmıştır. Babası Julius Mathison Turing, Britanya Hindistan koloni idaresinde Hindistan devlet memuru idi. Julius ve annesi Sara Alan’ı İngitere’de dünyaya getirmek istediler ve böylece Londra’ya gelerek Alan Turing’in 23 Haziran 1912’de doğduğu (şimdi Colonnade Hotel olan) Maide Vale’de bir eve yerleştiler. John adlı bir abisi vardı. Babası Hindistan Devlet Memurluğu işine devam etmekteydi ve Alan Turing’in çocukluk yılları boyunca ailesi iki oğlunun kalması için İngiltere Hastings’teki arkadaşlarına bırakarak Guildford, İngiltere ve Hindistan arasında seyahat etti. Turing yaşamının erken dönemlerinde deha belirtileri gösterdi ve bunları sürekli olarak sergiledi.

Ailesi onu 6 yaşında iken bir gündüz okulu olan St Michaels’e kaydettirdi. Diğer eğitmenleri ve sonra da okulun başöğretmeni çabucak onun zekâsının farkına varmıştır. 1926’da 14 yaşındayken Dorset’te ünlü çok pahalı bir özel okul olan Sherborne Okuluna girdi. Okul sömesterinin birinci günü İngiltere’deki Genel Greve denk geldi; ancak Turing okuluna o kadar hevesliydi ki, trenlerin ülkede işlemediği o günü Southhampton’dan okula 60 milden fazla süren yolu tek başına bisikletle gitti ve yarıyolda geceyi bir otelde geçirdi.

Alan Turing’in matematik ve bilim üzerine doğal eğilimi, Sherborne’daki eğitim tanımı daha çok klasik Antik Yunanca ve Latince üzerinde odaklanan, öğretmenlerinin saygısını kazandırmadı. Okul Müdürü ailesine şöyle yazmıştır: “Umarım iki okul arasında bilgisiz kalmaz. Eğer özel okulda kalacaksa özel okulun özel eğitimini almayı kabul etmeli; eğer sadece bir kendini bilime adamış bir bilim adamı olacaksa, vaktini bu özel okulda boşuna harcıyor.”

İleri Matematik

Buna rağmen Turing sevdiği çalışmalarda göze çarpan yeteneğini göstermeye devam ediyordu, derslerinde daha türev ve entegrasyon konularını öğrenmeden bile ileri yüksek matematik konulu problemleri çözümlemeye başlamıştı. 1928’de 16 yaşına geldiğinde Albert Einstein’ın çalışmasıyla karşılaştı; onu kavramakla kalmadı; bunu Einstein’ın Newton hareket savlarını tenkitlerini (bunların açıklamasını yapmayan ders kitabı metinleri kullanmadan) kendi kendine çalışarak ortaya çıkardı.

Turing okulda kendinden yaşça biraz daha büyük akademik öğrenci Christopher Morcom’la yakın arkadaşlık ve aşk ilişkisi kurdu. Morcom, çocukken veremli inek sütü içmesi dolayısıyla kaptığı tüberküloz hastalığı nedeniyle, Sherborne’daki son sömestirinin bitmesinden sadece birkaç hafta kala öldü. Turing’in dini inancı yıkıldı ve ateist oldu. İnsan beyninin çalışması da dâhil, tüm dünya fenomenlerinin materiyalistik olduğu inancını benimsedi.

Üniversite ve hesaplanabilirlilik üzerinde çalışmaları

Alan Turingin klasik eski Yunanca ve Latince çalışmalara istekli olmaması ve matematik ve bilimi daima tercih etmesi onun Cambridge Trinity Koleji’ne bir burs kazanmasına engel oldu. İkinci tercihi olan Cambridge Kings Kolej’e gitti. 1931’den 1934’e kadar orada öğrenciydi, seçkin bir dereceyle diploma aldı ve merkezi limit teoremi üzerinde hazırladığı bir tez yazısı dolayısıyla 1935’te Kings Kolej’e akademik üye seçildi.

28 Mayıs 1936’da sunduğu Hesaplanabilir Sayılar: Karar Verme Probleminin bir Uygulaması adlı çok önemli bir makalesinde, Kurt Gödel’in 1931’de evrensel aritmetik-tabanlı biçimsel diliyle hazırladığı hesaplama ve kanıtın sınırları ispat sonuçlarını yeniden formüle ederek, onun yerine şimdi Turing makineleri diye andığımız, daha basit ve formel usullere dayanan ispatı ortaya attı. Eğer bir algoritma ile temsil edilmesi mümkün ise düşünülmesi mümkün olan her türlü matematiksel problemin böyle bir çesit makine kullanılarak çözülebileceğini ispat etmiş oldu.

Turing Makineleri

Turing makineleri günümüzün hesaplama teorilerinin ana araştırma öğesidir. Turing makineleri için Sonlanma Problemi’nin kararverilemez olduğunu gösterek Karar Verme Probleminin bir sonucu olmadığını ispatlamaya devam etti: genel anlamda, algoritmik olarak sunulan bir Turing makinesi her zaman sonlanıyor olsa bile, karar vermek mümkün değildir. Kanıtının, Alonzo Church’ün lambda hesaplama teorisine dayandırdığı Turing sonucuna eşit olan kanıttan daha sonra yayınlanmasına rağmen, Turing’in çalışması çok daha kabul edilebilir ve sezgiseldi. Teorisinin yeni bir tarafı da “Evrensel (Turing) Makinesi” kavramı idi ve bu herhangi bir diğer makinenin görevlerini yerine getirecek bir makine fikri idi. Makale ayrıca tanımlanabilen sayılar kavramını da tanıtıyordu.

Eylül 1936’dan Temmuz 1938’a kadar Princeton Üniversitesi, İleri Etüdler Enstitüsü’nde, Alonzo Church yanında hemen hemen devamlı çalışarak geçirdi. Soyut matematik çalışmaları yanında kriptoloji üzerinde de çalışmalar yaptı ve ayrıca dört aşamalı elektro-mekanik ikili çarpma makinesinin üç aşamasını tamamlayıp bitirdi. Haziran 1938’de tezini verip Princeton’dan Felsefe Doktoru unvanını kazandı. Bilimsel tezinde bir Turing makinesinin çözemeyeceği problemler araştırmasına olanak sağlayarak, kehanet makineleri ile bağlantılı Turing makineleri ile hesaplama kavramını inceledi.

İngiltere’de Cambridge’e geri dönerek, Ludwig Wittgenstein’in matematik temelleriyle ilgili derslerine katıldı. İkisi aralarında tartışmalar yapıp birbiriyle uyuşamadılar. Turing biçimciliği savunmaktaydı ve Wittgenstein ise matematiğin mevcut olan gerçekleri yeniden keşfetmek yerine onları yeni olarak icat ettiğini iddia etmekteydi. Ayrıca Hükümet Kod ve Şifre Okulunda (GCCS) yarı-zamanlı çalışmaktaydı.

Kriptanaliz

İkinci Dünya Savaşı sırasında, Turing Bletchley Park’ta Alman şifrelerini kırma girişimlerinde baş katılımcılardan biriydi. Savaştan önce Marian Rejewski, Jerzy Rozycki ve Henryk Zygalski tarafından Polonya Şifre Bürosunda geliştirilen kriptanaliz üzerine eklemeler yaptı.

Hem Enigma makinesi hem de bu makineye eklenen (İngilizler tarafından ‘Tunny’ kodadı verilen teletip makinesi olan) Lorenz SZ 40/42 makinesinin şifrelerinin kırılmasına birçok anlayışla katkıda bulundu. Bir süre de, 8 Numaralı Kulübe’de bulunan Alman Deniz Kuvvetleri şifreli iletişimi okumadan sorumlu bölüme başkanlık yapmıştır.

Alan Turing, Eylül 1938 itibarıyla Hükümet Kod ve Şifre Okulu adındaki, İngiliz şifre kod kırma organizasyonunda yarı-zamanlı çalışmıştır. Alman Enigma makinesi problemi üzerinde çalışmış ve GCCS’de kıdemli kod kırıcı Dilly Knox’la işbirliği yapmıştır. 4 Eylül 1939’da, Birleşmiş Krallık’ın Almanya’ya karşı savaş ilan etmesinin ertesi günü, Turing askeri hizmet görmek için GCCS’nin savaş zamanı üssü Bletchley Park’a katıldı.

Turing-Welchman “bombe” makinesi

Bletchley Park’a katılışından birkaç hafta sonra, Turing Enigma’yı hızlı kırmaya yardımcı olacak elektromekanik bir makine tasarladı; bu makineye Bombe adı daha önce 1932’de Polonya tasarımlı makinelerinden geliştirilmiş olan cihaza verilen Bomba adına atıfla verildi. Matematikçi Gordon Welchman’ın önerileriyle eklemelerle, Bombe Enigma, korumalı mesaj trafiğine saldırmada en önemli ve tek tam otomatikleştirilmiş kod kırma makinesi olarak kullanıldı.

Turing ile aynı dönemde Bletchley Park’ta kriptanaliz üzerine çalışan Profesör Jack Good daha sonra Turing’i şu sözlerle onurlandırmıştır: “Turing’in en önemli katkısı, bence, kriptanalitik makine Bombe’nin tasarımıdır. Bunun esası eğitilmemiş bir kulak için çok saçma gelen bir mantık teoremine, hatta her şeyi anlayabileceğimizin muhtemel olduğuna dair çelişkili bir fikre dayanmaktaydı.”

Bombe bir Enigma makinesi mesajında kullanılacak muhtemel doğru ayarlamaları (örn. çark komutları, çark ayarları vs.) araştırdı ve uygun ve makul bir şifresiz metin parçasını bulunan test için kullandı. Çarklar için, üç çarklı genel Enigma makineleri için 10¹⁹ olası durum ve 4 çarklı denizaltı Enigma makineleri için 10²² olası durum mevcuttu. Bombe elektriksel olarak tamamlanan, crib’i esas alan bir dizi mantıksal sonuç sergiledi. Bombe bir çelişki belirdiğinde tespit etti ve bir sonrakine taşıyarak düzenlemeleri eledi. Muhtemel düzenlemelerin çoğu çelişkilere sebep oluyor ve detayların araştırılması için birkaç tane bırakarak kalanı bir kenara atılıyordu. Turing’in Bombe’si ilk kez 18 Mart 1940’ta kuruldu. Savaş sonunda operasyonda iki yüzün üzerinde Bombe vardı.

Devamını okumak için sayfa numaralarından ilerleyin;