Imitation game, missione Enigma

Ho appena scoperto perché il logo della Apple è una mela morsicata (anche se forse è una bufala, ma almeno è simpatica…). Steve Jobs era un grande fan di Alan Turing, il genio matematico che riuscì a decodificare il codice con il quale Adolf Hitler mandava ordini alle truppe tedesche; Turing si suicidò mangiando una mela avvelenata e la sua storia è meravigliosamente raccontata nel film “The imitation game”, che vi consiglio di vedere. Se invece, volete conoscere la sua storia senza andare al cinema, continuate a leggere!

Alan Mathison Turing nacque il 23 giugno del 1912, secondo di due figli, da Julius Mathison Turing e Ethel Sara Stoney. Il padre era nel Servizio Civile Indiano presso la provincia di Madras, nelle Indie Britanniche; lì conobbe e sposò Ethel, figlia del capo ingegnere delle ferrovie locali, che proveniva da una famiglia anglo-irlandese di status sociale della cosiddetta “upper-middle class”. Anche se concepito in India britannica, molto probabilmente nella città di Chatrapur, Alan Turing nacque in una casa di cura a Paddington, Londra.

In poche, inadeguate, parole, Alan Turing può essere considerato il primo informatico della Storia avendo dato il via a quella che è stata la tecnologia dominante del ventesimo secolo, ma queste parole non furono mai pronunciate durante la sua vita, anzi. La nascita e l’infanzia di Turing furono veramente lontane da tutto quello che potremmo immaginare alla luce di ciò che poi egli ha fatto in seguito.

Intanto, i genitori lasciarono entrambi i figli in affido per proseguire la carriera in India e il fatto di girare di casa in casa di certo non lo aiutò molto. Per di più, l’appartenenza ad una classe agiata lo obbligava agli studi classici, senza alcuno stimolo verso la scienza. Ma Alan era molto curioso, forse per il fatto di aver letto un libro dell’epoca dal titolo “Natural Wonders Every Child Should Know”. La madre era addirittura terrorizzata dal fatto che questi suoi interessi per la scienza lo avrebbero reso inadeguato per la scuola pubblica ma nonostante questo ottenne, anche se a stento, il diploma. Poco appassionato al latino e alla religione, preferiva letture riguardanti la teoria della relatività, i calcoli astronomici, la chimica o il gioco degli scacchi. Nel 1931 fu ammesso al King’s College dell’Università di Cambridge dove fu allievo di Ludwig Wittgenstein e dove approfondì i suoi studi sulla meccanica quantistica, la logica e la teoria della probabilità.

Nel 1934 si laureò con il massimo dei voti e nel 1936 vinse il premio Smith (assegnato ai due migliori studenti ricercatori in Fisica e Matematica presso l’Università di Cambridge). Nello stesso anno si trasferì alla Princeton University dove studiò per due anni, ottenendo infine un Ph.D. In quegli anni pubblicò l’articolo “On computable Numbers, with an application to the Entscheidungsproblem” nel quale descriveva, per la prima volta, quella che sarebbe poi stata definita la macchina di Turing.

Nel 1933 Turing aveva approfondito gli studi di Bertrand Russell e i “Principia Mathematica” di Whitehead e quindi si stava dedicando alla allora arcana logica matematica. Bertrand Russell pensava che la logica fosse una solida base per la verità matematica. Nel 1935, Turing apprese dal corso di lezioni del professore di topologia a Cambridge, M.H.A. Newman, che un ulteriore domanda, posta da Hilbert, era ancora insoluta. Era il cosiddetto “Entscheidungsproblem” (problema della decisione o della deducibilità); il problema consiste nel chiedere di esibire una procedura, eseguibile del tutto meccanicamente, in grado di stabilire, per ogni formula espressa nel linguaggio formale della logica del primo ordine, se tale formula è o meno un teorema della logica del primo ordine: in altri termini, se tale enunciato è o meno deducibile all’interno del sistema formale.

La corrispondenza tripla tra istruzioni logiche, azione della mente, e una macchina che potrebbe in linea di principio essere incarnata in una forma fisica pratica, è stato il contributo definitivo di Turing. Dopo aver fatto quello di ciò che oggi chiameremmo un algoritmo, non era troppo difficile rispondere alla domanda di Hilbert in senso negativo: non esiste una tale procedura di decisione.

Nell’aprile del 1936 ha mostrò il risultato dei suoi concetti a Newman; nello stesso momento divenne nota la conclusione parallela del logico americano Alonzo Church e Turing fu scippato della piena ricompensa per la sua originalità. Il suo articolo sui numeri computabili con un’applicazione al Entscheidungsproblem fu pubblicato nell’agosto del 1936. Tuttavia si notò che l’approccio di Turing era originale e diverso; infatti, il concetto di macchina di Turing divenne il fondamento della moderna teoria della computazione proprio per quel tipo di pensiero fuori dagli schemi.

Per rispondere a una domanda del genere aveva bisogno di una definizione di ‘metodo’ che avrebbe dovuto essere non solo precisa ma convincente. Analizzato quello che potrebbe essere fatto da un persona che effettua un processo metodico e cogliendo l’idea di qualcosa fatto in modo “meccanico”, espresse l’analisi in termini di una macchina teorica in grado di eseguire alcune operazioni elementari ben definite con simboli su nastro di carta. Presentò argomenti convincenti ed audacemente incluse un argomento fondato su transizioni tra “stati d’animo” dell’essere umano che svolga un processo mentale. Era la prima volta che si “mescolava” la meccanica con l’azione umana e questa senza dubbio fu la base del pensiero di Turing.

È difficile ora non pensare a una macchina di Turing come un programma per computer e il compito meccanico di interpretare e obbedire il programma come quello che il computer stesso fa. Così, la macchina di Turing universale incarna il principio essenziale del computer: una sola macchina che può essere attivata a qualsiasi compito ben definito pur di essere fornita del programma appropriato.

Inoltre, la macchina universale di Turing sfruttava naturalmente ciò che è stato poi visto come il concetto di “programma memorizzato”, essenziale per il computer moderno : incarna l’intuizione fondamentale del ventesimo secolo che i simboli che rappresentano le istruzioni non sono diversi in natura dai simboli che rappresentano i numeri. Ma i computer, in questo senso, non esistevano nel 1936. Turing ha creato questi concetti solo dalla propria immaginazione matematica. Solo nove anni dopo sarebbe stata disponibile la tecnologia elettronica per rendere più pratiche le sue idee nella realtà. Nel frattempo l’idea viveva solo nella sua mente. Nel 1938 gli fu offerto un posto temporaneo a Princeton ma lui preferì tornare a Cambridge, anche se non come insegnante; ne approfittò per progettare gli ingranaggi di una macchina speciale per calcolare la “funzione zeta” di Riemann.
Segretamente, lavorava part-time per il reparto di crittoanalisi britannico, il cosiddetto “Government Code and Cypher School”. La sua collaborazione segnò anche l’inizio di una piccola rivoluzione nel settore, che non aveva fino ad allora avuto un approccio realmente scientifico. E la Gran Bretagna era in difficoltà con la famosa macchina “Enigma”, che la Germania usava per mandare ordini crittografati alle truppe in Polonia.

Al momento della dichiarazione di guerra britannica del 3 settembre 1939, Turing iniziò a lavorare presso la sede critto-analitica di Bletchley Park. Il lavoro svolto fino a quel momento era limitato in quanto dipendeva dal modo del tutto particolare in cui i tedeschi usavano “Enigma”. Una delle idee sviluppate nella sede della resistenza in Polonia si concretizzò in una macchina chiamata “Bomba”. La strada da seguire stava nella generalizzazione di Turing della “Bomba” in un dispositivo molto più potente, capace di dividere qualsiasi messaggio Enigma in piccole porzioni di testo più facili da decifrare. Un altro collega di Turing, W.G. Welchman, diede all’idea un contributo importante, ma la brillante meccanizzazione di Turing era un fattore determinante.

A partire dalla fine del 1940, il “Turing-Welchman Bombe” iniziò la lettura dei messaggi della Luftwaffe, l’aviazione Tedesca. I più complessi metodi di Enigma usati nelle comunicazioni navali tedeschi erano stati fino ad allora considerati come impossibili da decifrare. Felice di lavorare da solo su un problema che aveva sconfitto altri, Turing riuscì a trovare una falla nel sistema alla fine del 1939, ma gli fu impedito di divulgare il successo del metodo prima che partisse la decrittazione regolare verso la metà del 1941. I britannici temevano sostanzialmente due cose: che i tedeschi, una volta scoperti, potessero cambiare sistema di crittazione e che soprattutto, salvare poche vite in quel momento ne avrebbe potute condannare molte di più successivamente.

Il vero dramma di quei momenti fu il dover decidere della vita e della morte di innocenti. Ma come dice nel film Benedict Cumberbatch, che interpreta magistralmente Alan Turing, “Our job wasn’t to save one passenger convoy. It was to win the war. (Il nostro lavoro non è salvare un singolo convoglio, ma è vincere la Guerra)”.

Turing realizzò una nuova versione, molto più efficace, della “Bomba” di Rejewski. Fu sul concetto di macchina di Turing che nel 1942 Newman progettò una macchina chiamata Colossus (lontana antesignana dei computer) che decifrava in modo veloce ed efficiente i codici tedeschi creati con la cifratrice Lorenz SZ40/42, perfezionamento della cifratrice Enigma. Al termine della guerra Turing fu invitato al National Physical Laboratory a Londra per progettare il modello di un computer. Il suo rapporto che proponeva l’Automatic Computing Engine fu presentato nel marzo 1946, ma ebbe scarso successo a causa degli alti costi preventivati.

L’attività di Alan Turing nel gruppo di Bletchley Park fu coperta dal segreto più assoluto. Finita la guerra, il governo britannico impose a tutti coloro che avevano lavorato alla decrittazione, realizzando macchine e sistemi per violare i codici crittografici tedeschi, giapponesi e italiani, il divieto di parlare o scrivere di qualsiasi argomento trattato in quel periodo. Tale “silenzio” impedì che Turing e altri suoi colleghi anche meno famosi ricevessero i riconoscimenti che in altro ambito sarebbero stati loro ampiamente e pubblicamente riconosciuti. Dati e informazioni su queste attività cominciarono a essere pubblicate, previa autorizzazione dei servizi segreti inglesi, solo nel 1974, quando Turing e molti altri suoi colleghi nella decrittazione erano già morti da tempo.

Per l’anno accademico 47-48 tornò a Cambridge e spostò i suoi interessi verso la neurologia e la fisiologia. Fu in questo periodo che cominciò a esplorare la relazione tra computer e natura. Ebbe anche interessi al di fuori dell’ambito accademico: divenne membro del Walton Athletic Club e vinse alcune gare di corsa sulle tre e dieci miglia. Raggiunse inoltre ottimi livelli nella maratona, correndo con un record personale di 2 ore 46 minuti e 11 secondi (il vincitore della XIV Olimpiade nel 1948 vinse con un tempo inferiore di soli 11 minuti).

L’anno seguente fu eletto Membro della Royal Society di Londra. Si trasferì all’Università di Manchester, dove lavorò alla realizzazione del Manchester Automatica Digital Machine. Convinto che entro l’anno 2000 sarebbero state create macchine in grado di replicare la mente umana, lavorò alacremente creando algoritmi e programmi per il MADAM, partecipò alla stesura del manuale operativo e ne divenne uno dei principali utilizzatori. Nel 1952 sviluppò un approccio matematico all’embriologia.

Il 31 marzo 1952 Alan Turing fu arrestato per omosessualità e portato in tribunale, dove a sua difesa disse semplicemente che «non scorgeva niente di male nelle sue azioni». Secondo alcune fonti Turing avrebbe denunciato per furto un amico ospite in casa sua e ammesso il proprio orientamento sessuale in risposta alle domande pressanti della polizia. In quel periodo nel parlamento britannico si dibatteva l’abrogazione del reato di omosessualità e ciò probabilmente avrebbe indotto Turing a un comportamento incauto.
Condannato per omosessualità, fu costretto a scegliere tra una pena detentiva a due anni di carcere o la castrazione chimica mediante assunzione di estrogeni. Per non finire in prigione, lo scienziato optò per la seconda alternativa. Per oltre un anno si sottopose a trattamenti che provocarono in lui un calo della libido e lo sviluppo del seno (ginecomastia). La depressione legata al trattamento e all’umiliazione subita fu, a parere di molti storici, il motivo determinante che lo condusse, il 7 giugno 1954, al suicidio.
Alan Turing morì ingerendo una mela avvelenata con cianuro di potassio, prendendo spunto da Biancaneve, fiaba da lui apprezzata fin da bambino. La madre sostenne che il figlio, con le dita sporche per qualche esperimento chimico, avesse ingerito per errore la dose fatale di veleno; ma il verdetto ufficiale parlò senza incertezze di suicidio: «Causa del decesso: cianuro di potassio autosomministrato in un momento di squilibrio mentale». Venne cremato il 12 giugno 1954 al Woking Crematorium, nel Surrey, e le sue ceneri furono sparse là.

La genialità di Turing si comprende leggendo il suo “Computing Machinery and Intelligence”, un documento scritto con un linguaggio semplice e senza nemmeno una formula matematica, una serie di riflessioni con una devastante potenza culturale e intellettuale che hanno avuto un impatto profondo su tutta la storia dell’informatica e sulle ricerche degli anni successivi. Le parole di esordio di questo articolo sono tremendamente dirette e provocatorie: “Il mio intento è quello di rispondere alla domanda ‘le macchine possono pensare?’”. Senza utilizzare nulla di più della logica, Turing descrive l’“intelligenza” delle macchine attraverso un gioco chiamato “Gioco dell’imitazione” (The imitation game), più tardi ribattezzato “Test di Turing” all’interno della comunità scientifica.

Le regole del “gioco dell’imitazione” sono semplici. Si tratta di fare delle domande, attraverso una tastiera, una telescrivente o una semplice serie di foglietti scritti a mano, rivolgendosi a due interlocutori situati in un’altra stanza, di cui possiamo solo conoscere le risposte scritte. Il gioco consiste nello stabilire, attraverso le risposte alle domande formulate, quale dei due “interlocutori invisibili” è un uomo e quale una macchina programmata per rispondere automaticamente. Secondo Turing il grado di “intelligenza” di una macchina sta proprio nella sua abilità di simulare le risposte “umane”, dando l’illusione che dall’altra parte del muro ci sia proprio una persona in carne e ossa a rispondere.

Nel suo articolo Turing si dichiara fermamente convinto che
“tra circa cinquant’anni sarà possibile programmare i computer […] in modo che giochino il “gioco dell’imitazione” talmente bene da fare in modo che un interlocutore medio non abbia più del 70 per cento di probabilità di identificare correttamente l’uomo e la macchina dopo cinque minuti di domande. La risposta alla domanda iniziale, “le macchine possono pensare?” credo che sia troppo stupida per meritare ulteriori discussioni. Tuttavia credo che alla fine del secolo l’uso delle parole e il senso comune si saranno modificati a tal punto che saremo in grado di parlare di macchine pensanti senza aspettarci di essere contraddetti.”

Nel 2012, centenario della nascita di Turing, la Royal Mail ha dedicato un francobollo alla sua memoria; però, è solo leggendone l’iscrizione (“Alan Turing 1912-1954 – Mathematician and WWII code breaker”) che si può risalire all’identità del commemorato, dato che il francobollo non ne ritrae il volto bensì mostra la macchina “Bomba” britannica di cui Turing sviluppò il progetto.

Nel gennaio 2013, importanti esponenti del mondo scientifico internazionale, tra cui il premio Nobel per la medicina Paul Nurse, il matematico e cosmologo Stephen Hawking, il matematico Timothy Gowers, il presidente del National Museum of Science, Douglas Gurr, l’astronomo Martin Rees, mandarono una lettera aperta al Primo Ministro britannico David Cameron, intitolata Pardon for Alan Turing, per sollecitare la grazia postuma, appello pubblicato dal Daily Telegraph, vi fu anche una campagna su Internet.
Precedentemente, a 55 anni dal suicidio di Alan Turing, spiegabile con le torture a lui riservate, il 10 settembre 2009 vi fu una dichiarazione di scuse ufficiali da parte del governo del Regno Unito, formulata dal primo ministro Gordon Brown, Brown riconobbe che Turing fu oggetto di un trattamento omofobico:
« Per quelli fra noi che sono nati dopo il 1945, in un’Europa unita, democratica e in pace, è difficile immaginare che il nostro continente fu un tempo teatro del momento più buio dell’umanità. È difficile credere che in tempi ancora alla portata della memoria di chi è ancora vivo oggi, la gente potesse essere così consumata dall’odio – dall’antisemitismo, dall’omofobia, dalla xenofobia e da altri pregiudizi assassini – da far sì che le camere a gas e i crematori diventassero parte del paesaggio europeo tanto quanto le gallerie d’arte e le università e le sale da concerto che avevano contraddistinto la civiltà europea per secoli. […] Così, per conto del governo britannico, e di tutti coloro che vivono liberi grazie al lavoro di Alan, sono orgoglioso di dire: ci dispiace, avresti meritato di meglio. »
(Gordon Brown, in risposta alla petizione)

Il 24 dicembre 2013 la regina Elisabetta II elargì la grazia postuma per Alan Turing. Ovunque egli sia, spero che sia contento di osservare un mondo ormai pieno delle sue “Macchine Universali” che diventano sempre più simili agli uomini nel “gioco dell’imitazione”.

 

 

 

Fonte: http://www.turing.org.uk/

3 pensieri su “Imitation game, missione Enigma

  1. Alan Turing.
    Io, forse te l’ho già detto ma probabilmente no, amo i numeri, sono laureato in Statistica, e leggo libri legati alla numerologia o comunque alla matematica, anche ludica.
    Ovviamente Turing non mi è un nome nuovo, e sono ben lieto che negli ultimi anni la sua figura sia stata posta in risalto, anche dalla politica britannica.
    Sono altresì felicissimo che il mio gruppo musicale preferito, i Pet Shop Boys, abbiano dedicato proprio a Turing “A Man From The Future”, opera musicale inizialmente pensata come un balletto ma poi diventata opera per solo orchestra e musica elettronica.
    http://www.geowayne.com/newDesign/amanfromthefuture.htm
    Operazione non commerciale e nemmeno propagandata, ma di una bellezza e di un significato davvero unici.
    Ciao

    Andrea alias K!

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    • Mi ha fatto molto piacere scrivere di Turing, una delle menti più sottovalutate del ventesimo secolo. Ma non sempre la politica è lungimirante (anzi, quasi mai, ahimé).
      P.S.: sto scrivendo la seconda parte sul fosforo e sugli elementi grazie alle tue domande e quindi ti citerò 😉

      Liked by 1 persona

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