Månedens kloge hoved - Alan Turing

31.05.17
”Den, der kan forestille sig alt, kan skabe det umulige”.

Alan Turing er mest kendt for at knække tyskernes Enigma kode under anden verdenskrig. Men han havde mange andre facetter, blandt andet vigtige bidrag til at grundlægge datalogien. Han har også givet navn til sin Turing test, og den universelle Turingmaskine. Som person var Turing kompliceret, excentrisk og socialt akavet. Lad os se lidt nærmere på mennesket og geniet Alan Turing.

Det tidlige liv
Alan Mathison Turing bliver født i 1912 i London. Han er det andet og sidste barn af forældrene Julius og Ethel, som har mødt hinanden i forbindelse med deres arbejde i Indien. Hans familie tilhører den højere middelklasse, omend de ikke i den forstand er rige. Allerede fra starten er der store forventninger til den unge Alans  fremtid. Forældrene ønsker at han får en karriere indenfor den akademiske verden. Indtil 1926, hvor hans far bliver pensioneret fra hans job i Indien, bliver Alan og hans bror opfostret i forskellige hjem i England. Her er ingen plads til begejstring eller originalitet. Som barn i folkeskolen får han at vide af skoleinspektøren, at ”hvis han kun ønsker at blive en videnskabelig specialist, spilder han sin tid i folkeskolen”. Det er også her, at hans første skelsættende inspiration bliver hentet, med den populærvidenskabelige børnebog ”Natural Wonders Every Child Should Know”. 

                                                             Turing som barn.                                                             

Videnskaben og seksualiteten
På trods af, at han har et problematisk forhold til skolen, lykkes det ham alligevel at bestå. Det skyldes hans tætte forhold til skolekammeraten Christopher Morcom, som giver Turing det intellektuelle input han har brug for. Turing er forelsket i vennen, uden at det dog på noget tidspunkt bliver sagt. Det ender dog pludselig i 1930, da Christopher uventet dør af tuberkulose. 
Selv om det er en meget svær tid for den unge Alan, begynder han nu at interessere sig for kvantemekanik og matematik. Han bliver optaget Kings College, og trives i et miljø, hvor tankerne og ideerne flyver frit, i modsætning til i hjemmet. Turing bliver også bevidst om sin spirende homoseksualitet. Ud over videnskaben, og en tilknytning til anti krigs bevægelsen, er Turing også en dygtig atlet. Det er i dette miljø han finder sine elskere, ikke i de videnskabelige kredse.
Hvad angår Turings karriere, tager den fart i midten af 1930’erne. I 1936 vinder han Smith’s Prize for sit arbejde omkring sandsynlighedsteori. Her tegner der sig allerede et billede af den retning Turing skulle tage. Han bliver beskrevet af sine medstuderende som en nørdet og lettere excentrisk type, som er dybt engageret i matematiske spørgsmål. Hans særlige sind skal senere drive ham i retninger som ingen kunne have forudset.
 
Entscheidungsproblemet og Turingmaskinen
Et særligt matematisk problem optager Turing. Det drejer sig om Entscheidungsproblemet, eller på dansk Beslutningsproblemet. Problemet spørger: Er det muligt at konstruere en algoritme, der kan tage ethvert matematisk udsagn, og bevise, at det enten er sandt eller falsk? Turing kommer frem til at det ikke er muligt. Måden han kommer frem til det svar på, er ved hjælp af sin logiske kontruktion, den såkaldte Turing maskine. Det skal siges, at en anden matematiker, Alonzo Church, på samme tidspunkt er kommet frem til det samme svar på en anden måde. 
Turings originale svar inddrager vekselvirkningerne mellem logiske instruktioner, den måde man udfører en mental proces, og ikke mindst en maskine som inddrager algoritmer. Der var det specielle ved denne sidste, Turing maskinen, at den kunne fremstilles i en fysisk form. Så på den led, er den det første spæde skridt til dagens moderne computere. Her er for første gang en maskine, som kan bruges praktisk til at løse bestemte problemer. Noget som senere viser sig nyttigt i forbindelse med den krig, der rykker tættere på, med Hitler’s magtovertagelse i Tyskland i 1933. I det hele taget prøver Turing hele tiden at skabe en bro mellem logiske problemer og den måde de kan løses på i den virkelige verden, med maskiner. Og så kan han også lide at have fingrene i den praktiske bygning  af de maskiner han udtænker.
Der er to udgaver af den nye maskine. En specifik Turingmaskine som løser et bestemt problem, eller en universel Turingmaskine som kan læse en kodet beskrivelse af en vilkårlig Turingmaskine og dennes inputdata, og derefter udføre dens beregninger.

                                           En moderne udgave af Turingmaskinen.

Sådan forkorter man en krig
I slutningen af 1930’erne arbejder Turing i en midlertidig stilling på Princeton, som logiker og talteoretiker. Men han nøjes ikke med dét. Han følger også med i filosofisk matematik og bliver involveret i at konstruere en maskine, som udregner komplekse opgaver omkring statistik og sandsynlighed, også kaldet Riemann-Zeta funktionen. I al hemmelighed arbejder han også for Goverment Code and Cypher School, som beskæftiger sig med kryptoanalyse. Altså et sted hvor man blandt andet knækker koder.
Efterhånden er krigen tæt på, og for de involverede parter, er det vigtigt at modstanderen ikke kan afkode deres militære meddelelser. I Tyskland bruger man en elektromekanisk chiffermaskine, den såkaldte Enigma maskine, som bruges af militæret til kryptering og dekryptering af meddelelser. Den er nem at bruge, og tyskerne mener, at koden er umulig at knække. Maskinen er på dette tidspunkt udstyret med 3 drejehjul.
Da krigen bryder ud, bliver Turing, sammen med en noget broget skare, sat til at lede arbejdet med at knække Enigma koden. De arbejder på opgaven i Hut 8 i Bletchley Park, også kaldet Station X. Det er et gods, som ligger i Buckinghamshire, lidt nordvest for London. Stedet er i dag museum, så er du i nærheden, så kig ind og se på et vigtigt stykke af verdenshistorien.
I Polen har en gruppe matematikere arbejdet med problemet et stykke tid, og delt deres  fremskridt med at afkode tyskernes Enigma koder med deres allierede. Turing videreudvikler den polske bomba, som er en maskine beregnet til at afkode de tyske koder.  
Efter kort tid, får Turing knækket koden, men det kræver yderligere materiale fra flåden, og udvikling af statistiske processer, før en flydende kodebrydning går i gang. Det sker i midten af 1941. De efterretninger der bliver samlet af Bletchtley Park, der i mellemtiden har vokset sig meget større, får kodenavnet Ultra.
Tyskerne får imidlertid mistanke om at deres kode er blevet brudt, og laver en ny version af Enigma maskinen, mest til brug for deres ubåde, nu med 4 drejehjul. Den nye kode bliver dog brudt igen efter et lille år. Det er vigtigt at bruge Ultra efterretningerne rigtigt, for hvis tyskerne får mistanke om at deres kode er blevet brudt igen, vil de bare lave en ny måde at lave koder på. Men der er ingen tvivl om, at fordi Enigma koden bliver brudt af Turing og hans gruppe, bliver krigen også forkortet og masser af liv sparet. 

                                    Tyskernes Enigma maskine, denne med 4 hjul.

                        En reproduktion af maskinen, der knækkede Enigma koden.

Computerens fødsel
Under hans arbejde i Bletchley Park bliver Turing kendt som “Prof” af hans kollegaer. Han er lurvet, med nedbidte negle, går nogle gange i stå når han taler og har en akavet fremtræden. På et tidspunkt frier han til Joan Clarke, en af hans kollegaer. Hun siger ja med glæde, men forslaget trækkes tilbage, da Turing fortæller om sin homoseksualitet. Samtidig med kodebrydningen, bruger han meget tid på at lære elektronik, og er som den første klar over potentialerne ved at bruge maskiner til at løse opgaver. Han er overbevist om at det er ineffektivt at designe bestemte maskiner til bestemte opgaver. I stedet forestiller han sig en elektronisk maskine der digitalt kan løse mange forskellige opgaver. Altså det vi i dag kalder for computere. Han forestiller sig endda at bygge en hjerne som kan gøre de samme ting som den menneskelige hjerne. Noget der arbejdes på den dag i dag.
Efter krigen fortsætter Turing sin banebrydende tænkning omkring elektroniske maskiner. Han starter på verdens første programmeringssprog, og udgiver en artikel om maskiner der kan lære. Dét, der i dag kaldes for neurale netværk. 

                  Skulptur  af Alan Turing med Enigma maskinen i Bletchley Park.

Turings arbejde i Manchester
I 1948 bliver Turing ansat som stedfortrædende chef for computerlaboratoriet på Manchester University. Selv om han har mange ideer, der kan udforskes, bliver tiden forvirrende for Turing. Han skifter retning mellem gamle og nye ideer og kan ikke rigtig finde sit rette ståsted. Men alligevel udgiver han i denne periode sin vigtigste og mest langtrækkende artikel ”Computing Machinery and Intelligence” i 1950. Den sammenfatter og fortæller om Turings tanker omkring elektroniske maskiner, og ikke mindst Turing testen.

      Alan Turing og hans kollegaer arbejder på Ferranti Mark I computeren i 1951.

Turing testen
Turing testen er en måde at afgøre på, om en maskine udviser intelligens på menneskeligt niveau. Det er vigtigt at skelne her, mellem at udvise intelligens og rent faktisk at have det! Sagt på en anden måde, så er det ikke en måde til at afgøre om en maskine er intelligent. Turings test blev beskrevet i hans artikel Computing Machinery and Intelligence. Den praktiske test foregår ved, at man fjernkommunikerer med enten en maskine eller et menneske, for at afgøre om man kommunikerer med det ene eller andet. Fjernkommunikation er nødvendig, fordi man så ikke visuelt har mulighed for at afgøre hvad eller hvem man kommunikerer med. Der afholdes den dag i dag en årlig konkurrence omkring Turing testen, den såkaldte Loebner Prize. Prisen bliver uddelt til det program der ser ud til at være mest menneskelig, når man kommunikerer med det.
 
Andre sider af Turing
Ud over at være en meget vigtig drivkraft i forhold til nutidens computere, er der også flere andre, knap så kendte sider af Alan Turing. Han er en meget dygtig løber, faktisk på olympisk niveau. Løbet giver ham, (ud over en ganske særlig lugt), også en mulighed for at tømme hovedet efter en stressende arbejdsdag. Han interesserer sig også for fysik, kemi, neurologi og biologi. Faktisk opfinder han et helt nyt felt indenfor biologien, ved at studere tusindfryd. Den såkaldte morphogenese.
 
                                                    Turing på vej over målstregen.                         
 
Krisen og døden
Turing gør aldrig selv nogen hemmelighed af, at han er homoseksuel. I januar 1952 indleder han et forhold til den nittenårige Arnold Murray, som han møder udenfor Regal Cinema i Manchester. Stedet er kendt for at være et område for trækkerdrenge. Murray vil først ikke have penge, eller anses som prostitueret. Alligevel beder han flere gange Turing om penge til "betaling af gæld". Kort tid efter bliver der brudt ind i Turings hjem, og nogle småting bliver fjernet. Murray siger han er uskyldig, men indrømmer at have snakket om forholdet med en bekendt, som måske står bag indbruddet. Turing vælger at gå til politiet, men han bliver selv arresteret, for at have haft et homoseksuelt forhold. Det er nemlig forbudt i England i 1952. Han slipper for at komme i fængsel, mod at han underkaster sig kemisk kastration. Østrogen indsprøjtningerne betyder at hans bryster vokser, sammen med andre bivirkninger. Men han insisterer på at blive ved med at arbejde i denne periode.
Om morgenen den 8. juni 1954 bliver han fundet død af sin husholderske. Han har spist af et æble, der er fyldt med cyanid. Af hensyn til hans mor, bliver det fremstillet som et uheld, men det er selvmord. Der er mange teorier om, hvorfor Turing vælger denne måde at tage sit liv på. En af dem går på, at Turing tænkte på Snehvide, som var en af hans yndlingsfilm. I filmen tager æblet ikke livet af Snehvide, men falder i dyb søvn indtil prinsen skal vække hende. Måske havde Turing den samme tanke? 
Som et lille kuriosum kan nævnes, at nogle mener, at Apple logoet er et billede på historien om Turing. En smuk historie, men desværre ikke sand. 

                Gravstenen ved Alan Turing Memorial, i Sackville Park, Manchester.

Efterspillet
I 2009 blev den britiske regering opfordret til at undskylde for forfølgelsen af Turing. Det skete også samme år, men først 4 år efter, blev Turing benådet af det engelske kongehus. Den såkaldte Alan Turing lov betyder, at afdøde kan blive benådet efter deres død, og at nulevende kan få deres dom slettet.
 
Alan Turing citater:
 
“Matematisk ræsonnement kan opfattes skematisk, som udførelsen af kombinationen af to ting, som vi kan kalde intuition og opfindsomhed”.
 
“Et menneske udstyret med papir, blyant og viskelæder, og underkastet streng disciplin, er i princippet en universel maskine”.
 
“Videnskab er en differential ligning. Religion er en grænsetilstand”.
 
“En maskine ville gøre sig fortjent til at blive kaldt intelligent, hvis den kunne få et menneske til at tro, at den er et menneske”. 
 
“Kan maskiner ikke udføre noget, der kan beskrives som tænkning, men som er meget forskellig fra dét, som et menneske gør?” 
 
”Ideen bag digitalcomputere kan forklares ved at sige, at disse maskiner er beregnet til at udføre de samme operationer som en menneskecomputer”.
 
“Vi kan kun se et lille stykke vej frem, men vi kan se rigeligt der skal gøres”.