Alan Turing: El post que se merece

Este post va dedicado a un genio que - como todos los genios - estaba muy adelantado a su época: Alan Mathinson Turing, fundador de la ciencia de la computación, matemático, filósofo, científico de la encriptación y un gran visionario.

Breve Biografía

Nació en Londres (Gran Bretaña), desde muy temprana edad Turing demostró su inteligencia. A los 3 años tenía una inusual capacidad para recordar palabras y a los 8 años se interesó por la química montando un laboratorio en su casa. Con 13 años ingresó en la escuela Sherborne, en la que ya demostraba su facilidad para las matemáticas, teniendo una gran capacidad para realizar cálculos mentalmente.

Obtuvo una beca para estudiar en la universidad de Cambridge, en donde se graduó de la licenciatura de matemáticas con honores en 1934. En abril de 1936, publicó el artículo "On computable numbers, with an application to the Entscheidungs problem" (Numeros computables, con una aplicación al problema de decisión) en el que introduce el concepto de algoritmo y de máquina de Turing. Este artículo da respuesta (negativa) al problema de la decisión formulada por Hilbert en 1900, probando que existen problemas sin solución algorítmica y es uno de los cimientos más importantes de la teoría de la computación.

En septiembre de 1936, Turing ingresó en la universidad de Princeton (EE.UU). Su artículo atrajo la atención de uno de los científicos más destacados de la época, John von Neumann, quien le ofreció una beca en el Instituto de Estudios Avanzados. Turing obtuvo su doctorado en matemáticas en 1938. Tras su graduación, von Neumann le ofreció una plaza como su asistente, pero Turing rechazó la oferta y volvió a Inglaterra, en donde vivió de una beca universitaria mientras estudiaba filosofía de las matemáticas entre 1938 y 1939.

En 1939, con el comienzo de la Segunda Guerra Mundial, Turing fue reclutado por el ejército británico para descifrar los códigos emitidos por la máquina Enigma utilizada por los alemanes. En el deseo de obtener mejores máquinas descifradoras, se comenzó a construir la primera computadora electrónica, llamada Colossus, bajo la supervisión de Turing, se construyeron 10 unidades, y la primera empezó a operar en 1943. Por su trabajo en el Colossus, Turing recibió la Orden del Imperio Británico en 1946.

En 1944, Turing fue contratado por el Laboratorio Nacional de Física (NLP) para competir con el proyecto americano EDVAC, de von Neumann. Turing ejerció como Oficial Científico Principal a cargo del Automatic Computing Engine (ACE). Hacia 1947, Turing concibió la idea de las redes de cómputo y el concepto de subrutina y biblioteca de software. También describió las ideas básicas de lo que hoy se conoce como red neuronal. Abandonó la NLP en 1948.

Turing se adelantó al proyecto de construcción de un ordenador de acuerdo con la arquitectura de von Neumann. El Manchester Mark I, estuvo acabado en 1948 antes que el EDVAC. Turing diseñó para esta máquina un lenguaje de programación basado en el código empleado por los teletipos.

Otro de los campos de investigación de Turing fue la inteligencia artificial, se puede decir que esta disciplina nació a partir del artículo titulado "Computing Machinery and Inteligence" publicado por Turing en 1950. Es muy famosa la primera frase de este artículo: " Propongo considerar la siguiente cuestión: ¿Pueden pensar las máquinas? ". Turing propuso un método llamado el test de Turing para determinar si las máquinas podrían tener la capacidad de pensar.

En 1951, es nombrado miembro de la Sociedad Real de Londres por sus contribuciones científicas. Y en su honor, la Association for Computing Machinery llama "Turing Award" a su premio más importante, el cual se otorga desde 1966 a los expertos que han realizado las mayores contribuciones al avance de la computación.

La carrera de Turing terminó súbitamente cuando fue procesado por su homosexualidad. No se defendió de los cargos y se le dio a escoger entre la castración química o ir a la cárcel. Eligió lo primero y sufrió importantes consecuencias físicas, entre ellas la impotencia. Dos años después del juicio, en 1954, se suicidó.

De 1945 a 1948 trabajó en el Laboratorio Nacional de Física en el diseño del ACM (Máquina de Computación Automática [automatic computer machine]). En 1949 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 "Máquinas de computación e inteligencia" (octubre de 1950) Turing trató el problema de la inteligencia artificial y propuso un experimento que hoy se conoce como la prueba de Turing, con la intención de definir una prueba estándar por el que una máquina podría catalogarse como "sensible" o "sentiente".

En 1952 Turing escribió un programa de ajedrez. A falta de una computadora lo suficientemente potente como para ejecutarlo, él simulaba el funcionamiento de la computadora, tardando más de hora y media en efectuar un movimiento. Una de las partidas llegó a registrarse; el programa perdió frente a un amigo de Turing.

Trabajó junto a Norbert Wiener en el desarrollo de la cibernética. Esta rama de estudios se genera a partir de la demanda de sistemas de control que exige el progresivo desarrollo de las técnicas de producción a partir del siglo XX. La cibernética pretende establecer un sistema de comunicación entre el hombre y la máquina como premisa fundamental para administrar los sistemas de control. Sus estudios profundizaron en esta relación estableciendo el concepto de interfaz y cuestionando los límites de simulación del razonamiento humano.





Turing trabajó desde 1952 hasta que falleció en 1954 en la biología matemática, concretamente en la morfogénesis. Publicó un trabajo sobre esta materia titulado "Fundamentos Químicos de la Morfogénesis" en 1952. Su principal interés era comprender la filotaxis de Fibonacci, es decir, la existencia de los números de Fibonacci en las estructuras vegetales. Utilizó ecuaciones de reacción-difusión que actualmente son cruciales en el campo de la formación de patrones. Sus trabajos posteriores no se publicaron hasta 1992 en el libro "Obras Completas de A. M. Turing".

Análisis criptográfico (ruptura de códigos)

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 han sido secretos hasta los años 1970; ni siquiera sus amigos más íntimos llegaron a tener constancia.







"¿Serán los robots los herederos de la Tierra?
Sí, pero serán hijos nuestros"
Marvin Minsky, 1994

Prueba de Turing

El origen inmediato del concepto y de los criterios de desarrollo de la "Inteligencia Artificial" se deben a Alan Turing. Éste, deseoso de crear un cerebro artificial, inventó la prueba de Turing (1950) para ofrecer una definición de Inteligencia Artificial que se pueda evaluar.

Para que un ser o máquina se considere inteligente debe lograr engañar a un evaluador de que este ser o máquina se trata de un humano evaluando todas las actividades de tipo cognoscitivo que puede realizar el ser humano; es decir, se basa en el juego de la imitación. En este juego, un hombre y una mujer se esconden, mientras una tercera persona intenta determinar quién es quién haciendo preguntas por escrito. Para hacer más difícil el juego, los dos participantes escondidos se ponen de acuerdo en contestar, por ejemplo, como si ambos fuesen mujer. El hombre pretenderá ser mujer y ésta tratará de convencer al interrogador de que es la verdadera. Turing propuso cambiar el hombre por una máquina, lo cual implica que el objetivo del test consiste en que la máquina simule el papel de un hombre que pretende ser lo que no es. Luego, si el diálogo que ocurra y el número de errores en la solución dada se acerca al número de errores ocurridos en la comunicación con un ser humano, se podrá estimar -según Turing- que estamos ante una máquina "inteligente". Esta es la -desde entonces- llamada "PRUEBA DE TURING".

El mismo Turing señalaba al respecto: "Creo que dentro de unos 50 años será posible programar computadores con una capacidad de memoria de unos 10^9, para hacerles jugar tan bien el juego de la imitación que un interrogador medio no tendrá más de 70% de probabilidad de proceder a la identificación correcta después de 5 minutos de preguntas." (Collins).Si la máquina sólo debe lograr mantener la duda durante cinco minutos, podemos considerar bastante pobre su "inteligencia".

Sin embargo, el interés profundo del test de Turing consiste en la idea de verificar si una máquina puede imitar las interacciones de un ser humano. Se trata por lo tanto de un test destinado a verificar no la capacidad de imitar las funciones del cerebro sino la posibilidad de contar con un ingenio capaz de interactuar adecuadamente en un contexto social. La cuestión real en la elaboración de un protocolo correcto para el test de Turing "consiste en estar seguro que el test pondrá en evidencia la inteligencia de una máquina solamente si la inteligencia está realmente presente" (Collins, p.245). El problema es que sólo podremos saber si el test es válido probándolo en una máquina auténticamente inteligente… ¡y sólo se puede saber si la máquina es inteligente sometiéndola al test de Turing! He aquí una circularidad difícil de romper.

Una de las aplicaciones de la prueba de Turing es el control de spam. Dado el gran volumen de correos electrónicos enviados, el spam es, por lo general, enviado automáticamente por una máquina. Así la prueba de Turing puede usarse para distinguir si el correo electrónico era enviado por un remitente humano o por una máquina (por ejemplo por la prueba Captcha).







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 un tratamiento hormonal de reducción de la libido. Finalmente escogió las inyecciones de estrógenos, que duraron un año y le produjeron importantes alteraciones físicas, como la aparición de pechos o un apreciable aumento de peso, y que además le convirtieron en impotente.

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 su prueba para probar 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:

Turing cree que las máquinas piensan

Turing yace con hombres

Luego las máquinas no piensan

Dos años después del juicio, en 1954, murió por envenenamiento con cianuro, aparentemente tras comerse una manzana envenenada que no llegó a ingerir completamente. La mayoría piensa que su muerte fue intencionada y se la consideró oficialmente como un suicidio. A pesar de que su madre intentó negar la causa de su muerte, atribuyéndola rotundamente a una ingestión accidental provocada por la falta de precauciones de Turing en el almacenamiento de sustancias químicas de laboratorio, su vida terminó amargamente y envuelta en una nube de misterio. Esta misteriosa muerte ha dado lugar a diversas hipótesis incluida la del asesinato. El 10 de septiembre de 2009 el primer ministro del Reino Unido, Gordon Brown, emitió un comunicado declarando sus disculpas en nombre del gobierno por el trato que recibió Alan Turing durante sus últimos años de vida. Este comunicado fue consecuencia de una movilización pública solicitando al Gobierno que pidiera disculpas oficialmente por la persecución sufrida por Alan Turing.


link:


FUENTES

http://es.wikipedia.org/wiki/Alan_Turing