lunes, 12 de noviembre de 2018
Un día como hoy

Nace Alan Turing, uno de los padres de la computación y la criptografía.

Publicado el 23.06.15

Fue un matemático, lógico, científico de la computación, criptógrafo y filósofo.

Turing fue pionero en ciencia de la computación y precursor de la informática moderna. Proporcionó una influyente formalización de los conceptos de algoritmo y computación: la máquina de Turing. Formuló su propia versión de la hoy ampliamente aceptada tesis de Church-Turing.Durante la Segunda Guerra Mundial, trabajó en descifrar los códigos nazis, particularmente los de la máquina Enigma, y durante un tiempo fue el director de la sección Naval Enigma de Bletchley Park. Tras la guerra diseñó uno de los primeros computadores electrónicos programables digitales en el Laboratorio Nacional de Física del Reino Unido y poco tiempo después construyó otra de las primeras máquinas en la Universidad de Mánchester. En el campo de la inteligencia artificial es conocido sobre todo por la concepción del test de Turing, un criterio según el cual puede juzgarse la inteligencia de una máquina si sus respuestas en la prueba son indistinguibles de las de un ser humano. La carrera de Turing terminó súbitamente después de ser procesado por ser homosexual. Dos años después de su condena murió. El 24 de diciembre de 2013, la reina Isabel II promulgó el edicto por el que se exoneró oficialmente al matemático, quedando anulados todos los cargos en su contra.

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En 1926 con catorce años, ingresó en el internado de Sherborne en Dorset. Su primer día de clase coincidió con una huelga general en Inglaterra, pero su determinación por asistir a clase era tan grande que recorrió en solitario, con su bicicleta, los más de 96 kilómetros que separaban Southampton de su escuela, pasando la noche en una posada. Tal hazaña fue recogida en la prensa local.

Las esperanzas y las ambiciones de Turing en la escuela fueron moldeadas por la estrecha amistad que desarrolló con un compañero un poco mayor, Christopher Morcom,3 que fue el primer amor de Turing. Morcom murió repentinamente, el 13 de febrero de 1930,4 sólo unas pocas semanas después de su última temporada en Sherborne, debido a complicaciones de la tuberculosis bovina, contraída tras beber leche de alguna vaca infectada. La fe religiosa de Turing se hizo pedazos, y se volvió ateo. Adoptó la convicción de que todos los fenómenos, incluyendo el funcionamiento del cerebro humano, deben ser materialistas.

La inclinación natural de Turing hacia la matemática y la ciencia no le atrajo el respeto de sus profesores de Sherborne, cuyo concepto de educación hacía mayor énfasis en los clásicos. A pesar de ello, Turing continuó mostrando una singular habilidad para los estudios que realmente le gustaban, y llegó a resolver problemas muy avanzados para su edad (en 1927) sin ni siquiera haber estudiado cálculo elemental.

En 1928 con dieciséis años, Turing descubrió los trabajos de Albert Einstein y no sólo pudo comprenderlos, sino que además infirió las críticas de Einstein a las Leyes de Newton de la lectura de un texto en el que no estaban explícitas. Durante su edad escolar, Turing fue un joven cuyo optimismo y ambiciones se vieron acrecentados debido en gran parte a su intensa unión con su amigo Morcom.

El King’s College de Cambridge, donde estudió en 1931 y se convirtió en miembro en 1935. Su sala de computación lleva actualmente su nombre.

Debido a su falta de voluntad para esforzarse con la misma intensidad en el estudio de los clásicos que en el de la ciencia y la matemática, Turing suspendió sus exámenes finales varias veces y tuvo que ingresar en la escuela universitaria que eligió en segundo lugar, King’s College, Universidad de Cambridge, en vez de en la que era su primera elección, Trinity. Recibió las enseñanzas de Godfrey Harold Hardy, un respetado matemático que ocupó la cátedra Sadleirian en Cambridge, y que posteriormente, fue responsable de un centro de estudios e investigaciones matemáticas entre 1931 y 1934. En 1935 Turing fue nombrado profesor del King’s College.

El Entscheidungsproblem, que se traduce como problema de decisión, fue un reto en lógica simbólica de encontrar un algoritmo general que decidiera si una fórmula del cálculo de primer orden es un teorema. En 1936, de manera independiente, Alonzo Church y Alan Turing demostraron ambos que es imposible escribir tal algoritmo. Como consecuencia, es también imposible decidir con un algoritmo general si ciertas frases concretas de la aritmética son ciertas o falsas.

La tesis de Church-Turing formula hipotéticamente la equivalencia entre los conceptos de función computable y máquina de Turing, que expresado en lenguaje corriente vendría a ser: «Todo algoritmo es equivalente a una máquina de Turing». No es en sí un teorema matemático: es una afirmación formalmente indemostrable, una hipótesis que, no obstante, tiene una aceptación prácticamente universal.

La tesis Church-Turing postula que cualquier modelo computacional existente tiene las mismas capacidades algorítmicas, o un subconjunto, de las que tiene una máquina de Turing.

 

Trailer de El Código Enigma, basada en la vida de Turing

 

En su memorable estudio “Los números computables, con una aplicación al Entscheidungsproblem” (publicado en 1936), Turing reformuló los resultados obtenidos por Kurt Gödel en 1931 sobre los límites de la demostrabilidad y la computación, sustituyendo al lenguaje formal universal descrito por Gödel por lo que hoy se conoce como máquina de Turing, unos dispositivos formales y simples. Turing demostró que dicha máquina era capaz de implementar cualquier problema matemático que pudiera representarse mediante un algoritmo. Las máquinas de Turing siguen siendo el objeto central de estudio en la teoría de la computación. Llegó a probar que no había ninguna solución para el problema de decisión, Entscheidungsproblem, demostrando primero que el problema de la parada para las máquinas de Turing es irresoluble: no es posible decidir algorítmicamente si una máquina de Turing dada llegará a pararse o no. Aunque su demostración se publicó después de la demostración equivalente de Alonzo Church respecto a su cálculo lambda, el estudio de Turing es mucho más accesible e intuitivo. También fue pionero con su concepto de «máquina universal (de Turing)», con la tesis de que dicha máquina podría realizar las mismas tareas que cualquier otro tipo de máquina. Su estudio también introduce el concepto de números definibles.

La mayor parte de 1937 y 1938 la pasó en la Universidad de Princeton, estudiando bajo la dirección de Alonzo Church. En 1938 obtuvo el Doctorado en Princeton; en su discurso introdujo el concepto de hipercomputación, en el que ampliaba las máquinas de Turing con las llamadas máquinas oracle, las cuales permitían el estudio de los problemas para los que no existe una solución algorítmica. Tras su regreso a Cambridge en 1939, asistió a las conferencias de Ludwig Wittgenstein sobre las bases de las matemáticas. Ambos discutieron y mantuvieron un vehemente desencuentro, ya que Turing defendía el formalismo matemático y Wittgenstein criticaba que la matemática estaba sobrevalorada y no descubría ninguna verdad absoluta.

Durante la Segunda Guerra Mundial fue uno de los principales artífices de los trabajos del Bletchley Park para descifrar los códigos secretos nazis. Sus perspicaces observaciones matemáticas contribuyeron a romper los códigos de la máquina Enigma y de los codificadores de teletipos FISH (máquinas de teletipos codificados que fabricaron conjuntamente Lorenz Electric y Siemens & Halske). Sus estudios del sistema Fish ayudarían al desarrollo posterior de la primera computadora programable electrónica digital llamada Colossus, la cual fue diseñada por Max Newman y su equipo, y construida en la Estación de Investigaciones Postales de Dollis Hill por un equipo dirigido por Thomas Flowers en 1943. Dicha computadora se utilizó para descifrar los códigos Fish (en concreto las transmisiones de la máquina Lorenz).

Para romper los códigos de la máquina Enigma y permitir a los aliados anticipar los ataques y movimientos militares nazis, Turing diseñó la bombe, una máquina electromecánica —llamada así en reconocimiento de la diseñada por los polacos bomba kryptologiczna— que se utilizaba para eliminar una gran cantidad de claves enigma candidatas. Para cada combinación posible se implementaba eléctricamente una cadena de deducciones lógicas. Era posible detectar cuándo ocurría una contradicción y desechar la combinación. La bombe de Turing, con una mejora añadida que sugirió el matemático Gordon Welchman, era la herramienta principal que usaban los criptógrafos aliados para leer las transmisiones Enigma Los trabajos de ruptura de códigos de Turing fueron secretos hasta los años 1970; ni siquiera sus amigos más íntimos llegaron a tener constancia.

El test de Turing es una prueba que propuso Alan Turing buscando una manera de demostrar la existencia de inteligencia en una máquina. De 1945 a 1948 Turing vivió en Richmond, Londres, donde trabajó en el Laboratorio Nacional de Física (NPL) en el diseño del ACE (Automatic Computer Engine o Motor de Computación Automática). En 1946 presentó un estudio que se convertiría en el primer diseño detallado de un computador automático. El primer borrador del informe sobre el EDVAC de Von Neumann fue anterior al de Turing, pero mucho menos detallado. Aunque diseñar el ACE era factible, el secretismo que reinaba durante la guerra desembocó en retrasos para iniciar el proyecto por lo que Turing se sintió desilusionado. En 1947 se tomó un año sabático en Cambridge, tiempo durante el cual escribió un trabajo pionero sobre la inteligencia artificial que no fue publicado en vida. Mientras se encontraba en Cambridge y a pesar de su ausencia, se siguió construyendo el prototipo piloto del ACE, que ejecutó su primer programa en mayo de 1950. Aunque la versión completa del ACE de Turing jamás fue construida, el diseño de otras computadoras en todo el mundo le debió mucho a su concepción.

A mediados de 1948 fue nombrado director delegado del laboratorio de computación de la Universidad de Mánchester y trabajó en el software de una de las primeras computadoras reales, la Manchester Mark I. Durante esta etapa también realizó estudios más abstractos y en su artículo de octubre de 1950 «Computing machinery and intelligence» Turing trató el problema de la inteligencia artificial y propuso un experimento que hoy se conoce como test de Turing, con la intención de definir una prueba estándar por la que una máquina podría catalogarse como «sensible» o «sintiente». En el documento, Turing sugirió que en lugar de construir un programa para simular la mente adulta, sería mejor producir uno más simple para simular la mente de un niño y luego someterlo a educación. Una forma invertida de la prueba de Turing se usa ampliamente en Internet, el test CAPTCHA que está diseñado para determinar si un usuario es un humano y no una computadora.

Entre 1948 y 1950 en conjunto con un antiguo colega, D.G. Champernowne, empezó a escribir un programa de ajedrez para un ordenador que aún no existía. En 1952 trató de implementarlo en el Ferranti Mark 1, pero a falta de potencia el ordenador no fue capaz de ejecutar el programa. En su lugar Turing jugó una partida en la que él simuló al ordenador, tomando alrededor de hora y media en efectuar un movimiento. Una de las partidas llegó a registrarse; el programa perdió frente a un colega de Turing, Alick Glennie. Su test fue significativo, característicamente provocativo y una gran contribución para empezar el debate alrededor de la inteligencia artificial que aún hoy continúa.

La carrera profesional de Turing se vio truncada cuando lo procesaron por su homosexualidad. En 1952 Arnold Murray, el amante de Turing, ayudó a un cómplice a entrar en la casa de Turing para robarle. Turing acudió a la policía a denunciar el delito. Durante la investigación policial, Turing reconoció su homosexualidad, con lo que se le imputaron los cargos de “indecencia grave y perversión sexual” (los actos de homosexualidad eran ilegales en el Reino Unido en esa época), los mismos que a Oscar Wilde más de 50 años antes. Convencido de que no tenía de qué disculparse, no se defendió de los cargos y fue condenado. Según su ampliamente difundido proceso judicial, se le dio la opción de ir a prisión o de someterse a castración química mediante un tratamiento hormonal de reducción de la libido. Finalmente escogió las inyecciones de estrógenos, que duraron un año y le produjeron importantes alteraciones físicas y psíquicas.  En una carta de esta época a su amigo Norman Routledge, Turing escribió en forma de falso silogismo una reflexión, relacionando el rechazo social que provoca la homosexualidad con el desafío intelectual que supone demostrar la posibilidad de inteligencia en los ordenadores. En particular, le preocupaba que los ataques a su persona pudieran oscurecer sus razonamientos sobre la inteligencia artificial.

 

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