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인문학

앨런 튜링 (Alan Mathison Turing)

by 럭키영 2023. 5. 31.
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앨런 튜링은 1912년 6월 23일 영국 런던에서 태어났다.
그는 어릴 때부터 수학에 재능이 뛰어났다.
3주 만에 읽기를 배우고, 미적분을 누군가에게 배우지 않고도 자력으로 미적분 심화 문제를 푸는 등 명석한 두뇌를 

자랑했다.
16세 때 크리스토퍼 모컴이라는 친구를 만났으며 모컴에게 큰 영향을 받았다. 
모컴도 수학에 상당히 뛰어난 재능을 가졌고 둘이 같이 어려운 수학 문제를 푸는 것을 좋아하였는데, 
1930년에 소 결핵균으로 모컴이 요절하자 모컴의 뇌에 있던 지능을 저장하거나 다른 사람에게 전달할 방법을 고민하다 

결국 계산 이론을 창안하게 됩니다. 

 

대학 이전
튜링은 13살 때 처음으로 수학적 연구 결과를 도출했다. 
그것은 역 탄젠트 함수의 무한한 연속을 어림잡을 수 있는 계산 형식으로, 크게 독창적이지는 않지만 이후 튜링의 연구의 전체적인 방향을 보여준다. 
즉 그가 평생 연구했던 계산할 수 있는 실수의 개념이 들어가 있다.

컴퓨터 과학의 선구적 인물로 다양한 업적을 남겼다. 그는 알고리즘과 계산 개념을 튜링 기계라는 추상 모델을 통해 형식화함으로써 컴퓨터 과학의 발전에 지대한 공헌을 했다. 
또한 제2차 세계대전 이 발발하자 정부의 요청에 따라 나치 독일군의 에니그마 암호를 해독해 냈으며 당시 컴퓨터의 발달에도 큰 영향을 끼쳤다.

군론
군론은 튜링이 평생 연구해온 분야인 수치상의 문제나 계산의 유효성과 거리가 있다고 느껴질 수도 있으나, 

가능한 모든 값의 치환을 통해 함수와 함수 풀이 영역 간의 구조적 상관성이라는 방법으로 튜링의 인생에 세 번의 영향을 주게 된다. 
우선 1936년 튜링이 계산할 수 있는 수와 계산할 수 없는 수 사이의 경계선을 연구할 때 구조적인 계산의 유효성에 대한 

기준을 제시했다. 
다음으로 함수이론의 연장선의 문제였고 셋째는 군론을 간접적으로 수치 적용해 양자역학과 암호학에 이용했다. 
양자역학에서 군론은 상태 개념과 연관되어 있고, 암호학에서는 치환 개념과 치환 불변성의 개념과 관련되어 있다.

하지만 튜링은 1952년에 당시에는 범죄로 취급되던 동성애 혐의로 영국 경찰에 체포돼 유죄 판결받았다. 
그리고 뇌에 정신적 질환을 앓고 있는 것으로 밝혀져 있습니다. 
감옥에 가는 대신 성 충동 약물치료를 받아야 했던 그는, 2년 뒤인 1954년에 사이안화 칼륨에 중독되어 사망했다.
사망 원인은 자살이라고 알려져 있으나 명확한 근거는 없다. 
사후 59년만인 2013년 12월 24일에 엘리자베스 2세 여왕이 크리스 그레일링 법무부 장관의 건의를 받아들여 

튜링의 동성애 죄를 사면하였다.

에니그마는 암호 작성과 해독을 돕는 기계로, 1918년 아르투르 슈르비우스에 의해 처음 고안되었다. 
이 기계는 제2차 세계 대전 동안 독일군이 군사 관련 정보를 암호화하는 데 쓰였다.
작동 원리는 다중치환 암호를 개선한 것이다.
에니그마는 기계적으로 다중치환 암호를 구현하고, 이에 스크램블러를 추가해 보안성을 강화하였다.
그러나 튜링은 에니그마가 암호화와 복호화 둘 다 할 수 있다는 것에서 암호문의 스크램블러에 의한 효과를 없앴고, 

자주 쓰이는 평문의 목록인 크립을 이용해서 이론적으로 에니그마를 해독할 수 있었다.

후세에 끼친 영향
튜링은 수학, 암호학, 생물학 등 많은 분야에서 다양한 연구 활동을 했지만, 특히 전산학(컴퓨터 과학) 분야에 끼친 영향이 크기 때문에 전산학(컴퓨터 과학)의 아버지라고 불린다. 
그가 구상한 튜링 기계의 무한히 긴 띠는 컴퓨터의 메모리에, 기호를 읽는 기계는 컴퓨터의 중앙 처리 장치(CPU)에 비유할 수 있다. 


또한 튜링 기계의 한 종류인 범용 튜링 기계는 프로그램을 내장해서 작동하는 현대의 컴퓨터를 많이 닮았다. 
이외에도 콜로서스 개발에 간접적인 기여를 했다.
계산기 학회(ACM)에서는 튜링의 공로를 기리기 위하여, 1966년부터 매년 전산학(컴퓨터 과학)에 중요한 업적을 남긴 사람들한테 주는 튜링상을 제정하였다. 
현재 튜링상은 전산학(컴퓨터 과학) 분야의 노벨상이라고도 불린다. 
또한 튜링 테스트를 통과하는 인공 지능에는 뢰브너 상이 수여된다.
튜링 테스트는 인공지능의 발전 수준을 평가하는 방법의 하나다. 
이 테스트는 컴퓨터가 사람처럼 대화를 할 수 있는지를 평가하는 것으로, 컴퓨터와 사람이 대화하는 상황에서 

다른 사람이 그 대화를 관찰하고 컴퓨터와 사람을 구별할 수 없다면 
컴퓨터는 튜링 테스트를 통과한 것으로 간주한다.


제2차 세계 대전(1940~1945)
암호학과 통계학 분야에서 튜링이 전쟁 동안 진척시켰던 연구 작업은 1996년 미국 정부에 의해 폐기되는 등 공개에 어려움을 겪어, 전반적으로 알려지지 않았다. 
하지만 “튜링이 없었다면, 영국은 전쟁에서 분명 패했을 것이다”라는 동료 D. 미치의 인터뷰 증언 등을 고려할 때 그의 업적을 짐작할 수 있다.
널리 알려진 바처럼 튜링은 당시 에니그마라 칭해졌던 독일군의 암호를 해독해 냈으며 당시 컴퓨터의 발달에도 큰 영향을 끼쳤다. 
튜링은 수리논리학에서 정의된 계산, 조작 실행에 영향을 준 추상적 기계(알고리즘), 실행 화 시킨 물질적 기계를 토대로 

이후 정보과학의 탄생에 큰 영향을 끼치게 된다.

전쟁 후의 튜링(1945~1954)
앨런 튜링은 1945년 10월 1일 테딩턴에 위치한 국립물리연구소(National Physical Laboratory, NPL)에서 영국의 첫 번째 컴퓨터라 할 수 있는 전자계산기 제작을 위한 수학 부서 창설을 추진했다. 
그리고 맨체스터 대학교 등에서 컴퓨터에 대한 연구를 계속했다. 이 시기의 튜링은 전적으로 형태 발생과 수학적 모델화에 주력했다.

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