Google celebra Alan Turing con un Doodle

Di - 23 June 2012 - in

Un secolo fa nasceva, a Londra, Alan Turing. Oggi Google doverosamente lo celebra con un Doodle che farà decisamente divertire chi si intende di informatica, infatti è richiesto di programmare un parametro della macchina di Turing per ottenere l’output dato.

Ma vediamo chi è stato Turing, scienziato che merita molto piú della poca fama che ha tra chi non si occupa di informatica e matematica.

Nato all’inizio del secolo scorso, Turing è stato uno dei piú importanti matematici del novecento, contribuendo molto alla formalizzazione del concetto di algoritmo e creando il modello matematico della macchina di Turing, una macchina automatica per svolgere algoritmi, che semplificava e generalizzava le molte macchine automatiche create nel secolo precedente, da Babbage in poi. La macchina di Turing è in sostanza la base matematica e logica di tutti i computer che vennero dopo, compreso quello che state utilizzando per leggermi.

Si occupò anche di crittografia, principale applicazione degli algoritmi durante la seconda guerra mondiale  e delle applicazioni della sua macchina all’intelligenza artificiale, ideando anche  il test di Turing, poi ridefinito piú volte, per distinguere le macchine pensanti da quelle non pensanti.

La macchina di Turing

La macchina di Turing è una macchina che prende in ingresso un nastro, di lunghezza infinita, contenente delle informazioni di ingresso codificate in simboli, e un set di istruzioni. Le istruzioni, che possono riguardare sia l’avanzamento del nastro, sia la lettura o scrittura dei simboli, codificano un algoritmo. L’esecuzione di ogni istruzione modifica quindi lo “stato” della macchina (l’insieme dei simboli sul nastro, la posizione nel set di istruzioni), fino a raggiungere uno stato finale nel quale il risultato dell’algoritmo è scritto sul nastro.

Facendo da ponte tra il mondo delle macchine (nell’ottocento sono state ideate molte macchine automatiche) e quello degli algoritmi definiti in maniera formale, la macchina di Turing riesce non solo a modellizzare tutte le macchine del secolo precedente trasformandole in un set molto semplice di istruzioni, ma  anche a modellizzare qualsiasi algoritmo ideato nella storia della matematica. Grazie alla sua semplicità e alla sua basilarità, la macchina di Turing è anche un modo per rappresentare qualsiasi macchina realizzata successivamente nonché qualsiasi algoritmo o dimostrazione.

Insomma, è la base del trattamento algoritmico delle informazioni.

I primi computer

La macchina di Turing diede il via all’ideazione di macchine programmabili elettroniche per svolgere compiti generici. Turing lavorò molto all’ideazione di macchine reali programmabili basate sul modello della sua macchina teorica: è infatti assai semplice, elettronicamente, realizzare macchine che si basino su un set di simboli. Avendo una teoria alla base che permette di realizzare con tali macchine un qualsiasi algoritmo, una volta dimostrato che l’algoritmo porti effettivamente ad una soluzione in tempi finiti (cosa della quale Turing si è largamente occupato già dai suoi primi anni di studio), è possibile creare facilmente sistemi per svolgere algoritmi qualunque.

Alle capacità matematiche e intuitive, Turing associava anche ottime capacità tecniche. Lavorava direttamente alle macchine, ed era noto per essere particolarmente bravo a trovare i componenti rotti, in un’epoca in cui le macchine contenevano decine di migliaia di fragili valvole, e si rompevano mediamente una volta l’ora.

Con le sue macchine lavorò, durante la seconda guerra mondiale, a decifrare per il governo inglese i messaggi codificati con la macchina tedesca Enigma, una macchina meccanica portatile largamente utilizzata poiché comoda e considerata molto sicura. Il lavoro di Turing, che permetteva una decrittazione molto rapida (la sicurezza di Enigma era dovuta al fatto che le informazioni diventavano vecchie ben prima che si riuscisse a decifrarle) determinò in larga misura la capacità di prevedere azioni militari tedesche da parte del Regno Unito.

Verso Manchester

Nel dopoguerra, Turing lavorò a Londra per progettare un computer per il Laboratorio Nazionale di Fisica, progetto che venne accantonato a causa degli alti costi di realizzazione. Fallito questo progetto, tornò a Cambridge, la sua università di origine, e si dedicò a studi di tipo biologico, gettando le basi per le sue teorie sull’intelligenza artificiale. Turing ritenne infatti, non del tutto a torto, che a fine secolo le macchine avrebbero potuto simulare il ragionamento umano.

Alla fine di questo periodo, nel 1950, pubblicò l’interessante articolo Computer Machinery and Intelligence, nel quale cercò di definire quando una macchina potesse essere considerata pensante. Tali teorie sono state superate dall’evoluzione tecnologica successiva, dato che molte macchine banalmente non pensanti sono in grado di superare i test da lui proposti, basati peraltro su idee già delineate da Cartesio. I test piú recenti, in ogni caso, si basano sul suo e, cosa piú importante, sulle sue definizioni di macchina pensante.

MADAM

Subito dopo passò all’università di Manchester, dove finalmente ottenne sufficienti risorse economiche per progettare un suo computer, MADAM (Manchester Automatica Digital Machine). Negli anni seguenti lavorò moltissimo all’ideazione di algoritmi per questa macchina, e alla traduzione di algoritmi già esistenti, con particolare attenzione all’intelligenza artificiale.

Sul suo lavoro si basò poi il Manchester Mark I, commercializzato poi come Ferranti Mark I, diventato la prima macchina prodotta per essere commercializzata su larga scala, poco prima del piú diffuso UNIVAC.

Le sue idee sull’intelligenza artificiale hanno influenzato largamente anche a livello filosofico la fantasia dei suoi collaboratori (e in seguito della cultura popolare), al punto che un programmatore, Christopher Strachey, fece in modo che ogni mattina il Manchester Mark I pubblicasse lettere d’amore piuttosto realistiche (e anche relativamente esplicite per l’epoca), firmate M.U.C. (Manchester University Computer). Tali lettere, del tipo:


HONEY LOVE
YOU ARE MY DEAR PASSION: MY ADORABLE FERVOUR: MY ARDENT INFATUATION: MY ARDENT DEVOTION. MY PASSIONATE LUST BREATHLESSLY HOPES FOR YOUR LIKING.
YOURS BURNINGLY
M. U. C.

devono aver decisamente colpito la fantasia degli utenti del Mark I, venendo pubblicate per quasi un intero anno, dall’agosto del 1953 al maggio successivo. Un emulatore della macchina, con tanto di programma integrato, è disponibile sulla pagina di David Link.

La morte

La collaborazione con il governo durante la guerra portò Turing ad essere costantemente monitorato dal servizio segreto inglese, al punto che un suo collaboratore, Owen Ephraim, dichiarò di credere che un suo collega rimasto per poco tempo fosse effettivamente un agente.

In seguito ad una denuncia fatta per un furto subito, durante l’interrogatorio, ammise con una leggerezza dovuta al dibattito in corso sull’argomento, di avere tendenze omosessuali. All’epoca l’omosessualità era ancora reato nel Regno Unito e la pena per questo fatto fu eccessivamente pesante: la castrazione chimica a mezzo di ormoni.

Tale procedimento lo portò all’impotenza e a vedersi crescere il seno. Questi fatti, probabilmente uniti alla scarsissima riconoscenza ottenuta dal governo che aveva servito, lo portarono rapidamente alla depressione e al suicidio.

Si uccise a quarantuno anni, il sette giugno del 1954, mangiando una mela avvelenata con il cianuro di potassio, ispirata alla fiaba di Biancaneve che sempre lo aveva colpito.

Solo nel 2009 il governo inglese ammise le sue colpe nella vicenda.

Dopo Turing

Dagli anni 50 in poi, come è sotto gli occhi di tutti, le macchine elettroniche sono diventate sempre piú piccole e sempre piú complesse, grazie a calcoli e progetti effettuati con le macchine stesse. Esistono macchine in grado di fare scelte in campi ormai neanche piú tanto ristretti, in base a considerazioni matematiche e statistiche, imitando il ragionamento umano. Calcoli estremamente complessi e dimostrazioni sono stati realizzati grazie ad algoritmi che girano su macchine, impossibili da risolvere in tempi sensati da esseri umani.

Tutto questo è iniziato grazie alle teorie e alle macchine di Alan Turing. La rapidissima evoluzione tecnologica che abbiamo visto negli ultimi cinquant’anni è stata avviata da lui.

È lui, insomma, che dobbiamo ringraziare per tutto ciò che ci semplifica la vita, ormai in tutti i campi della scienza.

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Lorenzo Breda Articolo scritto da

Studente di Informatica a Roma, si occupa di programmazione web sopratutto lato server, e di accessibilità del web. Utilizza e ama Debian GNU/Linux, e si interessa di fisica, fumetto, trekking e fotografia (gli ultimi due possibilmente abbinati). Collabora con Googlab da aprile 2012.

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