L’enigma de la ment

Alan Turing: Una aproximació biogràfica

La infancia y la adolescencia de Turing

Considerado el padre de la informática moderna por sus aportaciones a esta disciplina, Alan Mathison Turing nació en Londres el 23 de junio de 1912. A pesar de algunas dificultades para aprender a leer y escribir en sus primeros años de escuela, Turing mostró desde pequeño un gran interés por las ciencias. Su gran pasión era la química.

El joven Turing no era especialmente sociable. Buena muestra de ello es la dificultad para hacer amigos en la Sherborne School, donde ingresó en 1926, a punto de cumplir catorce años. Esta escuela, como otras escuelas privadas británicas, fomentaba no tanto el cultivo de las ciencias como el aprendizaje de los deportes y las lenguas clásicas, vinculadas a las virtudes imperiales de hombría, jerarquía y liderazgo. La excepción eran las matemáticas. Así pues, Turing fue redirigido desde las ciencias experimentales hacia la matemática, una disciplina que cultivó a menudo durante estos años de manera autodidacta; hasta el punto de escribir un resumen y una crítica a la teoría de la relatividad de Einstein.

«El interés de Turing por las máquinas y la mente estuvo íntimamente ligado a la muerte de un amigo. ¿Qué relación existía entre el ‘espíritu’ y el ‘mecanismo’ de su cuerpo?»

Turing también desarrolló durante este período sentimientos emocionales hacia otros chicos. Uno de sus amigos más íntimos fue Christopher Morcom, un estudiante mayor que compartía el interés por la ciencia y por las matemáticas de Alan. Con dieciocho años, Christopher realizó con éxito el examen para entrar en el Trinity College de la Universidad de Cambridge. Turing, sin embargo, era un año menor y entonces aún no estaba preparado. Debería esperar un curso. Poco antes de finalizar sus estudios en Sherbone, sin embargo, conoció la tragedia de la muerte de Christopher como consecuencia de una tuberculosis de la que Alan no sabía nada.

Según su biógrafo, Andrew Hodges, el interés de Turing por las máquinas y la mente estuvo íntimamente ligado a esta experiencia traumática. ¿Qué relación existía entre el espíritu de Christopher y el mecanismo de su cuerpo? La muerte de Christopher debería enfrentar a Alan Turing con cuestiones relacionadas con la naturaleza de la mente, la materia y la diferencia entre la vida y la muerte.

Turing, en Cambridge

En 1931 Alan Turing superó el examen de acceso a la Universidad de Cambridge y empezó los estudios en el King’s College. La llegada a este College, aunque fortuita, fue importante. De hecho, frente a la atmósfera contenida del Trinity College, el más grande y rico de todos los colegios de Cambridge, el King’s College se enorgullecía de ser un lugar para el disentimiento académico, desde el punto de vista moral y político. Aunque en privado, la homosexualidad era una parte importante de la cultura que compartía la élite del King’s College.

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La máquina Enigma era un aparato que se comercializaba desde 1923. Sin embargo, estar en posesión de una no permitía descodificar los mensajes enviados por el ejército alemán debido a la complejidad de las combinaciones que ofrecía. Turing trabajó en Bletchley Park en un procedimiento para descodificar los miles de mensajes que los alemanes enviaban diariamente./ © Science Museum, London

Una vez finalizada su formación universitaria, Alan Turing fue elegido Fellow del King’s College de Cambridge a la edad de veintidós años. Su interés por la lógica matemática lo llevó, hacia mediados de la década de 1930, a atacar el problema planteado por David Hilbert (1862-1943): si las matemáticas eran decidibles. Se trataba del conocido Entscheidungsproblem. Hilbert estaba convencido de que se podía probar que las matemáticas eran completas (cada afirmación matemática se podía mostrar que era verdadera o falsa), consistentes (no había posibilidad de llegar a afirmaciones falsas a partir de pruebas válidas partiendo de los axiomas) y decidibles (existía un método definitivo mediante el cual se podía saber si una afirmación matemática se podía demostrar que es verdadera o falsa).

 Para disgusto de Hilbert, el matemático checo Kurt Gödel (1906-1978) había demostrado en 1930 que la aritmética (y por tanto las matemáticas) era necesariamente incompleta. Gödel construyó ejemplos de afirmaciones matemáticas bien elaboradas que no se podían demostrar verdaderas o falsas. ¿Existía, sin embargo, un método para mostrar qué afirmaciones eran verdaderas y cuáles falsas? Este problema era lo que preocupaba a Turing durante el verano de 1935. Lo más remarcable de su solución, terminada durante su estancia en Princeton y publicada en los Proceedings of the London Mathematical Society en 1937 (con el título «On Computable Numbers With an Application to the Entscheidungsproblem»), es que no solo contestaba al problema negando la decidibilidad, sino que, además, lo hacía presentando una teórica máquina de computación universal.

La inspiración parece que provino del mentor de Turing en Cambridge, Max Newman (1897-1984), quien elucubraba con la posibilidad de enfrentarse a los problemas de Hilbert mediante un proceso mecánico, es decir, como un proceso rutinario que podía ser acometido sin imaginación o pensamiento. La gran idea de Turing fue admitir deliberadamente una interpretación del significado y tratamiento del término mecánico entendido como «hecho por una máquina», aunque fuera una máquina imaginaria. Turing definió unas máquinas de computación que imitaban los procesos mecánicos de las matemáticas realizados por los calculadores o computadores humanos. Estas máquinas, difiriendo únicamente en su configuración inicial, podían generar números computables (cualquier número real definido por los métodos matemáticos de trabajo ordinarios basados en ecuaciones o límites). Así, a partir de una serie de argumentos y razonamientos matemáticos, Turing mostró que sus máquinas evidenciaban la imposibilidad de decidir, aplicando un proceso mecánico, si las afirmaciones matemáticas se podían demostrar verdaderas o falsas.

En Princeton, el científico norteamericano Alonzo Church (1903-1995) había llegado a una conclusión similar, de manera independiente, que fue publicada antes que el artículo de Turing. El trabajo de Turing, además de ser un tanto más accesible e intuitivo, incorporaba el mundo físico y reflexionaba alrededor de lo que se podía hacer. Así pues, la solución de Turing no solo abría para la matemática un nuevo campo de estudio (la computabilidad) y ofrecía un nuevo análisis de la actividad mental. Sino que además, tenía una implicación práctica muy interesante: el principio de una computadora que se podía construir en uso del concepto que fundamentaba la máquina universal de Turing.

Turing había marchado en septiembre de 1936 precisamente a Princeton, donde debería continuar explorando la lógica de la actividad mental, tal y como pone de manifiesto su artículo «Systems of logic based on ordinals», publicado en 1939 en los Proceedings of the London Mathematical Society y basado en su tesis doctoral, dirigida por Alonzo

© Agustín Sciammarella

Church. No se sabe mucho alrededor de sus investigaciones en Estados Unidos, aunque parece que dedicó tiempo a construir una máquina basada en dispositivos electromagnéticos que efectuaba multiplicaciones binarias codificadas, con algún tipo de teoría de inmunidad al criptoanálisis. En junio de 1938 se doctoró por la prestigiosa universidad norteamericana con una tesis donde introducía el concepto de hipercomputación. En otoño de este año, tras dos cursos académicos en Princeton, volvió a Cambridge.

Los trabajos de descodificación

En septiembre de 1939 la Alemania nazi ocupaba Polonia. Empezaba la Segunda Guerra Mundial. El día 4 de ese mes Alan Turing llegaba a Bletchley Park para trabajar a las órdenes del gobierno británico en la descodificación de mensajes. Con lápiz y papel, los descodificadores trataban de dar sentido a los mensajes interceptados por radio procedentes del continente, tal y como habían hecho en la Primera Guerra Mundial. Pronto, sin embargo, estuvo claro que los mecanismos tradicionales no eran suficientes para descifrar los códigos alemanes.

La principal herramienta de encriptación de los mensajes alemanes era Enigma, un aparato que parecía una máquina de escribir y que convertía un texto legible en una secuencia incomprensible de letras. Una vez pasado por la máquina, parecía que solo una persona con otra Enigma era capaz de leer el mensaje. Estas máquinas Enigma eran productos comerciales, a la venta desde 1923. El problema es que estar en posesión de una Enigma no bastaba para descifrar el mensaje. Encima de la máquina había una serie de ruedas que se podían situar en un gran número de posiciones diferentes que complicaban el proceso de desciframiento. De hecho, los criptógrafos alemanes la consideraban invulnerable.

En Bletchley Park, Turing trató de mejorar un aparato electromecánico diseñado por el criptógrafo polaco Marian Rejewski (1905-1980) para descifrar los mensajes de la Enigma. Poco después, en 1940, la compañía British Tabulating Machines construía una máquina diseñada por Turing, llamada Bombe. Esta máquina emulaba el cometido de treinta máquinas Enigma trabajando al mismo tiempo y tuvo bastante importancia en los intentos para decodificar los mensajes generados por la Enigma.

El procesamiento de la información en Bletchley Park respondía a una organización del trabajo extremadamente coordinada y eficiente. Los alemanes enviaban miles de mensajes codificados durante las veinticuatro horas, cambiando las claves varias veces cada día. Así pues, los trabajos para descifrar los mensajes se hicieron en paralelo, a partir de diferentes aproximaciones emprendidas por varias personas. En este contexto, la necesidad de mejorar la velocidad de descodificación tenía que conducir hacia el uso de la electrónica.

«La principal herramienta de encriptación de los mensajes alemanes era Enigma, un aparato que parecía una máquina de escribir y que convertía un texto legible en una secuencia incomprensible de letras»

Por su parte, el matemático Max Newman, antiguo mentor de Turing en Cambridge y en cabeza de muchas de las máquinas de Bletchley Park, propuso en 1943 una solución radical para decodificar los mensajes de la máquina de Lorenz –otra máquina de codificación de gran complejidad utilizada por los alemanes para comunicaciones de alto nivel–. La nueva máquina, llamada Colossus, debería almacenar secuencias de símbolos y compararlos a gran velocidad, tal y como permitía la electrónica. Una máquina con mil quinientas válvulas, de la que se construyeron hasta diez entre 1943 y 1945, capaz de probar patrones de encriptación y compararlos con textos cifrados hasta encontrar similitudes con gran rapidez. Aunque recordaban a sus máquinas imaginarias descritas en 1937, Turing no participó en el diseño. Estas primeras máquinas electrónicas digitales programables, sin embargo, se basaban en la teoría estadística que había desarrollado Turing para tratar de decodificar los mensajes de la máquina Enigma. Una teoría fundamentada en un modelo geométrico que facilitaba el tratamiento de los millones de millones de combinaciones de letras cifradas y que consolidó el criptoanálisis como una disciplina científica.

A medida que la Segunda Guerra Mundial llegaba al final, los matemáticos –rodeados de máquinas que almacenaban, comparaban y escribían símbolos– empezaron a hacerse nuevas preguntas relacionadas con la naturaleza mecánica de la inteligencia. En uso de teorías matemáticas, los científicos empezaron a reflexionar sobre la mecanización de los procesos de pensamiento. El desarrollo de máquinas adscritas a los trabajos de criptoanálisis había estimulado las ideas de cómo los problemas matemáticos podían ser solucionados a partir de ayuda mecánica. Para Turing, la cuestión más importante era hasta qué punto una máquina podía actuar como un cerebro. ¿Podía aprender? ¿Podía pensar?

La investigación en tiempos de paz

La Segunda Guerra Mundial había movilizado muchos científicos, matemáticos e ingenieros que, una vez finalizada la contienda, retornaron a las universidades en 1945. Alan Turing, por su parte, decidió ir a Londres, a la División Matemática del National Physical Laboratory (NPL), donde planeaba construir una computadora llamada Automatic Computing Engine (ACE). No tardó mucho en renunciar a este proyecto. De hecho, tan solo estuvo tres años en Londres. En septiembre de 1947 se trasladó a Cambridge y en mayo de 1948 aceptó una oferta de trabajo de la Universidad de Manchester, promovida y patrocinada por Newman.

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Turing diseñó la máquina Bombe, que actuaba como treinta máquinas Enigma y que fue construida por la compañía British Tabulating Machines en 1940. La necesidad de aumentar la velocidad para descodificar miles de mensajes diariamente conduciría al uso de la electrónica./ © GCHQ

Los motivos que lo impulsaron a abandonar el NPL no están claros y se atribuyen tanto a la falta de expertos en electrónica como a la ambición de Turing de investigar ideas relacionadas con la inteligencia de las máquinas, una línea de trabajo que no habría tenido el apoyo de sus superiores. El proyecto que dejó, sin embargo, si hubiera sido completado durante aquel período con sus especificaciones, habría sido la más sofisticada de las primeras computadoras. De hecho, el primer modelo piloto del ACE, desarrollado por el equipo que Turing dejó atrás, operó su primer programa en mayo de 1950 y rápidamente se convirtió en un caballo de batalla para el trabajo computacional de las agencias de investigación gubernamentales, tanto civiles como militares.

Ante la frustración que le provocaba su proyecto de investigación en Londres, Turing decidió irse a la Universidad de Manchester, donde debería colaborar con un grupo de matemáticos procedente de Bletchley Park, que incluía a Max Newman, y un grupo de ingenieros eléctricos como Frederic Calland Williams (1911-1977), expertos en radares. De hecho, Williams había ideado, a partir de la experiencia adquirida durante la guerra, una pequeña computadora experimental, la primera computadora electrónica operacional con un programa almacenado. Una máquina conocida con el nombre de Madam (Manchester Automatic Digital Machine), que en junio de 1948 era única.

Manchester ofrecía a Turing la posibilidad de trabajar con una máquina que, si bien no había podido aportar nada a su diseño, por lo menos funcionaba. A pesar de encontrarse inmerso en una cultura de ingenieros con poco interés por sus investigaciones filosóficas, Turing participó de la gradual mejora que se hizo de la máquina, prestando especial atención a los problemas prácticos de programación. Incluso la programó para que fuese capaz de escribir versos de amor. Poco después se negoció con una firma de ingeniería electrónica local, Ferranti, para convertir aquel monstruo experimental en un producto comercial. La Universidad de Manchester recibió la primera de estas nuevas máquinas en 1951, la Ferranti Mark I –informalmente llamada Blue Pig–, cuyo manual de programación escribió Turing.

El juego de la imitación (o el test de Turing)

Turing aprovechó el tiempo de espera de la nueva máquina y su libertad en Manchester para dar forma y publicar sus pensamientos sobre la inteligencia de las máquinas, que en cierta medida recuperaban ideas e insinuaciones de su artículo de 1937. Según Turing, las máquinas podían hacer exactamente el mismo trabajo que los llamados calculadores o computadores humanos. Su experiencia en Bletchley Park y su trabajo en el NPL habían sido cruciales para dar forma a estas ideas.

Más aún, Turing estaba convencido de que las máquinas podían aprender e ir más allá de las operaciones puramente mecánicas. Una máquina podía ser enseñada a mejorar su comportamiento, hasta el punto de mostrar «inteligencia». Al fin y al cabo, ¿en qué consistía la inteligencia? Turing argumentaba que era posible construir una máquina para jugar al ajedrez con unas reglas dadas y que la capacidad de aprender en las partidas debería hacer que su comportamiento fuera más allá, mostrando un elemento de libertad como el de una inteligencia viva, aunque no necesariamente humana.

Así pues, en 1950 publicaría un artículo en la revista filosófica Mind, titulado «Computing Intelligence and Machinery», donde planteaba considerar la pregunta de si las máquinas pueden pensar. Su respuesta no era un sí o un no directos. Argumentaba, sin embargo, que la cuestión podía ser resuelta, y planteaba el llamado Test de Turing, un juego de imitación destinado a demostrar la inteligencia de una máquina. La convicción de Turing era que una máquina digital podría dar una buena respuesta en el juego, es decir, que podía hacer cosas inesperadas, imitar a otras máquinas o, incluso, considerar los efectos de una percepción extrasensorial si alguna vez ésta se llegaba a descubrir. Lo único que era necesario era tener suficiente capacidad de almacenamiento. Desde una visión sumamente materialista, que rechazaba la existencia del alma, Turing estaba convencido de que no había argumentos para asegurar que las máquinas no podían pensar.

«Turing diseñó la máquina Bombe, que actuaba como treinta máquinas Enigma y que fue construida por la compañía British Tabulating Machines en 1940. La necesidad de aumentar la velocidad para descodificar miles de mensajes diariamente conduciría al uso de la electrónica.»

Incluso algunos científicos ya habían emprendido proyectos de investigación para abordar, de una manera u otra, ideas parecidas. Durante su etapa en Manchester, Alan Turing y su grupo de colaboradores elaborarían algunos artículos sobre computadores digitales aplicados al juego que fueron publicados en 1953. Una investigación pionera en el tema de la inteligencia de las máquinas que no tuvo, sin embargo, un impacto real inmediato en el nuevo campo de la inteligencia artificial que se habría de desarrollar a partir de la década de 1950 de la mano de autores como los norteamericanos Allen Newell (1927-1992), Herbert Simon (1916-2001), Marvin Minsky (1927-) y John McCarthy (1927-2011).

La muerte

Turing murió en junio de 1954, un par de semanas antes de cumplir los cuarenta y dos años. Su madre y sus amigos defendieron la posibilidad de una ingesta accidental del cianuro de potasio guardado en su casa y utilizado para hacer experimentos electrolíticos. Esta teoría cuadraría con el comportamiento descuidado de Turing y con una muerte tan inesperada. Nadie había percibido ninguna señal de su intención de quitarse la vida ni se encontró ninguna nota explicativa. Según la versión oficial, sin embargo, se suicidó después de morder una manzana impregnada de cianuro de potasio. No es descabellado tampoco pensar en esta posibilidad, porque durante las depresiones que sufrió en Princeton había incluso ideado un método de suicidio a partir de la ingesta de una manzana.

Ahora bien, la década de 1950 había sido para Turing menos deprimente que las anteriores. En verano de 1950 Turing se había comprado una casa en Wilmslow (Cheshire), a unos veinte kilómetros al sur de Manchester. En primavera de 1951, con treinta y nueve años, había sido elegido miembro de la Royal Society de Londres. Incluso, en mayo de 1953, la Universidad de Manchester había aprobado nombrarlo profesor de teoría de la computación, un puesto especialmente creado para él que le daba cierta tranquilidad y libertad para continuar con sus investigaciones.

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Alan Turing estaba convencido de que el conocimiento y la inteligencia de los humanos derivaba de la interacción con el mundo, y que esta determinaba la forma de cómo el cerebro almacenaba el conocimiento. Siguiendo este esquema, Turing defendía que las máquinas podían aprender de la experiencia e ir más allá de las operaciones mecánicas./ © NPL/Archive Science Museum, London

Su vida privada quizá le había reportado mayores disgustos. La marcha a Manchester había frustrado en cierta medida su relación con su amante Neville Johnson. Turing, sin embargo, viajaba a Europa a menudo, donde podía actuar con cierta libertad sin repercusiones. En Manchester también gozó de algún affaire ocasional, como por ejemplo la relación que mantuvo a principios de 1952 con un joven llamado Arnold Murray. Una historia que desembocaría en un final fatal cuando Turing lo hizo responsable del robo de su casa. Las investigaciones realizadas por los inspectores de policía resultaron en la acusación contra Alan Turing por un delito contra la moral pública por mantener relaciones sexuales con otros hombres. Para evitar la prisión, Turing se declaró culpable y se sometió a un tratamiento de estrógenos destinado a «curarlo» de su condición. Un tratamiento que actuó como una castración química y que le hizo engordar considerablemente e incluso provocó que le crecieran los pechos. A pesar de eso, no parece que haya ninguna relación causal entre este hecho y su muerte dos años después.

Aunque el asunto no tuvo mucha publicidad, esta historia echó por tierra la posibilidad de continuar colaborando en proyectos gubernamentales de criptoanálisis, tal y como había hecho desde finales de la guerra. Turing se había convertido en un riesgo para la seguridad. En efecto, la deserción en 1951 del espía Guy Burgess (1911-1963) había construido un mito del traidor homosexual que estaba muy presente en la opinión pública y los políticos. La paranoia de la Guerra Fría impulsó al servicio de inteligencia británico a preocuparse de la vida privada de Turing, conocedor de secretos relacionados con el desciframiento de códigos y experto en una tecnología nueva y de aplicación militar. El problema para los servicios de inteligencia no era tanto su orientación sexual como la imposibilidad de controlar y predecir el comportamiento de un personaje como Turing, que, para algunos, podía ser víctima fácil de chantaje. Todo eso ha dado pie a algunas teorías de la conspiración donde se argumenta que los servicios de inteligencia quisieron silenciar para siempre a Turing y proteger todo el conocimiento que guardaba.

Epílogo

Turing estaba convencido de que el conocimiento y la inteligencia de los humanos derivaba de la interacción con el mundo y de que esta interacción determinaba la manera en que el conocimiento se almacenaba en el cerebro. La estructura del cerebro conectaba las palabras almacenadas con las ocasiones para utilizarlas y con los comportamientos asociados o que las sustituían. ¿Era el lenguaje un juego o estaba conectado con la vida real? ¿Podía existir la inteligencia sin vida? Sus reivindicaciones alrededor de la inteligencia de las máquinas y la simulación mecánica del aprendizaje hicieron que, durante los que serían los últimos años de su vida, prestase atención a diferentes cuestiones biológicas, como por ejemplo los patrones de crecimiento de las células del cerebro. Incluso formuló algunos problemas simplificados alrededor de la teoría química de la morfogénesis que trató de resolver mediante ecuaciones diferenciales no-lineales. En el curso de su investigación, mostró que la heterogeneidad podía salir de condiciones iniciales de homogeneidad.

«Turing estaba convencido de que las máquinas podían aprender e ir más allá de las operaciones puramente mecánicas hasta el punto de mostrar “inteligencia”»

La insistencia de Alan Turing a la hora de cuestionar la capacidad exclusiva de los seres humanos de pensar fue una constante desde la década de 1940. Algunos autores han querido ver en la defensa de la posibilidad de pensar de las máquinas una crítica sutil a las normas sociales que denegaban a parte de la población (en especial a los hombres homosexuales, pero también a las mujeres) el derecho a una existencia legítima y legal. Más allá de esta hipótesis, podemos asegurar que las investigaciones de Alan Turing influyeron decisivamente en el desarrollo de nuevas especialidades científicas, como la cibernética, la inteligencia artificial y la psicología cognitiva.

Bibliografia

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© Mètode 2012 - 75. El gen festivo - Otoño 2012

Museu Nacional de Ciència i Tecnologia.