“Alan Turing” 20. yüzyılın en büyük matematikçilerinden biridir ve bilgisayar bilimlerinin, yapay zekanın babası sayılır fakat buna rağmen çoğumuzun çok geç duyduğu ya da belki de hiç duymadığı bir isimdir.

23 Haziran 1912’de Londra’da dünyaya gelen “Alan Mathison Turing”, Britanya Hindistan koloni idaresinde devlet memuru olarak çalışan bir babanın 2. oğludur.

Daha ilkokul yıllarında üstün zekası ile yaşıtlarından ayrılan “Alan Turing” 14 yaşındayken çok pahalı bir özel okula bursla kayıt olur ve evine yaklaşık 60 km olan okula her gün bisikletle gider.

Çok genç yaşlarda olmasına rağmen okul dışında matematiksel problemler ile ilgilenmiş, özellikle türev ve integral üzerine yoğunlaşmıştır.

Daha 16 yaşındayken karşılaştığı Albert Einstein çalışmalarına üzerine yoğunlaşarak Einstein’in Newton haraket teorilerini ve kanunlarını eleştirmenlerini kendi yaptığı çalışmaları ile yeniden çıkarmıştır.

Turing’in matematik alanındaki ilgilisi ve bilgisi üniversitede Cambridge Kings Kolej’ine gitmesine sebep olmuştur ve bu okuldan üstün bir derecede diploma alarak bitirmiştir.

Üniversite bitirme tezi olan merkezi limit teoremi sayesinde Kolejin akademik üyesi seçilmiştir.

İlerleyen yıllarda Princeton Üniversitesi’nde de çalışan ve buradan felsefe doktoru unvanını alan Turing Cambridge’ye dönerek matematik ve kriptoloji alanında çalışmalarına devam etmiştir.

Kriptoloji alanında İngiliz hükümetinin çok gizli birimlerinde çalışan Alan Turing 7 haziran 1954’te temizlikçisi tarafından evinde ölü bulunmuştur.

Öldüğünde yatağının kenarında bir ısırık aldığı bir elma bulunmuş ve daha sonra elmanın siyanürlü olduğu ortaya çıkmıştır.

Halka intihar ettiği açıklansa da devletin çok gizli birimlerinde çalıştığı için İngiliz istihbarat servisi tarafından öldürüldüğü ve intihar süsü verilmiş olabileceği iddiaları konuşulmaktadır.

Herşeye rağmen 2012 yılında İngiliz Hükümeti “Alan Turing |”’den özür dileyerek doğumunun 100. Yılı olan 2012’yi Alan Turing yılı olarak ilan etmiş ve tüm dünyada 2012 yılı Alan Turing yılı olarak çeşitli etkinlikler ile kutlanmıştır.

Ayrıca bir ısırık alınmış bu elma şu anda dünyanın en değerli markası olan Apple’ın logosuna ilham kaynağı olduğu ve Steve Jobs’un Alan Turing’e bir saygı göstergesi olarak bu logoyu tercih ettiği söylense de Aktör Stephen Fry bir keresinde Steve Jobs’a meşhur logonun Turing’e ithafen mi tasarlandığını sorduğunda, Jobs şu şekilde yanıtladı: “Tanrım, keşke öyle olsaydı.”

Alan Turing’in Matematik Alanında Çalışmaları

“Alan Turing”, 1931’de öğrenci olarak girdiği Cambridge Kings Koleji’nde merkezi limit teoremi üzerine bir tez hazırlamıştır. Bu teoreme göre büyük bir sayıda olan bağımsız ve aynı dağılım gösteren rassal değişkenlerin aritmetik ortalamasının, yaklaşık olarak normal dağılım gösterdiğini ifade eden bir teoremdir.

Turing’in 1936’da yayımladığı Hesaplanabilir Sayılar: Karar Verme Probleminin bir Uygulaması adlı makalesinde, Turing makineleri olarak adlandırılan ispat ortaya atmıştır. Turing makineleri, karmaşık matematiksel hesapların belli bir düzenek tarafından çözülmesini sağlayan hesap makinesidir.

Ayrıca 1938’de Princeton Üniversitesi İleri Etütler Enstitüsü’nde Alonzo Church ile beraber çalışan Turing soyut matematik çalışmalarını ve kriptoloji çalışmalarını devam ettirdi. Dört aşamalı elektro-mekanik ikili çarpma makinasının üç aşamasını da tamamlayıp bitirdi.

Alan Turing Kriptanaliz

İkinci Dünya Savaşı’na da etkisi ve katkısı olan Alan Turing, Alman şifrelerini kırmak için çalışmış, Polonya Şifre Bürosu ve İngiliz Hükümet Kod ve Şifre Okulu’nda görev almıştır.

Almanlar tarafından gizli mesajların şifrelenmesi ve tekrar çözülmesi amacı ile kullanılan bir şifre makinesi olan Enigma makinesinin çözümünde çalışan “Alan Turing”, İkinci Dünya Savaşı’nda Almanya’nın çözülmesinde büyük etkisi vardır.

Matematikçi Gordon Welchman’ın önerilerini de dikkate alan Turing, Enigma’yı hızlı kırmaya yardımcı olacak korumalı mesaj trafiğine saldırmada en önemli ve tek tam otomatikleştirilmiş kod kırma makinası olan Bombe Enigma’yı geliştirdi.

Bilgisayar Biliminin Temelleri ve Alan Turing Testi

1946’da ilk program hafızalı bilgisayarın detaylı tasarımının makalesini hazırlayan “Turing“, ACE yani Otomatik Bilgisayar Motoru tasarımı için Ulusal Fizik Laboratuvarı’nda çalıştı ve 1950’de de ilk programını gerçekleştirdi.

Manchester Üniversitesi’nde bilgisayar laboratuvarında çalışan ve ilk gerçek bilgisayarlardan olan Manchester Mark 1 yazılımın hazırlayan Turing, bir yandan da yapay zeka ve makine zekası üzerine çalışmalara başladı. Çalışmalarının sonucunda bugün Turing Testi olarak da adlandırılan, bir makinanın insan seviyesinde ve zeki olduğunu gösteren test ortaya çıktı.

Bilgisayar için satranç programı da tasarlayan “Alan Turing”, bilgisayarı gerçek insanlarla test etmiş ve başarılı olmuştur. Matematiksel biyoloji alanında da ölümüne kadar özellikle morfogenez üzerine çalışmalar yapmış ve Morfogenezin Kimyasal Temeli adlı makale yayımlamıştır.

Zaman içinde işlemlerin artması, ihtiyaçların çoğalmasına paralel olarak önce mekanik sonra elektromekanik aletler geliştirildi.

1642 yılında Blaise Pascal tarafından PASCALLINE ve 1694 yılında Gottfreid Wilhelm Leibniz tarafından icat edilen LEIBNIZ ÇARKI ilk hesap makineleri ilk bilgisayar örnekleri olarak kabul edilmektedirler.

Bu mekanik hesap makinaları günümüz hesap makinalarına yakından uzaktan hiç benzemeyen mekanik dişliler ile çalışan aletlerdi ve sadece 4 işlemi yapabiliyorlardı.

Buna rağmen ikiside yaygın kullanım alanları bulamadılar. Ticari anlamdan kullanılan ilk hesap makinası ise Charles Xavier Thomas tarafından 1820 yılında yapıldı. Charles Xavier Thomas ilerleyen yıllarda birkaç farklı model ile hesap makinesini geliştirmeyi başardı.

İngiliz matematikçi Alan Turing, varsayımsal bir cihaz geliştirdi, mantıksal işlemi gerçekleştirmek için ve okuyup yazabiliyordu. Bu, programlanabilir bilgisayarın habercisi oldu.

ENIGMA adını verdiği bu bilgisayar İngiliz ordusunda şifre çözmek için kullanıldı.

Bilgisayar tarihinde asıl büyük ilerleme ise Howard Hathaway Aiken tarafından 1937’de yaptığı ve Mark 1 adını verdiği bilgisayar ile oldu. Mark 1  yarı elektronik devreler kullanmaktaydı ve daha önceki örneklerinden farklı olarak farklı olarak, logaritma ve trigonometri fonksiyonlarını da hesaplayabiliyordu. Yavaş olmasına karşın tam otomatik olarak çalışması ve uzun işlemleri çözebilmesi ona büyük avantaj sağlamıştı.

Howard Hathaway Aiken makinesinde yaptığı değişikliklerle üretime 1896 yılında kurduğu “Tabulating Machine Company” adlı bir şirket ile devam etti. Tabulating Machine Company başka bir firma ile birleşerek IBM ismini aldı.

Mark 1 saniyede sadece 5 işlem yapabiliyordu. 18 metre uzunluğunda ve 2.5 m yüksekliğinde idi. Mark 1 insan müdahalesi olmadan sürekli olarak, hazırlanan programı yürüten ilk bilgisayar idi. Bununla birlikte Mark 1  elektronik bir bilgisayar değildi.

ENIAC 

Mark 1’den kısa süre sonra 1946 yılında Pensilvanya Üniversitesinde John Mauchly ile ENIAC (Elektronik Sayısal Hesaplayıcı ve Doğrulayıcı) isimli sayısal elektronik bilgisayarı yaptı.

Askeri amaçlar için üretilen ENIAC 50 ton ağırlığında ve 167 m2 alan kaplıyordu.

Mark 1’den 1000 kat hızlı olan ENIAC saniyede 5000 toplama işlemi yapabiliyordu. Amerikan ordusundaki top mermilerinin menzillerini hesaplamak için kullanılıyordu.

Aynı yıllarda bir matematikçi olan John Von Neume’nin görüşleri doğrultusunda yeni bir bilgisayar geliştirildi. EDVAC adı verilen bu bilgisayar ENIAC’tan 10 kat daha küçük olmasına rağmen 100 kat hızlıydı. Ayrıca EDVAC komutları dışarıdan alabildiği için programcılıkta büyük kolaylık oluşturmuştu.

ENIAC’ı yapan kişiler 1951 yılında bu bilgisayarı daha da geliştirerek veri depolayan bilgisayar olan UNIVAC’ı yaptılar. UNIVAC manyetik teyp kullanarak verileri depolayabiliyordu.

Ticari bilgisayarların gelişmesiyle birlikte bilgisayar da yeni sektör olmaya başlamıştır. Sektörde çalışacak insan gücü yetiştirilmeye başlanmış ve bilgisayarlarla ilgili el ve kılavuz kitaplar da basılmaya başlamıştır. 1952’de Fred Gruenberger ilk bilgisayar ile ilgili bir el kitabı yazmıştır.

1950’den sonra vakum tüplerinin sık olarak kullanılmaya başlandığı dönemlerdir. Univac ve IBM 700 serisi vakum tüpler kullanılarak yapılan elektronik bilgisayarlardır. Vakum tüplerinin çok enerji harcaması, ısınması bu bilgisayarın sürekli arıza yapmasına sebep oluyordu.

Vakum tüplerin boyutlarının da büyük olması başka bir sorundu. Bu yıllarda program yazabilmek için kullanılan bilgisayar donanımının çok iyi bilinmesi gerekiyordu. Program yazmak için makine dili kullanılıyordu.

Transistörlerin kullanılmaya başlanması bilgisayar dünyasına değişik bir renk kattı. Philco Transac S-200 IBM 1401, transistör kullanılarak üretilen ilk bilgisayar oldu.

1960‘dan sonra entegre devreler üretilmeye başlandı. Entegre devreler binlerce transistörü içerisinde bulunduran devre elemanları idi. Entegrelerin kullanılması; bilgisayarın boyutlarının küçülmesinin, maliyet azalmasına ve işlem hızının artmasına sebep oldu.

Bu yıllarda manyetik diskler üretildi, entegrelerin kullanımı ile merkezi işlem birimleri üretilmeye başladı. IBM 360 entegre devre elemanının kullanıldığı ilk bilgisayarlardandır.

1970 yılından sonra ise entegre teknolojisi gelişmeye devam etti ve entegreler birleştirilerek chipler üretilmeye başlandı. Intel 4004 çipler kullanılarak hızlanan ilk merkezi işlem birimi sayılabilir.

1975 yılında bir evin garajında üretilen Apple piyasaya çıktı.  Apple’de klavye ve monitör bulunmuyordu.

Günümüzde de söz sahibi olan IBM firması ilk kişisel bilgisayarını 1981 yılında piyasaya sürdü. Kısa bir zaman diliminde standart haline gelen IBM PC’lerin 4 yıl sonunda bir milyondan fazla satıldı.

1980’lerden günümüze kadar bilgisayarlar akil almaz bir hızla ilerledi. Teknolojik gelişmeler, yazılım konusundaki ilerlemeler, donanımsal gelişmeler herkesin bilgisayarlara erişmesine kolaylık sağladı.

Eskiden sadece iş yerlerinde görülen bilgisayarlar günümüzde özellikle sosyal meyanın gelişmesi, fiyatların makul olması, öğrencilere ödevlerin internet ortamından verilmesi gibi sebeplerden dolayı vazgeçilmezimiz olmuştur.

Türkiye’de kullanılan ilk bilgisayar ise 1960 yılında Karayolları Genel Müdürlüğün’de kullanılmak amacıyla ülkeye getirilmiş IBM 650-Data’dır.

İlk Bilgisayar Virüsü

Kabul edilen ilk bilgisayar virüsü internetin atası sayılan ARPANET’teki (Amerikan Gelişmiş Savunma Araştırmaları Dairesi Ağı) The Creeper’dir. The Creeper 1971 yılında deney amaçlı olarak geliştirilmiştir ve zararsızdır.

İlk kontrol dışı geliştirilen virüs ise 1982 yılında Apple DOS 3.3 işletim sistemine sahip bilgisayarlara bulaşan “Elk Cloner” adlı virüstür. Virüs şaka amaçlı geliştirilmiş olup, bulaştığı bilgisayarlarda kısa bir şiir göstermiştir.

Sizlerle birlikte 2000 yıllık bir sahibe sahip olan bilgisayarların gelişimine hızlı bir bakış yaptık. Süper bilgisayarlar, Qantum bilgisayarlar ve yapay zekanın hızlı gelişimi bakalım ilerde bizlere neler gösterecek?

Pascaline, ilk hesap makinesi sayılmaktadır.

Ünlü Fransız matematikçi ve filozof olan Blaise Pascal tarafından tasarlanarak 1642 yılında icat edilmiştir.

Blaise Pascal 16 yaşındayken bir vergi dairesi tahsildarı olan babası için tasarlamıştır.

Bilgisayarında atası sayılan Pascaline sadece toplama ve çıkarma işlemlerini yapmaktaydı. İçinde buluna farklı boyutlardaki dişliler sayseinde işlemleri yapabilien Pascaline sadece toplama ve çıkarma işlemleri yapabiliyordu.

Üzerinde bulunan kadranlar çevirilerek rakamlar seçiliyor ve işlemleri yapabilmesini sağlanıyordu. Blaise 10 yıllık süre içinde 50 adet Pascaline üretmiş ve satmıştır.

Pascaline vergi dairesinde kullanıldığından dolayı ilk iş bilgisayarıda sayılmaktadır. Satışının yapılmasıda ilk ticari bilgisayar ünvanını da almasını sağlamıştır.

LEIBNIZ ÇARKI NEDİR

1642 yılında toplama ve çıkarma yapabilen Pascaline’dan 30 yıl sonra Alman matematikçisi olan Gottfried Wilhelm Leibniz tarafından yeni bir hesap makinası geliştirildi. Leibniz Çarkı adı verilen bu yeni model hesap makinesi Pascaline’dan farklı olarak çarpma, bölme ve karekök alma işlemleri de yapabilmekteydi.

Leibniz zaman içinde aşamalı olarak makinesini daha da geliştirdi. Bu “kademeli hesaplayıcı” büyük ilgi gördü ve Leibniz’in 1673’te Royal Society’ye seçilmesine önayak oldu. Gottfried Wilhelm Leibniz, matematik tarihi ve felsefe tarihinde önemli bir yer tutar.

Leibniz Isaac Newton’dan bağımsız olarak Sonsuz Küçükler Hesabı’nı geliştirdi ve Leibniz’in formülü yayınlandığından bu yana geniş bir çapta kullanıldı. Geliştirdiği türdeşliğin aşkınsal yasası ve süreklilik yasası 20 yüzyılda matematiksel karşılık buldu.

ARiTHMOMETER NEDİR 

İlk üretilen bilgisayarlar Pascaline ve Leibniz Çarkı’ndan sonra 1820 yılında Charles Xavier Thomas tarafından Arithmoter adında yeni bir bilgisayar geliştirdi. Aslen sigortacılık işi yapan Charles, başlangıçta tüm zamanını ve enerjisini sigortacılık işine harcadı, bu nedenle 1820’de başlatılan Aritmometre’nin ilk modeli ile 1852’ye kadar otuz yıldan fazla bir sürede tamamlanabilmiştir.

1870 yılındaki ölümüne kadar üretimi devam etmiştir. Seri üretilen ilk bilgisayar unvanının dışında güvenirliliği sayesinde özel sektör dışında devlet kurumlarında da kullanılan ilk bilgisayar olmuştur. Aritmometre üretimi 1914 yılına kadar 40 yıl daha devam etti.

ENİGMA NEDİR

İlk olarak Birinci Dünya Savaşının sonlarında Alman Mühendis Arthur Scherbius tarafından icat edilen Enigma 1920’lerin başlarında ticari amaçlı kullanılmıştır.

Fakat en sık kullanımı 2. Dünya Savaşı sırasında olmuştur. Savaş sırasında özellikle Nazi’ler birlikleri arasındaki mesajlaşmayı şifrelemek için kullanmaktaydı.

Şifreler Enigma sayesinde her gün değiştirildiği için uzun süre Nazi’lerin mesajlaşması çözümlenememiştir. Enigma temel aldığı kodlama sistemi her gün Alman ordusu tarafından değiştirilmekte ve tamamen rastgele gibi gözüken bir şifreleme mekanizmasına dayanmaktadır.

ENİGMA MAKİNESİ – BOMBE CİHAZLARI

Nikola Tesla gibi değeri çok geç anlaşılan ve bugün kullandığımız bilgisayarların temelini atan kişi Alan Mathison Turing‘dir

Matematik ve Kriptoloji (şifreleme bilimi) üzerine ileri seviyede çalışmalar yapan Turing, 2.Dünya Savaşı sırasında Nazilerin kullandığı kırılamaz olarak kabul edilen Enigma adındaki şifreleme sistemi çözmüştür.

İngiliz ordusunun savaş iletişim üssünde Alman Kuvvetlerinin şifreli mesajların çözümü için kriptoanalizcilerden (Şifre çözen matematikçiler) toplanan ekibin başına getirilen Turing, şifreleme sisteminin her gün değiştiriliyor olması yüzünden bir insan yerine çözümün bir makine tarafından yapılabileceğini hayal etti.

Alman şifrelerini kırmak için farklı yöntemler geliştirdi ve Enigma cihazı tarafından üretilen şifreleri kırmaya yarayan Bombe isimli bir elektromekanik makinanın tasarımına  katkıda bulundu.

Dijital bilgisayarlara giden ilk adım olarak görülen Bombe cihazları şifreli mesajları deşifre ederek müttefik devletlerine Nazi Almanyası karşısında çok büyük bir avantaj sağlamıştır. Hatta bazı tarihçilere göre Bombe cihazları 2. Dünya savaşının 2 yıl erken bitmesini sağlamıştır. Bu sayede 14 milyon kişinin hayatı kurtulmuştur.

Mekanik, çarklı ve diskli bilgisayarlardan sonra yarı elektronik bilgisayarların dönemine geçildi. Bir sonraki yazımda sizlerle birlikte yarı elektronik bilgisayarların tarihine göz atacağız. Fakat öncesinde Alan Turing’i biraz daha anmamız gerekmekte…

Çünkü Turing, bilgisayar bilimleri alanında kuramsal çalışmalar yürütmesinin yanı sıra dünyanın ilk bilgisayarlarından biri sayılan Manchster Mark I’ın (Mark I’i bir sonraki yazımda detaylıca anlatacağım) yapımı üzerinde de çalıştı.

1950 senesinin Ekim ayında tüm dünyada hayli ses getiren, günümüz yapay zeka teknolojisinin temeli sayılan Computing Machinery and Intelligence başlıklı makalesini yayımladı.

Makalesinde yapay zeka alanındaki problemlere değinen, bir gün makinelerin de tıpkı insanlar gibi düşünüp düşünemeyeceği konusunu irdeleyen Turing, çalışmasında bu tür problemlerin çözümünde yine kendi geliştirdiği Turing testinin kullanılmasını önerdi. Alan Turing, bir insan gibi düşünme yeteneğine sahip bilgisayarların en geç 2000’li yıllara kadar geliştirebileceğini düşünüyordu; Turing testini de bilgisayarların “zekâ seviyesinin” ölçülmesi amacıyla geliştirilmişti.

Sebebi tam olarak bir sır olarak kalsa da, kimine göre İngiliz istihbarat ekibi tarafından bilerek, kimilerine göre ise psikolojik bir bunalım sonucunda 1954’te siyanürlü elma yiyerek intihar etti.

İngiltere başbakanı G. Brown, zamanında eşcinsel olduğu için verilen cezadan dolayı Turing’den İngiliz Hükümeti adına 2009’da özür diledi. Turing’in bilime yaptığı katkılar unutulmadı. Bilgisayar alanının Nobel’i sayılan “Turing Ödülü” onun onuruna ihdas edildi.

Times Dergisi 1999’da onu 20. yüzyılın en önemli 100 kişisinden biri ilan etti. BBC tarafından Turing, 2002’de İngiltere’nin en önemli 22. kişisi ilan edildi. Doğumunun yüzüncü yılı olan 2012 tüm dünyada Turing Yılı ilan edildi.