docBiyografi: Alan Turing
download 
Şikayet Transkript
Biyografi: Alan Turing
Fizik Dünyası, 2012 Biyografi: Alan Turing F. E. Öztürk, Ankara Üniversitesi Fizik Mühendisliği Alan Turing, bilgisayar bilimi, yapay zeka, hesaplanabilirlik teorileri gibi alanlarda bilim ve teknolojiye tarihi öneme sahip katkılar yapmıştır. 2012 Yılının, Turing’in doğumunun yüzüncü yılı olması vesilesiyle, yıl boyunca yapılacak çeşitli etkinlikler ile Turing’in hayatı ve insanlığa katkıları hatırlanacaktır. “2012 Turing Yılı” olarak adlandırılmış bu etkinlikler, Turing 100. Yıl Komitesi (İng. Turing Centenary Advisory Committee – TCAC) danışmanlığında düzenlenmektedir. Alan Turing, bilgisayar bilimi, yapay zeka, hesaplanabilirlik teorileri gibi alanlarda bilim ve teknolojiye tarihi öneme sahip katkılar yapmıştır. 2012 Yılının, Turing’in doğumunun yüzüncü yılı olması vesilesiyle, yıl boyunca yapılacak çeşitli etkinlikler ile Turing’in hayatı ve insanlığa katkıları hatırlanacaktır. “2012 Turing Yılı” olarak adlandırılmış bu etkinlikler, Turing 100. Yıl Komitesi (İng. Turing Centenary Advisory Committee – TCAC) danışmanlığında düzenlenmektedir. Alan Mathison Turing, 23 Haziran 1912’de, Julius Mathison ve Ethel Sara Turing’in ikinci oğulları olarak Paddington, Londra’da doğmuştur. ‘Turing’ ismi, o zaman en çok Alan Turing’in amcası H.D. Turing’in oltayla balıkçılık üzerine çalışmaları nedeniyle biliniyordu ve bilimsel çalışmalar ile bir ilgisi yoktu. Alan Turing’in annesinin evlenmeden önceki soyadı ‘Stoney’ ise, uzak bir akrabaları olan İrlandalı fizikçi George Johnstone Stoney (1826 – 1911) sayesinde belli bir tanınmışlığa sahipti. G.J. Stoney, “elektron” sözcüğünü tarihte ilk defa kullanmış fizikçidir. Bir atomun iyonlaşırken kaybettiği yük birimini “elektron” olarak adlandırmıştır [6]. Turing için bilim, dersler dışında ilgilenebildiği bir tutkuydu. Yine de Turing daha sonra, bu yıllarda ona verilen ve kendisinde yeni ufuklar açacak etkileri olmuş “Her Çocuğun Bilmesi Gereken Doğa Harikaları” (İng. Natural Wonders Every Child Should Know) [3] adlı kitaptan bahsetmiştir. Bu hayat tarzına rağmen Turing, Sherborne Okulu’na girmeyi başarmıştır. Kısa bir süre sonra okul müdürü; “Eğer sadece bilimle uğraşacaksa bir devlet okulunda vaktini boşa harcıyor” olduğunu söylemiştir. Turing’in Görelilik Kuramı üzerine kişisel notları bir derece takdir görmüştür ancak yine de başarısız olarak okulu utandırma ihtimali olduğu gerekçesiyle Sherborne’dan mezun edilmemekten son anda kurtulmuştur. Turing’i uyarıcı etki bir A. Turing, F. E. Öztürk başka çok yetenekli genç ile karşılaşması olmuştur, Sherborne’da kendisinden bir sınıf üstte olan Christopher Morcom ile. 1928 yılından 1930 yılındaki ani ölümüne kadar Christopher Morcom, Turing’e belki de hayati öneme sahip bir entelektüel arkadaşlık sunmuştur. Morcom’un yapamamış olduğunu artık kendisinin yapmaya mahkum oluşu, görünüşe göre Turing’in uzun bir kriz süresince desteklemiştir. Turing’in, Morcom’un annesine üç sene boyunca yazdığı mektuplardan anlaşılıyor ki düşünceleri uzun süre boyunca insan zihninin, özellikle Christopher’ın zihninin madde içerisinde nasıl somutlaştığı ve ölümle maddeden serbest kalıp kalamayacağı üzerine yoğunlaştı. Bu soru onun 20. Yüzyıl fiziğine daha derinlemesine yönelmesine yol açtı. başlangıç noktalarından birisi A. S. Eddington’un kitabı “Fiziksel Dünyanın Doğası” (İng. The Nature of the Physical World) [4] olmuştur. Turing, Kuantum Mekaniği teorisinin klasik zihin ve madde sorusuna cevap olup olamayacağını merak etmiştir. 1931 Yılından itibaren ‘King’s College’de lisans öğrenimine başladı ve özgür düşünmenin daha fazla teşvik edildiği bir dünyaya girdi. 1932 Yılında von Neumann’ın kuantum mekaniğinin mantıksal temelleri üzerine çalışmalarını [5] incelemesi, ilgilendiği alanlara duygusal değil dikkatli ve titiz bir araştırmacı bakış açısıyla yaklaşmasına yardımcı oldu. Bilimsel alanda sağlam adımlarla ilerledi. 1935 Yılında King’s College’den burs kazandı ve 1936 yılında olasılık teorisi üzerine çalışmaları sırasında yazdığı “Gaussiyen Hata Fonksiyonu üzerine” (İng. On Gaussian Error Function” makalesi ile Smith Ödülü’ne layık görüldü [7]. Kariyeri, hafif sıra dışı bir okul olan King’s College’in matematik alanında bir öğretim üyesi olmak üzere yolunda gibi görünüyordu. Ancak sıra dışı zihni, onu hiç öngörülememiş bir yöne itti. 1933 Yılında Turing, çoktan Russel ve Whitehead’in ‘Doğa Felsefesinin Matematiksel C1. S1. M6 1 Fizik Dünyası, 2012 İlkeleri’ (İng. Principia Mathematica)[8] ile ve o zaman için gizemli bir alan olan matematiksel mantık ile tanışmıştı. Bertrand Russel’a göre mantık, matematiksel gerçeğin temeliydi, fakat onun bu fikri üzerine pek çok tartışma mevcuttu. 1935 Yılında Turing, Cambridge’de topolojist olan M.H.A. Newman’ın derslerine katılırken Hilbert tarafından ortaya atılmış ve o zamana kadar cevaplanamamış bir sorudan haberdar oldu. Karar verilebilirlik problemi; Entscheidungsproblem. Prensip olarak, önerien herhangi bir matematiksel iddianın kanıtlanabilir olup olmadığına karar vermek için kesin bir yöntem veya süreç olabilir miydi? Bu soruya cevap verebilmek için ‘yöntem’in tanımlanması gerekiyordu. Turing bunu yapmıştır. Kesin olarak tanımlanmış temel matematiksel işlemleri yapabilen bir makine hayal etti. Turing Makinesi; kağıttan bir teyp üzerinde semboller ile ifade edilmiş matematiksel komutları okuyabilen ve uygulayabilen hayali bir makinedir. Böyle bir makinenin ‘kesin bir yöntem’ olarak adlandırılabilecek işlemleri gerçekleştirebileceğini ikna edici kanıtlar ile ortaya koydu. Turing’in ‘kesin bir yöntem’ olarak koyduğu tanım, günümüzde ‘algoritma’ olarak bilinmektedir. Güncel bilgisayarlar bir program vasıtasıyla iyice tanımlanmış herhangi bir ‘işi’ yapabilirler. Bu anlamda Turing Makinesi ile, bilgisayarın temel prensipleri 1936 yılında ortaya konmuştur.Turing’in bu tanımından sonra Hilbert’in sorusuna olumsuz bir yanıt vermek zor olmamıştır; önerilen herhangi bir matematiksel iddianın kanıtlanabilir olup olmadığına karar vermek için kesin bir yöntem veya süreç mümkün değildir. Turing, Nisan 1936’da sonuçlarını Newman’a gösterdi. Fakat aynı zamanda Amerikan mantıkçı Alonzo Church’de paralel bir sonuç ortaya koydu. Turing’in Ağustos 1936’da ortaya çıkan makalesi; ‘Hesaplanabilir Sayılar Üzerine, Entscheidungsproblem’in bir Uygulaması ile Birlikte (İng. On Computable Numbers with an application to the Entscheidungsproblem) [9]’ de Church’ün makalesini referans göstermek zorunda kaldı. Ancak o zaman da görülüyordu ki Turing’in yaklaşımı farklıydı, Church yaklaşımında, fiziksel dünyada gerçekten yapılabilecek işlemler üzerinde durmuyordu. Daha sonra ‘Turing Makinesi,’ modern hesap teorilerinin temeli olarak kabul edildi. 1938 Yılında Turing’e, Von Neumann tarafından Princeton’da geçici bir kadro teklif A. Turing, F. E. Öztürk edildi, ama Turing Cambridge’e dönmeyi tercih etti. 1938 – 1939 arasında üniversitede ders vermedi ve sahip olduğu ‘King’s College’ bursu ile yaşadı, mantık ve sayı teorisyeni olarak çalıştı. Wittgenstein’ın matematik feslfesi derslerine katıldı ve Riemann Zeta fonksiyonunu çözmek için tasarlanan özel bir makine için çarklar yaptı. Genç bir Alman Yahudi’nin Britanya’ya girmesine sponsor oldu. Bu sırada gizli olarak, “Devlet Kodu ve Şifre Okulu” olarak adlandırılan Britanya kripto analiz departmanı için kısmi zamanlı çalışıyordu. Britanya’da bu göreve atanan bilimsel altyapıya sahip ilk kişiydi. O güne kadarki birikim ile alman şifre makinesi Enigma’nın şifreleri (Ayrıntılı bilgi için bkz Ek-1) kırılamadığı için, departman böyle bir yenilik yapmaya karar vermişti. Ancak Polonya tarafından Enigma makinesi ile ilgili hayati bilgiler gönderildiği 1939 yılına kadar herhangi bir ilerleme kaydedilemedi. Polonya’da matematikçiler bu konuda çalışmaya çok daha erken başlamıştı (Ek-1). Britanya’nın 3 Eylül’de savaş ilan etmesiyle beraber Turing, Bletchley Parkındaki savaş zamanı kripto analiz merkezinde tam zamanlı olarak çalışmaya başladı. Polonyalıların çalışması, Almanların Enigma makinesin kullanma yollarından sadece belli bir tanesi üzerine olduğu için yeterli değildi. Çalışmalarının daha ileriye götürülebilmesi için, Polonyalıların yaptığı ‘Bomba’ makinesinin (Ek-1) geliştirilmesi gerekiyordu. Geliştirilecek yeni makinenin, şifrelenmiş bir mesajın çok küçük bir kısmının doğru olarak tahmin edilmesi ile, bütün yazının şifresini kırabilmesi gerekiyordu. W.G. Welchman’ın da katkılarıyla geliştirdiği makine ile Turing, 1939 yılının sonunda Alman donanma şifrelerini kırmayı başardı. Kullandığı daha karmaşık Enigma teknikleri ile Alman donanmasının şifreli mesajlarının kırılması o zamana kadar imkansız görülüyordu. Alman donanmasından bilgiler ele geçirilmesi ve daha gelişmiş istatistik yönetmlerin geliştirilmesi ile 1941 yılının ortasında yeni geliştirdikleri makine ile şifre kırmak artık düzenli ve sürekli bir işlem haline geldi. İkinci dünya savaşının bitiminden itibaren Turing, kendisi öngörmüş olduğu bilgisayarın potansiyelinden etkileniyordu. Her ne kadar 1936 yılındaki çalışması [9], ‘hesaplanabilir’in mutlak sınırlarını göstermiş olsa da Turing makinesinin yapamadıkları değil, yapabildikleri onu cezp ediyordu. Bilgisayarın, zekaya sahip yapay bir C1. S1. M6 2 Fizik Dünyası, 2012 makine olma yolunda gelişmelere açık olduğunu düşündü. Newman, Turing’in bilgisayar fikrine destek verdi ve temel prensipleri önde gelen bir radar mühendisi olan F.C. Williams’a iletti. Williams’ın parlak fikirleri ile 1948 yılının haziran ayında Turing’in bilgisayar’ının ilk pratik gösterimi yapıldı. 1951 Yılında yayınlanan makalesi ‘Morphogenesis’in Kimyasal Temelleri’ (İng. The Chemical Basis of Morphogenesis), doğrusal olmayan dinamik teorinin temel kurucu makalelerinden biri olmakla birlikte, elektronik bilgisayarın matematiksel araştırma amacıyla kullanıldığı ilk çalışma olmuştur. 8 Haziran 1954 yılında, kırk iki yaşında vefat etmiştir. Ek-1 Enigma Makinesi: Şifreleme amaçlı basit bir elektromekanik cihazdır. Metin girilmesi için klavyesi ve şifreleme için mekanik ve elektronik bileşenleri bulunur. Bir harf tuşuna basıldığında, makine elektrik akımı üretir. Akım makine içerisinde belli işlemleri tetikler ve tuşlanan harf başka bir harfe dönüştürülmüş şekilde gösterilir. Bir harf başka bir harf olarak şifrelenmeden önce makinenin içerisindeki bileşenlerde 7-9 kere arasında dönüştürülür. Makine içerisindeki bileşenlerin başlangıç konumları, dizilişleri gibi faktörler değiştirilerek farklı şifrelemeler elde edilebilir. Şifreli metnin okunabilmesi için makinenin bileşenleri, orijinal metnin yazıldığı durumlarına ayarlanmalıdır. Bu şekilde ayarlanmış makineye şifrelenmiş metin girilirse çıktı orijinal metin olacaktır. Makinenin ilk haldeki durumunu bilmeden metni okumak (şifreyi kırmak) oldukça zordur. Enigma makinesinin dijital bir versiyonunu internet üzerinden kullanmak mümkündür [11]. Enigma Makinesinin Tarihi: 1918 yılında Albert Scherbius, dönen çarklar ile çalışan bir şifre makinesi fikrini Alman ordusu'na sundu. Alman ordusu fikri ile ilgilenmediği için Albert Scherbius, fikrini bir Alman firmasına götürdü. Bu firma onun patentlerini satın aldı. İlk Enigma Makinesi 1920'lerin başında üretildi. Bu makine dönen çarklar sayesinde o zamanki makinelere kıyasla daha iyi şifreleme sağlayabiliyordu. Alman deniz kuvvetleri 1925 yılında Enigma makinesini satın almaya ve geliştirmeye başladı. Almanlar Enigma A. Turing, F. E. Öztürk makinesine oldukça güveniyordu ve düşmanları tarafından şifrenin kırılmasının çok küçük bir olasılık olduğuna inanıyorlardı. Almanların bu inançlarına karşın Enigma makinesi güvenli değildi. 1928 Yılında Polonyalılar, başkentleri Warsaw'daki Alman Büyükelçiliğine gönderilmekte olan bir Enigma makinesine gümrükte el koydu ve onu incelediler. Polonya'nın Poznan üniversitesinden bir grup parlak matematik öğrencisi(Rejewski, Rozycki and Zygalski), Polonya ordusunun şifreleme (İng. cryptology) bölümünde çalışmak üzere işe alındı. Warsaw'daki bir fabrikada birçok Enigma makinesi üretildi. 1932 Yılında Polonyalılar Almanların sinyallerini deşifre etmeyi başardı. Şifreyi kırmak için Rejewski programlanabilir bir elektromekanik cihaz tasarladı. Bu cihaza 'Bomba' adını verdi (bomba kelimesi Polonya'da Türkçe'deki anlamıyla aynı anlamda kullanılmaktadır) çünkü cihaz çalıştırılırken geri sayım yapan bir bomba gibi “tik tak” sesleri çıkartıyordu. 1939 Yılında Polonyalılar, Fransız ve Britanyalılara Polonya'da üretilmiş Enigma makinelerini ve bunlar için teknik bilgi ve çizimleri, Bomba'yı ve Alman şifrelerini kırmak için diğer bilgileri verdi. Kaynaklar [1]: İnternet adresi, Aralık 2011, http://www.turing.org.uk/turing/ [2]: İnternet adresi, Aralık 2011, http://www.historylearningsite.co.uk/india_1900_to_194 7.htm [3]: Natural Wonders Every Child Should Know, Brewster Edwin Tenney, 1912 [4]: The Nature of the Physical World, Eddington Arthur Stanley, 1928 [5]: Mathematische Grundlagen der Quantenmechanik (Tr. Kuantum Mekaniği’nin Matematiksel Temelleri) , John von Neumann, 1932 [6]: Kuantum Fiziği Laboratuvarı Deney Notları, Ankara Üniversitesi Fizik Bölümü, Ankara Üniversitesi Fizik Mühendisliği Bölümü, 2011 [7]: Military Communications, Christopher H. Sterling, Syf 460, 2008 [8]: Principia Mathematica, Alfred North Whitehead and Bertrand Russell , 1910-1913 [9]: On Computable Numbers with an application to the Entscheidungsproblem, Alan Turing, 1936 [10]: İnternet adresi, Aralık 2011, http://russells.freeshell.org/enigma/history.html C1. S1. M6 3 Fizik Dünyası, 2012 [11]: İnternet adresi, Aralık 2011, http://russells.freeshell.org/enigma/how.html [12]: İnternet adresi, Aralık 2011, http://www.mathcomp.leeds.ac.uk/turing2012/ A. Turing, F. E. Öztürk C1. S1. M6 4
