Skip to main content

Alan Turing

Alan Turing (1912-1954) is de grondlegger van de informatica en de kunstmatige intelligentie. Hij ontwikkelde in de jaren ’30 met de Turingmachine het concept van de moderne computer en was eind jaren ’40 nauw betrokken bij de realisatie van de eerste computers. Daarbij stelde hij in de Turingtest als eerste de vraag of machines als mensen kunnen denken. In de Tweede Wereldoorlog speelde Turing een belangrijke rol met het kraken van de Enigma-code waarmee de Duitsers hun geheime boodschappen versleutelden. Alan Turing wordt gezien als één van de meest invloedrijke personen van de twintigste eeuw.

Alan Turing wordt op 23 juni 1912 geboren in Londen. Hij brengt zijn jeugd door bij verschillende families aan de Engelse zuidkust omdat zijn vader in Brits-India werkt. Van 1931 tot 1934 studeert hij wiskunde aan het King’s College in Cambridge. Hier is men dermate onder de indruk van zijn kwaliteiten dat hij als 1935 als fellow in Cambridge aan het werk kan.

Turingmachine

In zijn jaren op Cambridge houdt Turing zich bezig met het berekenbaarheidsprobleem. Dit probleem, opgesteld door de wiskundige Hilbert in 1928, vraagt of er een procedure bestaat die eenduidig kan bepalen of een wiskundige stelling waar of onwaar is. In een zoektocht naar een dergelijke procedure stelt Turing in 1936 de Turingmachine voor. Dit is een hypothetische machine die een rij nullen en enen op een lint kan bewerken volgens een vaste set regels. De kop van de machine kan de enen en nullen lezen, ze overschrijven en het lint met één stap tegelijk opschuiven. De machine heeft altijd één bepaalde regel in zijn geheugen staan. Dit kan bijvoorbeeld regel 32 zijn die zegt: ‘Als het symbool dat je leest een 0 is, schuif dan op naar links en zet regel 24 in je geheugen. Als het symbool dat je leest een 1 is, vervang deze dan door een 0 en zet regel 11 in je geheugen.’ De machine gaat dan op zijn nieuwe plek door met regel 24 of regel 11 (afhankelijk van of hij op een 0 of een 1 stond) die weer vertelt waarheen de machine op moet schuiven en welke nieuwe regel hij moet pakken. Turing liet zien dat een dergelijke machine elke denkbare wiskundige berekening kan uitvoeren, zolang deze als een set regels, die Turing algoritme noemde, geschreven kan worden.

Turing toonde vanuit de Turingmachine aan dat niet alle wiskundige stellingen oplosbaar zijn. Het is namelijk mogelijk dat de machine geen oplossing vindt, maar eeuwig door blijft rekenen. Dat is niet van tevoren te voorspellen, en dus levert de machine niet gegarandeerd antwoorden. In de Turingmachine zijn de contouren van de moderne computer zichtbaar. De logica van het lezen en schrijven van een reeks nullen en enen op basis van een algoritme werd de basislogica van waaruit de computer zou gaan functioneren: één machine voor alle mogelijke taken.

Tweede Wereldoorlog: de Enigma

In de Tweede Wereldoorlog was Alan Turing één van de leidende codebrekers bij het kraken van de Duitse Enigma-code. Hij werd in 1939 gerecruteerd door de Britse overheid om op Bletchley Park, het landgoed even ten noorden van Londen dat als hoofdkwartier van de cryptanalysten diende, te werken aan het kraken van de Engima. De Enigma was een elektromechanische codeermachine die de Duitsers gebruikten om berichten te coderen. Verstelbare tandwielen en bedrading maakten een ontelbare hoeveelheid instellingen van de machine mogelijk. De Duitsers kozen elke dag een andere instelling, die door middel van codeboeken aan hoge officiëren kort van tevoren bekend werd gemaakt. De machine leek hierdoor lange tijd onbreekbaar.

De codebrekers op Bletchley Park probeerden een manier te vinden om de begininstellingen van de Enigma af te leiden uit onderschepte, gecodeerde berichten. Met behulp van Poolse codebrekers ontwierp Alan Turing de Bombe. Deze mechanische ontcijfermachine probeerde alle mogelijke combinaties uit om de juiste daginstellingen van de Enigma te achterhalen. Door zorgvuldige analyse van de bedrading en de tandwielen van de Enigma hadden de codebrekers al een flink aantal combinaties kunnen laten afvallen. Bij de overgebleven combinaties probeerde de Bombe in de onderschepte tekst veel voorkomende stukjes tekst, zoals functies en namen, te vinden. Het lukte Turing de Bombe zo efficiënt te maken dat deze binnen een aantal uur de juiste daginstellingen van de Enigma kon kraken. De informatie die op deze manier onderschept kon worden heeft de geallieerden enorm geholpen in hun strijd tegen de Duitsers.

De eerste computer

In Bletchley Park werd Turing bekend als excentriek genie: briljant en gewaardeerd, maar sociaal onhandig, slecht gekleed en met een vreemde hoge stem. Toen rond 1943 de grootste problemen rond het kraken van de Enigma opgelost waren, ging Turing zich meer en meer met elektronica bezighouden. In zijn gedachten speelde nog altijd het idee van de Turingmachine, en hij was van plan deze machine met elektronische componenten te realiseren. De Bombe was ontworpen voor één specifieke taak, maar Turing droomde van een apparaat dat alle logische taken zou kunnen uitvoeren. Toen na de Tweede Wereldoorlog in 1945 de Amerikaan John von Neumann met een vergelijkbaar idee voor een elektronische computer naar buiten kwam, stapte Alan Turing naar het National Physics Laboratory om een concurrerend project te starten. Van 1945 tot 1947 werkte Turing hier aan zijn Automatic Computing Engine (ACE), die werkte aan de hand van instructies die in geheugenopslag waren vastgelegd. Al snel ontdekte hij dat een computer zelf zijn eigen code kan samenstellen uit een vaste set instructies, en in 1947 ontwikkelde hij het concept van de Abbreviated Code Instructions, de eerste notie van een programmeertaal. Door een gebrek aan medewerking lukte het Turing niet zijn ACE daadwerkelijk gebouwd te krijgen. Gedesillusioneerd vertrok hij eind 1947 naar Cambridge om zich daar met fysiologie en neurologie bezig te gaan houden.  Zijn ontwikkelde concepten van geheugenopslag werden door onderzoekers aan de Universiteit van Manchester gebruikt om in 1948 de eerste werkende computer te bouwen.

Kunstmatige intelligentie: de Turingtest

In 1949 sluit Turing zich aan bij de onderzoekers aan de Universiteit van Manchester om een programmeerafdeling op te zetten. Maar zijn hart ligt niet in dit werk. In plaats daarvan denkt hij na over abstracte wiskundige en filosofische problemen. De meest invloedrijke ideeën ontwikkelt hij over kunstmatige intelligentie. Tegelijk met het idee van de computer was Turing er ook van overtuigd dat de computer uiteindelijk de functies van de menselijke hersenen zou kunnen imiteren of zelfs overstijgen. Tijdens zijn uitstap naar neurologie in Cambridge schreef hij een paper over wat nu neurale netwerken genoemd worden: een uitwerking van een zelflerende machine. In 1950 publiceert Turing zijn beroemde paper Computing Machinery and Intelligence, waarin hij de Turingtest voorstelt. De Turingtest is een experiment dat antwoord moet geven op de filosofische vraag of computers kunnen denken, een eigenschap die vooralsnog alleen aan mensen toegeschreven werd. Volgens Turing denkt een computer als een mens op het moment dat een mens niet meer kan bepalen of hij met een computer praat of met een ander mens. De Turingtest is nog steeds een belangrijk concept in de cognitieve filosofie in de discussie over de menselijke geest.

Naast kunstmatige intelligentie houdt Turing zich vanaf 1950 bezig met alles waar zijn interesse hem voert. Dat is naast wiskunde en computers ook biologie en quantummechanica. Hij ontwikkelt ideeën om de net uitgevonden computer te gebruiken om de groei van biologische structuren te onderzoeken, en legt hiermee de basis van de bioinformatica. In het geheim blijft Turing ook werken voor de Britse codedienst, die door de Koude Oorlog nog genoeg werk heeft. Eer voor zijn verrichtingen krijgt Turing in 1951, als hij gekozen wordt in de Royal Society.

Homoseksualiteit en zelfmoord

Alan Turing heeft er nooit echt een geheim van gemaakt homoseksueel te zijn. In Cambridge was zijn geaardheid een publiek geheim. In 1941 op Bletchley Park deed Turing wel een poging een heteroseksueel leven te leiden en deed een huwelijksaanzoek aan zijn collega Joan Clarke. Ze accepteerde dit en wilde het huwelijk zelfs doorzetten toen Turing haar opbiechtte homoseksueel te zijn, maar Turing maakte zelf al snel een einde aan de verloving. In 1952 deed hij in zijn naïviteit aangifte bij de politie van een diefstal die een minnaar bij hem gepleegd had. Tijdens de ondervraging kwam de politie erachter dat Turing een seksuele relatie met de man had. Homoseksualiteit was in Engeland bij wet verboden, en Turing werd nu zelf aangeklaagd en veroordeeld tot gevangenisstraf of chemische castratie door injectie met vrouwelijke hormonen. Hij koos voor het laatste. Omdat homoseksuelen geen militaire functies mochten vervullen raakte hij ook zijn functie bij de codedienst kwijt.

Voor het oog van zijn omgeving leek Turing zijn veroordeling en straf onaangedaan te ondergaan, maar op 8 juni 1954 vond zijn schoonmaakster hem dood in huis, met een half opgegeten appel naast zich. De appel bleek cyanide te bevatten, en het rapport van de lijkschouwer oordeelde zelfmoord door vergiftiging. Turing was pas 41 jaar oud.

Bronnen:Hodges, A., Alan Turing: The Enigma. New York, 1983.Hodges, A., Alan Turing: a short biography. http://www.turing.org.uk/bio/index.htmlWikipedia, Alan Turing. http://en.wikipedia.org/wiki/Alan_Turing