Alan Mathison Turing
(nacido el 23 de junio de 1912 en 2 Warrington Crescent, Londres W9 y fallecido el 7 de junio de 1954 en su casa de Wilmslow, Cheshire).
Contribuyó a las matemáticas, el criptoanálisis, la lógica, la filosofía, la biología y de forma formativa, a la informática, la ciencia cognitiva, la Inteligencia Artificial y la Vida Artificial.
Descubriendo al Padre de la Informática
Educado en la Sherborne School de Dorset, Turing fue al King’s College de Cambridge en Octubre de 1931 para estudiar Matemáticas.
Inventó las máquinas de computación abstractas, ahora conocidas simplemente como máquinas de Turing en las que se modelan todas las computadoras digitales de programa almacenado posteriores.
Una máquina de Turing consiste en una cinta de papel potencialmente infinita, en la que está escrito un número finito de símbolos discretos (por ejemplo, binarios) y un escáner que se mueve adelante y atrás a lo largo de la cinta símbolo a símbolo, leyendo lo que encuentra y escribiendo más símbolos.
Turing demostró que una sola máquina, conocida como la máquina universal de Turing puede programarse para simular cualquier otra máquina de Turing.
La Tesis Church-Turing
Turing y el lógico estadounidense Alonzo Church argumentaron que todos los métodos matemáticos efectivos pueden ser llevados a cabo por la máquina universal de Turing, una proposición ahora conocida como la tesis de Church-Turing.
Un método matemático es “eficaz” si se puede establecer como una lista de instrucciones que puede seguir un empleado humano que trabaja obedientemente con lápiz y papel, durante el tiempo que sea necesario, pero sin perspicacia ni ingenio.
La tesis de Church-Turing fue aclamada como un “descubrimiento fundamental” sobre el “poder matemático del Homo Sapiens” (palabras de Emil Post en 1936).
En una revisión del trabajo de Turing, Church reconoció generosamente la superioridad de la formulación de la tesis de Turing sobre la suya propia, diciendo que el concepto de computabilidad de la máquina de Turing “tiene la ventaja de hacer que la identificación con la eficacia.. sea evidente de inmediato”.
Trabajando de forma independiente, Turing y Church habían demostrado que contrariamente a la opinión matemática de la época, existen problemas matemáticos bien definidos que no pueden resolverse mediante métodos efectivos; cada uno publicó este resultado en 1936.
Esto, junto con el trabajo del lógico austriaco Kurt Gödel puso fin al programa de Hilbert en matemáticas. David Hilbert, quien en 1900 estableció la agenda de gran parte de las matemáticas del siglo XX, afirmó que los matemáticos deberían buscar expresar las matemáticas en la forma de un sistema formal consistente, completo y refutable.
Un “sistema consistente” es aquel que no contiene contradicciones; “completo” significa que todo enunciado matemático verdadero es demostrable en el sistema y “refutable” significa que hay un método efectivo para decir, de cada enunciado matemático, si el enunciado es demostrable o no en el sistema.
El punto de Hilbert era que si llegáramos a poseer tal sistema formal, entonces la ignorancia sería desterrada de las matemáticas para siempre. Dada cualquier aserción matemática, seríamos capaces de decir si la aserción es verdadera o falsa determinando si es demostrable o no en el sistema.
Que el sistema formal sea refutable era una condición importante: un sistema no refutable no podía servir plenamente para desterrar la ignorancia, ya que no siempre se podía asegurar poder determinar si la afirmación en cuestión es o no demostrable en el sistema.
Asimismo, un sistema incompleto sería insatisfactorio; ya que la afirmación en cuestión podría ser verdadera y sin embargo, no demostrable en el sistema.
En 1931, Gödel demostró que el ideal de Hilbert es imposible de satisfacer, incluso en el caso de la aritmética simple. Puesto que no puede haber un sistema de aritmética formal consistente y completo.
Este resultado se conoce como el primer teorema de incompletud de Gödel. Sin embargo, el teorema de Gödel no dice nada sobre la refutabilidad. Ese aspecto fue abordado por Turing y Church.
En 1936, demostraron que ningún sistema formal consistente de aritmética era refutable. De hecho, demostraron que ni siquiera el sistema más débil conocido como lógica de predicados de primer orden era refutable. El sueño hilbertiano yacía en la ruina total.
Durante 1936-1938 Turing continuó sus estudios en la Universidad de Princeton.
Completó un doctorado en lógica matemática bajo la dirección de Church, analizando la noción de “intuición en matemáticas” e introduciendo la idea de “cálculo oracular” ahora fundamental en la teoría de la recursividad matemática.
Un oráculo es un dispositivo abstracto capaz de resolver problemas matemáticos demasiado difíciles para la máquina de Turing universal.
Turing en la Segunda Guerra Mundial
En el verano de 1938, Turing volvió a su beca en King’s. Al estallar las hostilidades con Alemania en septiembre de 1939, se fue de Cambridge a la sede de guerra de la Government Code and Cypher School (GC&CS) en Bletchley Park, Buckinghamshire.
Basándose en trabajos anteriores de criptoanalistas polacos, Turing contribuyó de manera crucial al diseño de máquinas electromecánicas (“bombas”) utilizadas para descifrar Enigma, el código por medio del cual las fuerzas armadas alemanas buscaban proteger sus comunicaciones de radio.
Gracias a las “bombas” a principios de 1942, GC&CS estaba decodificando unos 39.000 mensajes interceptados cada mes, aumentando posteriormente a más de 84.000 mensajes al mes; a una media aproximada de dos por minuto.
El trabajo de Turing sobre la versión de Enigma utilizada por la armada alemana fue vital para la batalla por la supremacía en el Atlántico Norte y también contribuyó del ataque a los cifrados conocidos como “Fish”.
Basado en el código de teleimpresor binario, Fish se usó durante la última parte de la guerra en lugar de Enigma, era un sistema basado en morse para el cifrado de señales de alto nivel.
Por ejemplo, los mensajes de Hitler y los miembros del Alto Mando alemán eran transmitidos a través de este método denominado Fish.
Se estima que el trabajo de GC&CS acortó la guerra en Europa, al menos por un plazo de dos años y Turing recibió la Orden del Imperio Británico por el papel desempeñado en el desarrollo de las tecnologías necesarias para luchar contra Enigma y Fish.
En 1945, terminada la guerra, Turing fue reclutado para el Laboratorio Nacional de Física (NPL) en Londres, para diseñar y desarrollar una computadora electrónica, una forma concreta de la máquina universal de Turing.
La creación de la primera computadora personal
El informe de Turing sobre como establecer su diseño para el motor de computación automática (ACE) fue la primera especificación relativamente completa de una computadora digital de propósito general con programa almacenado electrónico.
En este punto, Turing descubrió que la velocidad y la memoria eran las claves de la informática.
Su diseño tenía mucho en común con las arquitecturas RISC actuales y requería de una memoria de alta velocidad de aproximadamente la misma capacidad que una de las primeras computadoras Macintosh (enorme para los estándares de su época).
Si el ACE de Turing se hubiera construido según lo planeado, habría estado en una liga diferente de las otras primeras computadoras. Sin embargo, sus colegas de NPL pensaron que el trabajo de ingeniería era demasiado difícil de intentar y se construyó una máquina considerablemente más pequeña, el Pilot Model ACE.
Con una velocidad de reloj de 1 MHz, esta fue durante algún tiempo la computadora más rápida del mundo. Las computadoras derivadas del diseño original de Turing se mantuvieron en uso hasta aproximadamente 1970 (incluida la Bendix G15, posiblemente la primera computadora personal al uso).
Los retrasos fuera del control de Turing dieron como resultado que la NPL perdiese la carrera en construir la primera computadora digital electrónica de programa almacenado en funcionamiento, un honor que fue para el Laboratorio de Máquinas de Computación de la Royal Society en la Universidad de Manchester, en junio de 1948.
Desanimado por los retrasos en NPL, Turing asumió la Dirección Adjunta del Laboratorio de Máquinas de Computación de la Royal Society en ese año (anteriormente no existía un Director conocido) puesto que su trabajo teórico de 1935-36 había sido una influencia fundamental en el proyecto de la computadora de Manchester desde sus inicios.
La principal contribución práctica de Turing en Manchester fue diseñar el sistema de programación de la computadora Ferranti Mark I, la primera computadora digital electrónica disponible comercialmente en el mundo.
El papel de Turing en la ciencia cognitiva
Turing fue uno de los padres fundadores de la ciencia cognitiva moderna
y uno de los principales exponentes tempranos de la hipótesis de que el cerebro humano es en gran parte una máquina de computación digital, teorizando que la corteza al nacer es una máquina desorganizada que a través del entrenamiento se vuelve organizada, en una máquina universal o algo parecido.
Además, Turing fue pionero en la Inteligencia Artificial (IA), su trabajo en esta área incluye su anticipación de los enfoques conexionistas modernos, pero este tema lo trataremos más adelante: La Inteligencia Artificial y Alan Turing.
Turing pasó el resto de su corta carrera en la Universidad de Manchester y en Mayo de 1953 fue designado para un rectorado especialmente creado en Teoría de la Computación. Fue elegido miembro de la Royal Society de Londres en Marzo de 1951.
Sentencia por ser homosexual y muerte
En Marzo de 1952 fue procesado por su homosexualidad, entonces un delito en Gran Bretaña y sentenciado a un período de doce meses de “terapia hormonal”, un trato miserable del país que había ayudado a salvar, que aparentemente Turing soportó con divertida entereza.
Desde 1951, Turing trabajó en lo que ahora se llamaría vida artificial, utilizando la computadora Ferranti Mark I para modelar aspectos del crecimiento biológico; en particular, un mecanismo químico por el cual los genes de un cigoto podrían determinar la estructura anatómica del animal o planta resultante.
Turing murió en medio del estudio de esta obra pionera. Causa de la muerte: ¿Suicidio?. Murió tras haber comido una manzana con cianuro, algunas teorías hablan sobre un posible envenenamiento accidental.
La realidad es que tengo pendiente el investigar sobre el tema. Quizás, otro día 😉
Reconocimiento en la actualidad
En la actualidad, los avances revolucionarios creados por Alan Turing son reconocidos a nivel mundial y en Reino Unido, en los últimos años se le ha intentado devolver una pequeña parte del agradecimiento que se le debía.
Gordon Brown, nombrado primer ministro británico en 2007 y 2010, durante su campaña electoral de 2009, mostró públicamente sus disculpas -en nombre del pueblo británico¿- ante el trato que recibió Alan Turing.
En 2013, la Reina Isabel II dictó que se le otorgase un indulto honorífico. En 2017, se implementó una ley en defensa -retrospectiva- a los condenados por “actos homosexuales” y que comúnmente, se la conoce como ley Alan Turing.
Durante el año 2019, en una encuesta realizada por la BBC, los británicos le votaron como la persona más grande del Siglo XXI y en 2021, se decidió añadir su rostro en el billete de 50 libras esterlinas (moneda aún en uso) sustituyendo al rostro de Isabel II.
La Asociación de Maquinaria Computacional (Association for Computing Machinery) creó el premio anual Alan Turing que se encarga de reconocer a personajes relevantes en la innovación informática (principalmente estadounidenses) y se lleva repartiendo desde el año 1966.
Pronto regresaré con más entradas sobre Alan Turing y la evolución informática hasta la llegada al campo de la Inteligencia Artificial
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