Ο σπουδαίος Βρετανός μαθηματικός, που έθεσε τα θεμέλια της επιστήμης των υπολογιστών, αλλά και της τεχνητής νοημοσύνης, ενώ αποκρυπτογράφησε και τον μυστικό κώδικα “Enigma” της Ναζιστικής Γερμανίας.
____________________________________
O Alan Mathison Turing γεννήθηκε στη Βρετανία στις 23 Ιουνίου του 1912 και από μικρή ακόμα ηλικία είχε κάνει εμφανή την ιδιαίτερη κλίση του στους αριθμούς και τους γρίφους. Στο σχολείο του οι καθηγητές του αναγνώρισαν σύντομα και επιβεβαίωσαν ότι είχαν να κάνουν με έναν μαθητή μεγαλοφυία.
Όταν όμως ο Alan βρέθηκε στο διάσημο δημόσιο σχολείο Sherborne, οι ικανότητές του στις θετικές επιστήμες υποτιμήθηκαν, αφού υπήρχε εκεί μια τάση μεγαλύτερης εκτίμησης προς τους κλασσικούς.
Ο διευθυντής του σχολείου φαίνεται πως είχε πει στους γονείς του “Αν πρόκειται να μείνει στο δημόσιο σχολείο, πρέπει να στοχεύσει να γίνει μορφωμένος. Αν πρόκειται να γίνει απλώς επιστημονικός ειδικός, σπαταλά το χρόνο του σε ένα δημόσιο σχολείο”.
Ο έξυπνος νεαρός πάντως δεν πτοήθηκε και συνέχισε να ασχολείται διεξοδικά με τη μελέτη και την επίλυση μαθηματικών προβλημάτων, Το 1928, σε ηλικία 16 ετών, ασχολήθηκε με την εργασία του Αϊνστάιν, την οποία όχι μόνο κατανόησε εύκολα, αλλά έγραψε και ένα κείμενο, όπου συμπλήρωσε τα ερωτήματα του διάσημου μαθηματικού σχετικά με τους νόμους του Νεύτωνα και την κίνηση. Το κείμενο αυτό δεν δημοσιεύτηκε ποτέ.
Δεδομένου όμως ότι ασχολούνταν κυρίως με τα μαθηματικά και δεν έδινε ιδιαίτερη προσοχή στα κλασσικά μαθήματα, δεν κατάφερε να πάρει υποτροφία για το κολέγιο Trinity του Cambridge. Τελικά πέρασε στο Βασιλικό Κολέγιο, από όπου αποφοίτησε το 1934 με Άριστα στα Μαθηματικά. Το 1935 παρουσίασε την διατριβή του, στην οποία ανάπτυξε την απόδειξη του Κεντρικού Οριακού Θεωρήματος, με αποτέλεσμα να τιμηθεί ως μέλος του Κολεγίου. Δεν γνώριζε βέβαια ότι το συγκεκριμένο θεώρημα είχε ήδη αποδειχθεί περίπου 10 χρόνια πριν από τον Jarl Waldemar Lindeberg.
Η πιο σημαντική δημοσίευση του για το μέλλον ολόκληρης της υπολογιστικής επιστήμης ήρθε το 1936 με τίτλο “On Computable Numbers, with an Application to the Entscheidungsproblem” (“Για τους υπολογίσιμους αριθμούς, με μια εφαρμογή στην λήψη αποφάσεων”). Σ’ αυτή την εργασία ο Alan αναδιατύπωσε τα αποτελέσματα του σημαντικού Αυστριακού μαθηματικού Kurt Gödel σχετικά με τα όρια της απόδειξης και του υπολογισμού, και αντικατέστησε την παγκοσμίως επίσημη αριθμητική του γλώσσα εισάγοντας τη λεγόμενη μηχανή Turing (Turing machine).
Απέδειξε ουσιαστικά ότι η απλή και υποθετική υπολογιστική αυτή μηχανή του μπορούσε να εκτελέσει οποιονδήποτε πιθανό μαθηματικό υπολογισμό, αν μπορούσε να αναπαρασταθεί ως ένας αλγόριθμος. Απέδειξε επίσης ότι δεν είναι δυνατόν να αποφασιστεί αλγοριθμικά αν μια μηχανή Turing πρόκειται ποτέ να σταματήσει.
Ο ορισμός που έδωσε ο Turing για την υπολογιστική μηχανή του ήταν ότι αποτελείται από “απεριόριστη χωρητικότητα μνήμης σε μορφή μιας άπειρης ταινίας, η οποία είναι χωρισμένη σε τετράγωνα, πάνω στο καθένα από οποία μπορεί να εκτυπωθεί ένα σύμβολο. Κάθε στιγμή, υπάρχει ένα σύμβολο στη μηχανή και ονομάζεται σκαναριζόμενο σύμβολο. Η μηχανή μπορεί να μεταβάλλει το σκαναριζόμενο σύμβολο και η συμπεριφορά της είναι εν μέρει απόφαση αυτού του συμβόλου, αλλά τα σύμβολα σε άλλα σημεία της ταινίας δεν επηρεάζουν την συμπεριφορά της”.
Η “πατέντα” του στάθηκε ιδιαίτερα χρήσιμη στην επιστήμη, αφού εξηγεί τις λειτουργίες μιας κεντρικής μονάδας επεξεργασίας ενός υπολογιστή θέτοντας τις βάσεις γι’ αυτό που ονομάζουμε “τεχνητή νοημοσύνη” των υπολογιστών.
Το 1937-38 σπούδασε στο Πανεπιστήμιο του Princeton υπό την επίβλεψη του Αμερικανού μαθηματικού Alonzo Church. Στην διατριβή του ανέπτυξε περαιτέρω τη μελέτη του στις μηχανές Turing εισάγοντας την έννοια του υπερ-υπολογισμού (hypercomputation). Μέχρι σήμερα οι μηχανές Turing αποτελούν κεντρικό αντικείμενο μελέτης στη θεωρία του υπολογισμού.
Δράση στον Β’ Παγκόσμιο Πόλεμο και αποκρυπτογράφηση του Enigma
Ο Β’ Παγκόσμιος Πόλεμος βρήκε τον 27χρονο Alan Turing να εργάζεται μυστικά στον κυβερνητικό τομέα αποκρυπτογράφησης στο Bletchley Park συμβάλλοντας στην προσπάθεια αποκρυπτογράφησης των γερμανικών μηνυμάτων. Το 1940 μεταφέρθηκε στην Ομάδα 8.
Μαζί με τον Alfred Dilly Knox κατάφεραν να σπάσουν τους κωδικούς του εκπληκτικού κρυπτογραφικού συστήματος Enigma της Ναζιστικής Γερμανίας, κατόρθωμα που ως τότε θεωρούταν αρκετά δύσκολο. Ο Alan Turing κατάφερε να αυτοματοποιήσει και να επιταχύνει με το υπολογιστικό του σύστημα τις δοκιμές πιθανών συνδυασμών κατασκευάζοντας το αυτόματο σύστημα Bombe.
Είναι γεγονός ότι πολλές από τις γερμανικές και συμμαχικές στρατιωτικές δυνάμεις και πολιτικές υπηρεσίες που χρησιμοποιούσαν το Enigma έκαναν συχνά επιπόλαιη χρήση του συστήματος, περιλαμβάνοντας π.χ. ίδιες τυποποιημένες φράσεις στα μηνύματά τους, προκαλώντας έτσι προβλήματα που διευκόλυναν την αποκρυπτογράφηση του. Επίσης από το 1941 οι Γερμανοί ήδη χρησιμοποιούσαν και την πιο εξελιγμένη, περίπλοκη και ταχύτερη μηχανή Lorenz, που στους εργαζόμενους του Bletchley Park ήταν γνωστή ως Tunny.
Προς το τέλος του πολέμου ο Turing ανέλαβε μαζί με τον μηχανικό Donald Bayley να σχεδιάσουν τη φορητή μηχανή γνωστή ως “Delilah“, που θα επέτρεπε τις ασφαλείς μεταδόσεις φωνής. Η Delilah όμως ολοκληρώθηκε πολύ αργά και δεν χρησιμοποιήθηκε ποτέ στον πόλεμο.
Το παιχνίδι της μίμησης
Από το 1949 ο Alan Turing διορίστηκε αναπληρωτής Διευθυντής του Εργαστηρίου Πληροφορικής στο Πανεπιστήμιο του Manchester. Εκεί εργάστηκε στο λογισμικό για έναν από τους πρώτους υπολογιστές, τον Manchester Mark 1, για τον οποίο έγραψε και την πρώτη έκδοση του Εγχειριδίου προγραμματιστή. Προσλήφθηκε επίσης από την εταιρεία Ferranti ως σύμβουλος στην ανάπτυξη του μηχανήματος τους, Ferranti Mark 1 και συνέχισε τη συνεργασία του μαζί του μέχρι τον θάνατό του το 1954.
Κατά τη διάρκεια εκείνης της περιόδου ο Turing ασχολήθηκε με τη μελέτη των υπολογιστικών μηχανημάτων και την τεχνητή νοημοσύνη προσπαθώντας να καθορίσει ένα πρότυπο μηχανής που θα μπορούσε να είναι “έξυπνη”. Το 1952 λοιπόν, παρουσίασε ένα απλό πείραμα, γνωστό ως δοκιμή Turing ή και “παιχνίδι της μίμησης”.
Συνοπτικά, στο παιχνίδι συμμετέχουν τρεις άγνωστοι μεταξύ τους παίκτες, εκ των οποίων οι δύο, ένας άντρας και μια γυναίκα, είναι οι “μάρτυρες” και ο τρίτος είναι ο “ανακριτής”. Μέσα από ερωτήσεις και απαντήσεις ο “ανακριτής” προσπαθεί να μαντέψει την ταυτότητα του καθενός τους χωρίς φυσικά να τους βλέπει ή να ακούει τις φυσικές φωνές τους.
Ο Turing έβαλε τον υπολογιστή στη θέση ενός από τους παίκτες και στόχος του παιχνιδιού ήταν ο “ανακριτής” να πρέπει να βρει αν μιλάει με άνθρωπο ή με τη μηχανή. Αν πράγματι μπέρδευε τη μηχανή με τον άνθρωπο, τότε η μηχανή “κέρδιζε” το τεστ. Κάπως έτσι όρισε μια μηχανή που μπορεί να “συζητήσει” σαν ένας μέσος άνθρωπος λέγοντας συγκεκριμένα πράγματα κάτω από ανάλογες συνθήκες.
Σκάκι, βιολογία και αθλητισμός
Το 1949 ο Turing άρχισε να δουλεύει πάνω στο πρώτο πρόγραμμα σκακιού για τον υπολογιστή εμπνευσμένος από τον Claude Shannon και την πρωτοπόρα εργασία του “Programming a Computer for Playing Chess”.
Διαβάστε επίσης: Claude Shannon: Ο πατέρας της επιστήμης της πληροφορίας
Παράλληλα με τις μελέτες του σχετικά με τα υπολογιστικά συστήματα, ο Turing ασχολήθηκε επίσης και με την μαθηματική και αναπτυξιακή βιολογία και συγκεκριμένα με τη μορφογένεση. Το 1952 έγραψε ένα κείμενο με θέμα “The Chemical Basis of Morphogenesis”, το οποίο δημοσιεύτηκε μαζί με τα υπόλοιπα συγγράμματά του το 1992.
Πέρα από μαθηματική διάνοια ο Alan Turing υπήρξε και ένας πολύ καλός αθλητής μαραθωνοδρόμος. Ο καλύτερος χρόνος που είχε καταφέρει ήταν 2 ώρες και 46 λεπτά, σκορ κατά 11 λεπτά μικρότερο από αυτό του νικητή των Ολυμπιακών Αγώνων του 1948.
Ερωτικό σκάνδαλο και θάνατος
Η αξιόλογη σταδιοδρομία του Alan Turing και οι επιστημονικές του καταξιώσεις έμελλε κάποια στιγμή να στιγματιστούν από τις ερωτικές του προτιμήσεις δημιουργώντας ένα σκάνδαλο, που θεωρείται ότι κόστισε την ίδια του τη ζωή.
Ο Turing ήταν ομοφυλόφιλος, γεγονός που μέχρι το 1952 παρέμενε κρυφό σε όλους όσους τον ήξεραν. Εκείνη τη χρονιά όμως, για λόγο που δεν είναι γνωστός, ο εραστής του πλήρωσε κάποιον να του διαρρήξει το σπίτι. Ο Turing κάλεσε την αστυνομία για να καταγγείλει την παράβαση και σύντομα μέσα από τις έρευνες αποκαλύφθηκε η ομοφυλοφιλική σεξουαλική του σχέση με έναν 19χρονο.
Εκείνη την εποχή η ομοφυλοφιλία εκτός από ντροπή θεωρούταν και έγκλημα, ενώ το γεγονός ότι είχε σχέση με άτομο περίπου 20 χρόνια μικρότερό του δεν βοηθούσε την κατάσταση. Κατηγορήθηκε έτσι για σεξουαλική διαστροφή και καταδικάστηκε έχοντας την επιλογή να μπει στη φυλακή ή να ακολουθήσει μια ορμονική θεραπεία για να αντιμετωπίσει τις ορμές του.
Ο Turing επέλεξε την ορμονική θεραπεία, η οποία διήρκεσε για έναν χρόνο προκαλώντας του κάποιες αρνητικές παρενέργειες.
Η επαγγελματική του πορεία τότε καταστράφηκε και το ψυχολογικό κόστος για τον Turing ήταν αρκετό. Στις 8 Ιουνίου η οικονόμος του σπιτιού του τον βρήκε νεκρό και η νεκροψία έδειξε ότι είχε πεθάνει την προηγούμενη μέρα λόγω δηλητηρίασης από κυάνιο.
Δίπλα στο νεκρό σώμα του βρέθηκε ένα μισοφαγωμένο μήλο, που θεωρήθηκε ότι περιλάμβανε το φονικό δηλητήριο, παρόλο που δεν εξετάστηκε για να επιβεβαιωθεί.
Λέγεται επίσης ότι αυτό αποτέλεσε έμπνευση για το λογότυπο της γνωστής εταιρείας Apple ως φόρος τιμής στον Turing για την συνεισφορά του στην επιστήμη των υπολογιστών.
________________________________
Επίσημα ο θάνατός του θεωρήθηκε αυτοκτονία με ορισμένους ειδικούς να θεωρούν ότι επέλεξε τον τρόπο με το μήλο εμπνευσμένος από το παραμύθι της Χιονάτης, που ήταν το αγαπημένο του από παιδί.
Κάποιοι ερευνητές πάντως, καθώς και η ίδια η μητέρα του, αμφισβήτησαν την επίσημη ετυμηγορία για τον θάνατό του υποστηρίζοντας ότι πέθανε από ατύχημα έχοντας εισπνεύσει ή καταναλώσει κατά λάθος κάποια από τις εργαστηριακές χημικές ουσίες που διέθετε.
Η θεωρία αυτή στηρίζεται επίσης και στο γεγονός ότι ο Turing είχε αντιμετωπίσει τα δικαστικά του προβλήματα με καλή διάθεση και δεν είχε δείξει σημάδια κατάθλιψης, που θα μπορούσαν να τον είχαν οδηγήσει στην αυτοκτονία. Μάλιστα πριν βρεθεί νεκρός είχε γράψει και μια λίστα με τα πράγματα που έπρεπε να κάνει πριν την επιστροφή του στο γραφείο του μετά το σαββατοκύριακο.
Μετά θάνατον αναγνώριση
Ο Alan Turing είναι ένας από τους αξιόλογους επιστήμονες της ιστορίας, που το έργο του δημοσιεύτηκε, αναγνωρίστηκε και τιμήθηκε μετά τον θάνατό του.
Από το 1996 ο διεθνής Σύλλογος Μηχανημάτων Υπολογισμού (“Association for Computing Machinery”, ACM) απονέμει κάθε χρόνο το επιστημονικό βραβείο Turing (Turing Award) σε ένα “άτομο επιλεγμένο για την τεχνικής φύσης συνεισφορά του στην κοινότητα του υπολογισμού”. Πρόκειται για το βραβείο γνωστό ως το “Νόμπελ της Πληροφορικής”.
Κτίρια και δρόμοι της Βρετανίας, και όχι μόνο, ονομάστηκαν προς τιμήν του, ενώ δημιουργήθηκαν επίσης μνημεία και αγάλματα.
Ένα χαρακτηριστικό από αυτά είναι το άγαλμα του που τοποθετήθηκε στο Sackville Park του Μάντσεστερ το 2001 με μια επιγραφή που γράφει: “Πατέρας της επιστήμης των υπολογιστών, μαθηματικός, λογικός, αποκρυπτογράφος του πολέμου, θύμα της προκατάληψης”.
Τον Σεπτέμβριο του 2009, ο τότε πρωθυπουργός της Βρετανίας James Gordon Brown εξέφρασε δημόσια συγνώμη εκ μέρους του βρετανικού κράτους για την άδικη συμπεριφορά του απέναντι στον λαμπρό επιστήμονα όσο εκείνος ζούσε.
Η προσωπικότητα του Alan Turing ως επιστήμονα αποτέλεσε φυσικά έμπνευση και για τον χώρο των τεχνών και της λογοτεχνίας, με πιο πρόσφατη και γνωστή την ιστορική ταινία “The Imitation Game” του 2014.
