[인물] 컴퓨터 원형, 튜닝머신 발명가: 앨린 튜링 Alan Turing
앨런 매시슨 튜링 (Alan Mathison Turing) 은 영국의 수학자, 암호학자, 논리학자, 컴퓨터 과학자로, 커뮤터 과학의 선구적 인물이며, 알고리즘 및 계산 개념을 튜링 머신이라는 추상 모델을 통해 형식화함으로써 컴퓨터 과학의 지대한 공헌을 합니다.
1912년 영국 런던에서 출생하고, 1931-36년 케임브리지 대학에서 수학을 전공하고, 1936-39년 미국 프린스턱 대학에서 연구하였고, 1940-45년 2차대전 기간 동안 영국 정부의 요청을 받아 독일군이 사용하는 애니그마라는 암호를 해석하는 컴퓨터의 시초인 튜링기계 Bombe를 만들고, 1945-54년 국립물리연구소에서 전자계산기 설계를 추진하다가, 약물로 사망하게 됩니다.
영국, 케임브리지 대학교 (1931-1936)
튜링은 케임브리지 대학교에서 수학을 전공했고, 특히 막스 보른의 양자역학 강의와 리하르트 쿠란트의 미분 방정식 강의를 듣고, 수치 해석을 비롯해 확률론, 통계학, 정수론, 군론 등을 연구합니다.
확률론
1933년 튜링은 물리학자 에딩턴의 과학적 방법론을 수강하고 정규분포곡선(courbe normale)이라는 고전적 개념에 관심을 갖게 된다. 튜링은 자연 현상에서 규칙성 연구에서의 중심극한정리의 중요성을 이해하고, 핀란드의 수학자 얄 발데마르 린데베리(Jarl Waldemar Lindeberg)가 1922년에 먼저 증명한 내용을 모르는 상태에서 이를 증명하고, 이 증명으로 그는 장학금을 받고 케임브리지 대학교의 특별연구원이 됩니다.
수 이론
리만 가설 등 소수의 개수에 대한 문제를 접한 튜링은 수치상으로 제타 함수를 평가했다. 이 과정에서 튜링은 제타함수 계산에 쓸 기계를 만들기 위해 장학금을 받아냈으나, 전쟁으로 인해 무산되었다가 전쟁 이후 맨체스터 대학교에서 다시 시도하게 되고, 이 기계에는 몇 가지 문제점이 있었으나, 튜링은 1953년에 제타 함수에 대한 논문을 발표합니다.
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 영향을 주게 됩니다. 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 이용했고, 양자역학에서 군론은 상태 개념에 연관되어 있고, 암호학에서는 치환 개념과 치환 불변성의 개념에 관련되어 있다고 합니다.
미국 뉴저지 유학, 프린스턴 대학교 (1936~1939)
1936년 튜링은 결정가능성 문제에 대한 부정적 증명을 해낸 후 미국 뉴저지 프린스턴 대학교에서 연구하게 되는데, 이때 튜링은 수리논리학의 알론조 처치와 군론의 존 폰 노이만을 만나 새로운 학문의 장을 열게 된다. 3년의 학업 이후 폰 노이만이 조교로 남을 것을 권유했으나 정중히 거절한 튜링은 케임브리지로 다시 돌아옵니다.
수리논리학
튜링은 프린스턴 대학교에서 만난 처치와 함께 수리논리학의 연구를 계속하게 되고, 그는 해결 불가능성의 정도의 산술적 서열을 구축함으로써 해결 불가능성의 개념이 고려된 형식 체계 내에서 이루어진다는 인식 변화를 만듭니다.
앨런 튜링, 컴퓨터 과학의 개념을 만든 수학천재
제2차 세계 대전(1940~1945)
암호학과 통계학 분야에서 튜링이 전쟁동안 진척시켰던 연구 작업은 1996년 미국 정부에 의해 폐기되는 등 공개에 어려움을 겪어, 전반적으로 알려지지 않게 됩니다. 하지만 “튜링이 없었다면, 영국은 전쟁에서 분명 패했을 것이다”라는 동료 D. 미치의 인터뷰 증언 등을 고려할 때 그의 업적을 짐작할 수 있는데, 널리 알려진 바처럼 튜링은 당시 에니그마 Egnima 라 칭해졌던 독일군의 암호를 해독해 냈으며 당시 컴퓨터의 발달에도 큰 영향을 줍니다. 튜링은 수리논리학에서 정의된 계산, 조작 실행에 영향을 준 추상적 기계(알고리즘)를 실행화시킨 물질적 기계를 토대로 이후 정보과학의 탄생에 큰 영향을 끼치게 됩니다.
영국정부 암호학 부서 (GCCS)
암호학은 수학, 논리학, 물리학에 연관된 분야로, 튜링은 전쟁 선포 이후, 영국 정부의 암호학 부서(GCCS)에 들어가게 되고, 열 명 남짓의 연구팀의 수장이 된 튜링은 독일 베를린의 잠수정 등에서 보내온 메시지를 코드화하여 해독하는데 주력해서 마침내 성공하고, 이 과정에서 튜링은 암호학의 새로운 기틀을 다졌으며 통계학과 기계화할 수 있는 논리적 방법을 사용합니다.
미국계산기 학회(ACM)에서는 튜링의 공로를 기리기 위하여, 1966년부터 매년 전산학(컴퓨터 과학)에 중요한 업적을 남긴 사람들한테 주는 튜링상이 제정되었는데, 현재 튜링상은 전산학(컴퓨터 과학) 분야의 노벨상이라고도 불리네요.
2014년 미국에서 개봉된 이미테이션 게임(The Imitation Game)은 Andrew Hodges이 1983년 출판한 Alan Turing: The Enigma 전기를 바탕으로 베네딕트 컴버배치 Benedict Cumberbatch 주연의 영화로 튜링이 대중들에게 널리 알려지게 된 계기가 된 듯 합니다.