Alonzo Church: บิดาแห่งภาษาที่ขับเคลื่อนคอมพิวเตอร์ยุคใหม่ ผู้ไม่เคยแตะต้องคอมพิวเตอร์เครื่องจริง

หลายทศวรรษก่อนคอมพิวเตอร์เครื่องแรกจะถือกำเนิดขึ้น มีนักตรรกวิทยาคนหนึ่งได้คิดค้นภาษาทางคณิตศาสตร์ที่จะกลายเป็นรากฐานของภาษาโปรแกรมเชิงฟังก์ชันในอีกหลายสิบปีต่อมา Alonzo Church นักตรรกวิทยาและนักคณิตศาสตร์ชาวอเมริกัน เสียชีวิตเมื่อวันที่ 11 สิงหาคม ค.ศ. 1995 ที่เมือง Hudson รัฐโอไฮโอ ด้วยวัย 92 ปี ทิ้งไว้เบื้องหลังมรดกทางความคิดที่กลายเป็นเสาหลักของวิทยาการคอมพิวเตอร์สมัยใหม่

จากศาลสู่มหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน

Church เกิดเมื่อวันที่ 14 มิถุนายน ค.ศ. 1903 ที่กรุงวอชิงตัน ดี.ซี. บิดาของเขา Samuel Robbins Church เป็นผู้พิพากษาศาลเทศบาลประจำเขตโคลัมเบีย แต่ต้องออกจากตำแหน่งเนื่องจากปัญหาสายตา ทำให้ครอบครัวย้ายไปอยู่ที่รัฐเวอร์จิเนีย ด้วยความช่วยเหลือของลุงที่ชื่อ Alonzo Church เช่นเดียวกัน เขาจึงมีโอกาสเข้าเรียนที่ Ridgefield School for Boys ในรัฐคอนเนตทิคัต และสำเร็จการศึกษาในปี 1920 ก่อนจะเข้าศึกษาต่อที่มหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน ซึ่งเขาได้รับปริญญาตรีในปี 1924 และปริญญาเอกในปี 1927 จากวิทยานิพนธ์เรื่อง “Alternatives to Zermelo’s Assumption” ภายใต้การดูแลของ Oswald Veblen นักคณิตศาสตร์ผู้ร่วมก่อตั้งสถาบันเพื่อการศึกษาขั้นสูงในเวลาต่อมา

แลมบ์ดาแคลคูลัส: รากฐานของภาษาโปรแกรมเชิงฟังก์ชัน

ในช่วงต้นทศวรรษ 1930 Church ได้พัฒนา แลมบ์ดาแคลคูลัส (lambda calculus) ระบบทางการที่ใช้อธิบายการคำนวณผ่านการนิยามฟังก์ชันและการประยุกต์ใช้ฟังก์ชัน (function application) โดยไม่จำเป็นต้องพึ่งพาแนวคิดเรื่องตัวแปรหรือหน่วยความจำแบบที่เครื่องจักรทัวริงใช้ แม้ในตอนแรกแลมบ์ดาแคลคูลัสจะถูกพัฒนาขึ้นเพื่อวัตถุประสงค์ทางตรรกศาสตร์และรากฐานทางคณิตศาสตร์ล้วน ๆ แต่ในเวลาต่อมากลับกลายเป็นรากฐานสำคัญที่สุดของ ภาษาโปรแกรมเชิงฟังก์ชัน (functional programming) ภาษาโปรแกรมสมัยใหม่หลายภาษา ทั้ง Lisp, Haskell และแม้แต่แนวคิดฟังก์ชันในภาษาโปรแกรมกระแสหลักอย่าง Python และ JavaScript ต่างก็มีรากฐานความคิดย้อนกลับไปถึงแลมบ์ดาแคลคูลัสของ Church ทั้งสิ้น

ทฤษฎีบทเชิร์ชและปัญหาการตัดสินใจ

ผลงานสำคัญอีกชิ้นหนึ่งของ Church คือการแก้ปัญหา Entscheidungsproblem (ปัญหาการตัดสินใจ) ที่ David Hilbert ตั้งคำถามไว้ก่อนหน้านั้น โดย Church พิสูจน์ในปี 1936 ว่าไม่มีวิธีการเชิงกลไกทั่วไปที่จะตัดสินได้ว่าข้อความทางคณิตศาสตร์ใด ๆ เป็นจริงหรือเท็จเสมอ ผลลัพธ์นี้รู้จักกันในชื่อ ทฤษฎีบทของเชิร์ช (Church’s theorem) ซึ่งเกิดขึ้นในช่วงเวลาไล่เลี่ยกันกับผลงานที่คล้ายคลึงกันของ Alan Turing นักคณิตศาสตร์ชาวอังกฤษที่แก้ปัญหาเดียวกันด้วยแนวทางที่แตกต่างออกไปผ่านแนวคิดเครื่องจักรทัวริง ความสอดคล้องกันของผลลัพธ์ทั้งสองแนวทางนำไปสู่ข้อเสนอที่รู้จักกันในชื่อ วิทยานิพนธ์เชิร์ช-ทัวริง (Church–Turing thesis) ซึ่งระบุว่าแนวคิดเรื่อง “การคำนวณได้” ตามสัญชาตญาณของมนุษย์นั้น เทียบเท่ากับสิ่งที่แลมบ์ดาแคลคูลัสหรือเครื่องจักรทัวริงสามารถคำนวณได้ วิทยานิพนธ์นี้กลายเป็นรากฐานทางทฤษฎีที่สำคัญที่สุดชิ้นหนึ่งของวิทยาการคอมพิวเตอร์เชิงทฤษฎีมาจนถึงปัจจุบัน ที่น่าสนใจคือ Turing เองก็เคยเป็นลูกศิษย์ปริญญาเอกของ Church ที่มหาวิทยาลัยพรินซ์ตันในเวลาต่อมาด้วย

ผู้วางรากฐานวารสารตรรกศาสตร์สัญลักษณ์

Church เข้าร่วมคณะที่มหาวิทยาลัยพรินซ์ตันในปี 1929 และทำงานที่นั่นนานถึง 38 ปี ก่อนจะย้ายไปสอนที่ภาควิชาปรัชญา มหาวิทยาลัย UCLA ในปี 1967 จนถึงปี 1995 นอกเหนือจากงานวิจัย เขายังมีบทบาทสำคัญในการยกระดับความน่าเชื่อถือของสาขาตรรกศาสตร์คณิตศาสตร์ ผ่านการดำรงตำแหน่งบรรณาธิการคนแรกของวารสาร Journal of Symbolic Logic ตั้งแต่ก่อตั้งในปี 1936 จนถึงปี 1979 นับเป็นเวลากว่าสี่ทศวรรษ ตลอดชีวิตการทำงาน เขามีลูกศิษย์ปริญญาเอกที่ประสบความสำเร็จมากมาย ไม่ว่าจะเป็น Stephen Cole Kleene, Michael O. Rabin, Dana Scott และ Alan Turing เขาได้รับเลือกเป็นสมาชิกของ American Academy of Arts and Sciences ในปี 1967 สมาชิก National Academy of Sciences ในปี 1978 และสมาชิก British Academy ในปี 1980

Alonzo Church เสียชีวิตเมื่อวันที่ 11 สิงหาคม ค.ศ. 1995 ที่เมือง Hudson รัฐโอไฮโอ และถูกฝังไว้ที่สุสาน Princeton Cemetery แม้ตัวเขาเองจะไม่เคยได้สัมผัสหรือทำงานกับคอมพิวเตอร์เครื่องจริงในความหมายสมัยใหม่เลย แต่ภาษาทางคณิตศาสตร์ที่เขาคิดค้นขึ้นเพื่อสำรวจธรรมชาติของการคำนวณ กลับกลายเป็นรากฐานที่ขับเคลื่อนภาษาโปรแกรมและทฤษฎีวิทยาการคอมพิวเตอร์มาจนถึงยุคดิจิทัลในปัจจุบัน