A 100 años del nacimiento de Alan Turing

A 100 años del nacimiento de Alan Turing

Nos adentramos un poco en la historia de este matemático, pionero en las ciencias de la computación y parte importante en el desarrollo del criptoanálisis.

Este 23 de junio se cumplen 100 años exactos del nacimiento de Alan Turing, un matemático, pionero en las ciencias de la computación que aportó en campos como la lógica, criptoanálisis, ciencias cognitivas, inteligencia artificial y biología. Aunque es reconocido en estos campos de la ciencia, muchas veces su aporte no ha sido lo suficientemente destacado.

¿Quién fue Alan Turing, y por qué fue tan importante? A pocos días de la celebración de su natalicio, haremos un breve repaso de su vida.

(cc) adambowie

Turing nació en Londres el 23 de junio de 1912, y desde temprana edad manifestó interés y talento para las matemáticas, algo en lo que se especializaría luego en la universidad. Turing se graduó de King’s College, Cambridge, en 1934 con honores.

En 1936 presentó uno de sus primeros papers relevantes. En esa época, un problema que estaba siendo debatido entre los matemáticos era el Entscheidungsproblem o “problema de decisiones”, propuesto en 1928 por el matemático alemán David Hilbert.

El problema original provino del siglo XVII, cuando el matemático Gottfrief Leibniz se encontraba perfeccionando una de las primeras calculadoras, y pensó en la posibilidad de crear una máquina que pudiera determinar la veracidad de un planteamiento matemático o teorema. Hilbert lo planteó como una máquina que pudiera responder “sí” o “no” para determinar si una afirmación era universalmente válida para una serie de axiomas predeterminados. El problema puede ser visto también como la creación de un algoritmo que pueda decidir cuándo una afirmación se puede corroborar en base a los axiomas, usando reglas lógicas.

Máquina de Turing

El problema es imposible de resolver, algo que fue probado tanto por Alonzo Church como Alan Turing de forma más o menos simultánea usando diferentes métodos. El resultado fue plasmado en un teorema conjunto.

Sin embargo, la prueba propuesta por Turing introdujo la creación de la Máquina de Turing, un aparato hipotético que manipula símbolos en una cinta de acuerdo a una tabla de reglas.

Pese a su simplicidad, la máquina de Turing se puede adaptar para simular la lógica de cualquier algoritmo computacional, y se utiliza hasta hoy en teoría de la computación para explicar las funciones del CPU dentro de un computador. Turing probó que una máquina como esta podría realizar cualquier tipo de computación matemática si ésta puede representarse con un algoritmo.

La idea de una “máquina universal” que pudiera realizar las tareas de cualquier otra máquina – o ser capaz de computar cualquier cosa computable – era nueva en este tiempo.

Después de este paper, Turing trabajó casi dos años con Alonzo Church en el Instituto de Estudios Avanzados de Princeton, en Estados Unidos. Además de trabajar en matemáticas, Turing empezó a estudiar cifrado o criptología. En junio de 1938 obtuvo su grado de doctor de la Universidad de Princeton.

Segunda Guerra Mundial

(cc) ell brown

Después de terminar su doctorado, Turing volvió a Cambridge, donde comenzó a trabajar medio tiempo en la Escuela Gubernamental de Código y Cifrado (GCCS), una agencia de inteligencia británica cuya misión era aconsejar sobre la seguridad de los códigos y cifrados usados por el gobierno, y además estudiar los métodos de comunicación cifrada usados por otros países.

La Segunda Guerra Mundial comenzaría al año siguiente, y Turing jugó un rol vital mientras trabajaba en la agencia para descifrar los códigos usados por los alemanes pasa comunicarse durante la guerra. En particular se enfocó en Enigma, una máquina utilizada por los alemanes, que cifraba y descifraba mensajes secretos en morse, y cuya comprensión permitió a los aliados conocer con antelación los planes del enemigo.

Turing trabajó con el experimentado Dilly Knox en la GCCS en mejorar el método logrado por Polonia para leer los mensajes, lo que llevó a la creación de bombe, una máquina cuya función era descubrir la configuración de las máquinas Enigma usadas en las redes alemanas, para poder luego encontrar la clave que permitiría leer el mensaje.

Durante la guerra, Turing también aportó para resolver el cifrado de otros sistemas usados por los nazi, en especial la versión de Enigma usada por la Armada alemana, que era más compleja que la que usaban las demás ramas. Para esto encabezó una unidad especial conocida como “Hut 8”.

En muchos casos, mejoró la forma de descifrar que ya existía. El matemático empleó varias técnicas estadísticas para optimizar la prueba de distintas alternativas en el proceso de descifrar un código.

Turing escribió dos papers al respecto que fueron considerados tan valiosos por la GCCS y su sucessora, la GCHQ, que no fueron hechos públicos hasta abril de este año.

En su paso por esta agencia, Turing se ganó una reputación de excéntrico. Por ejemplo, tenía una bicicleta a la que se le salía la cadena cada cierta cantidad de pedaleos. En lugar de repararla, Turing contaba la cantidad de pedaleos que llevaba y se bajaba justo a tiempo para ajustar la cadena antes de que se saliera.  También se dice que solía amarrar su tazón a las tuberías de calefacción para que no se lo robaran.

Fin de la guerra y la inteligencia artificial

Después de la guerra, Turing se mudó a Richmond, Londres, donde trabajó en el diseño del “Motor Computacional Automático” o ACE, en el Laboratorio Nacional de Física. En 1946 presentó un paper donde detalló el primer diseño detallado de un programa computacional almacenado, es decir, que almacenaba instrucciones para un programa en una memoria electrónica. Aunque el diseño propuesto era posible de fabricar, la cantidad de secretos que había después de la guerra demoraron la puesta en práctica del proyecto y finalmente Turing lo abandonó.

A fines de 1947, el matemático se tomó un año sabático y volvió a Cambridge. Mientras estuvo afuera, se construyó el primer ACE, que ejecutó su primer programa el 10 de mayo de 1950. Aunque el modelo de ACE propuesto por Turing nunca se construyó, sus ideas dieron origen a máquinas como el English Electric DEUCE y el Bendix G-15 años después.

En 1948, Turing comenzó a trabajar en el Departamento de Matemáticas de la Universidad de Manchester, donde hizo más investigaciones en la matemática abstracta, entrando de a poco en el terreno de la inteligencia artificial.

Turing propuso en 1950 una prueba llamada el “Test de Turing”, que intenta definir un estándar para que una máquina pueda ser considerada “inteligente”. La idea era poner a un ser humano a interrogar a una máquina. Si el humano no podía distinguir, a través de una conversación, si su interlocutor era humano o máquina, se concluía que el computador era capaz de pensar.

En su paper, Turing propone que en lugar de crear un programa que simule una mente adulta, lo que habría que hacer es crear uno más simple que pueda simular la mente de un niño, y luego “educarlo”.

Algunos años antes de plantear esto, Turing había comenzado a desarrollar un programa de ajedrez para correrlo en un computador – que todavía no existía. En 1952, al no haber ninguna máquina tan poderosa como para ejecutar el programa que había planteado, Turing jugó ajedrez simulando al computador, tomándose media hora por cada movimiento sobre el tablero. El programa perdió contra un amigo de Turing, Alick Glennie.

Homosexualidad y sus últimos años

Turing sostiene una manzana. (cc) drinksmachine

Turing trabajó desde 1952 hasta su muerte en biología matemática y morfogénesis, el mecanismo por el cual un organismo obtiene su forma. De particular interés fue la existencia de los números de Fibonacci en la estructura de las plantas.

Aunque Turing había admitido su homosexualidad en los tiempos de la guerra, fue en los 50’s que su orientación sexual le trajo problemas. En enero de 1952, Turing conoció a Arnold Murray a la salida de un cine en Manchester, con quien comenzó a salir. Murray, sin embargo, se aprovechó de la confianza de Turing para entrar a robar a su casa a las pocas semanas. Turing reportó el crimen a la policía, y durante la investigación, reconoció una relación sexual con Murray.

Los actos homosexuales eran ilegales en el Reino Unido en ese entonces, por lo que ambos fueron condenados por “grave indecencia”. Las opciones de castigo eran quedar preso, o bien someterse a la castración química en libertad condicional. Turing optó por la segunda alternativa.

Como había sido condenado por un “crimen”, se le prohibió continuar la consultoría que realizaba en la unidad de criptoanálisis de la agencia de inteligencia inglesa.

El 8 de junio de 1954, Turing fue encontrado muerto en su casa. Se determinó que la causa de muerte fue envenenamiento por cianuro. Su cuerpo fue encontrado junto a una manzana mordida, y aunque no se revisó la manzana, se cree que puede haber ingerido el veneno a través de esta fruta. De acuerdo al novelista David Levitt, el cuento favorito de Turing era Blanca Nieves, por lo que puede haber reproducido la escena de la manzana en su suicidio.

No está clara la razón que lo llevó a tomar esta decisión. Puede haber sido la vigilancia policial, o quizás algo más. La castración química es considerada una de las posibles razones. En 2009 se lanzó una petición para que el gobierno británico se disculpara por el trato que recibió el matemático.

“Miles de personas se han unido para exigir justicia para Alan Turing y reconocimiento de la vergonzosa manera en que fue tratado. Aunque Turing fue juzgado por la ley del tiempo y no podemos retroceder los relojes, su trato fue completamente injusto y estoy contento de tener la oportunidad de decir cuán profundamente yo y todos lo sentimos lo que le sucedió. Así, en nombre del gobierno británico y de todos quienes viven libremente gracias al trabajo de Alan, estoy muy orgulloso de decir: perdón, merecías algo mucho mejor”, escribió el Primer Ministro, Gordon Brown ese año.

En 2011 hubo una petición para que se le “perdonara” su crimen, sin embargo, la solicitud fue rechazada. Lord McNally explicó en la oportunidad que “la ley de su tiempo requería una condena, y como tal, la política de largo plazo ha sido aceptar que esas condenas ocurrieron; en lugar de intentar alterar el contexto histórico para corregir lo que no se puede corregir, debemos asegurarnos de que nunca volvamos a esos tiempos otra vez“.

Turing fue honrado por diversas universidades y recibió varios reconocimientos y tributos póstumos. Este año hay también muchas celebraciones por el centenario de su nacimiento, no sólo en el Reino Unidos, sino también en Estados Unidos, Alemania, Brasil, España, Nueva Zelanda y otros países.

El año pasado también se produjo una película para televisión en el Reino Unido, les dejamos el trailer.

Links:
AlanTuring.net
Alan Turing (BBC)
The Death of Alan Turing (YouTube)
Alan Turing (Wikipedia)