4 aportaciones de Alan Turing a la ciencia

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Alan Turing se ha ganado un hueco en nuestro blog por sus numerosas aportaciones al mundo de la ciencia. Sin su participación activa en la computación y la tecnología, muy probablemente no podríamos usar un ordenador, y mucho menos hacerle peticiones a Alexa.

El gran matemático, criptógrafo, biólogo técnico y otros cientos títulos más, nació el 23 de junio de 1912 y, desde bien pequeño, comenzó su andadura por el terreno científico.

Es un camino que terminó demasiado pronto, dada la persecución a la que se veían sometidas las personas homosexuales en la primera mitad del siglo XX. Turing, partió el 7 de junio de 1954, tras ingerir una manzana inyectada de cianuro, pero no sin antes dejarnos una extensa lista de contribuciones a la ciencia. Te contamos algunas de ellas. 

El problema de de la decisión

El problema de la decisión o Entscheidungsproblem fue un rompecabezas para muchos científicos de principios del siglo XX. Su casi impronunciable nombre se debe a su creador David Hillbert, de origen alemán, que tomó las bases de Gottifried Leibniz.

Dicho problema planteaba si era posible encontrar un método que determinase qué enunciados son decidibles dentro de un sistema matemático formal y cuáles no, es decir, si una fórmula es o no un teorema. A ese método se le llamó método de decisión.

Esto hizo que científicos de renombre como Alan Turing, junto con Alonzo Church y Kurt Gödel, formalizaran el concepto de algoritmo. Es un aspecto clave para resolver este misterio. 

Con los algoritmos sobre la mesa, Church, a través de su cálculo lambda, y Alan Turing, mediante la Máquina de Turing, demostraron que ningún sistema matemático formal basado en aritmética tenía un método de decisión efectivo y, además, sentaron las bases de la computación.

La Máquina de Turing

A raíz de la cuestión de la decibilidad planteada en el Entscheidungsproblem, Turing, comenzó a divagar sobre la posibilidad de diseñar un sistema que afirmase si un enunciado lógico era demostrable o no.

Fue en 1935 cuando decidió diseñar una máquina capaz de resolver el problema de la decisión con exactitud. Comenzó el proceso de creación de la Máquina de Turing.

Con los planos sobre la mesa, Turing, expuso su idea en el artículo On Computable Numbers(Los números computables), donde señalaba que las máquinas podían plantear cálculos si lo hacían a través de un algoritmo. 

El matemático presentó su máquina teórica como una calculadora con una amplísima capacidad que centraba sus esfuerzos en una tabla de instrucciones lógicas para ofrecer resultados precisos. Es la semilla de las máquinas de computación.

A priori, la máquina no parece un invento revolucionario ni supertecnológico. Más bien todo lo contrario. Pero recordemos que estamos en 1935 y que hablamos de un dispositivo innovador y de gran potencial que se centra en transformar inputs en outputs, los cuales están formados por un código binario.

El sistema está formado por una cinta perforada que sirve de memoria, un elemento capaz de comprender los símbolos, un registro de estado, y una tabla de instrucciones.

La Máquina de Turing se posiciona como un elemento que puede calcular cualquier problema matemático, desde una simple suma hasta una operación aritmética compleja.

Aunque Turing no lo sabía, este sistema serviría como piedra angular para el desarrollo de la computadora electrónica y, por tanto, de los ordenadores que conocemos hoy en día. ¿El motivo? Gracias a ella es posible determinar el funcionamiento de una CPU. 

La máquina Bombe

Fotograma de la película The Imitation Game.

El 1 de septiembre de 1939, tras la invasión de Polonia por parte de Alemania, da comienzo la II Guerra Mundial. El conflicto bélico se cobraría la vida de más de 60 millones de personas, aunque no existe un cálculo exacto.

Con el objetivo de finalizar la guerra cuanto antes, los Países Aliados, comenzaron a desarrollar fórmulas secretas más allá del frente. Una de ellas fueron los centros de criptografía centrados en descifrar códigos con el objetivo de anteponerse a los movimientos de sus enemigos. Inglaterra lo hizo en Bletchley Park (Buckinghamshire).

Por sus logros en materia científica, Alan Turing fue convocado por el Gobierno británico a Bletchley Park para dirigir un equipo de analistas y criptógrafos que lograra descifrar los mensajes navales enviados a través de la Máquina Enigma, un dispositivo alemán, en principio indescifrable.

La pretensión del Gobierno era ir un paso por delante de los submarinos nazis del Atlántico y detener el hundimiento de buques norteamericanos, claves para proveer a Inglaterra de alimento y armas.

Turing y su equipo, en el que destacaba Gordon Welchman, trabajaron activamente en el desarrollo de la máquina Bombe. Hablamos de un sistema cuya función era plantear una búsqueda sistemática a partir de unas instrucciones lógicas y, en base a ello, encontrar elementos que Enigma usaba para cifrar sus comunicaciones.

Bombe se convirtió en una de las primeras computadoras de la historia. Según se estima, gracias a este invento la Segunda Guerra Mundial finalizó mucho antes de lo previsto. Su construcción sirvió de inspiración para la película The Imitation Game.

ACE y el inicio de la Inteligencia Artificial

Cuando terminó la guerra (1945), el Laboratorio Nacional de Física de Inglaterra pidió a Alan Turing que trabajase en el desarrollo de una máquina capaz de almacenar gran cantidad de datos. Sin embargo, nunca llegó a construirse.

El equipo con el que trabajaba en el laboratorio tomó la idea de Turing y, a raíz de sus apuntes, cinco años más tarde (1950) construyó el Modelo Pilot ACE, considerada el primer ordenador digital capaz de gestionar un lenguaje de programación en su interior.

Algoritmo, computación, criptografía, programación… Por aquel entonces, todos estos conceptos parecían sacados de una película de ficción, pero sirvieron para sustentar la idea de Alan Turing sobre unas máquinas con inteligencia propia.

El mismo año del lanzamiento de Pilot ACE, publicó el libro Computing Machinery and Intelligence (Inteligencia y maquinaria informática), en el que trataba la Inteligencia Artificial a través de su Test de Turing.

Explicado de forma sencilla, el Test de Turing incluye tres participantes. Un moderador y dos sujetos que mantienen una conversación en un chat. Tras una ronda de preguntas, deben concluir si han estado hablando con una persona o con una máquina.

Según Turing, si la máquina era capaz de engañar a su interlocutor y hacerle creer que es una persona, se considera Inteligencia Artificial. El científico se considera el gran precursor de las redes neuronales y del campo de la Inteligencia Artificial.

Sin lugar a dudas, la figura de Alan Mathinson Turing en la historia cambió la ciencia para siempre. Precisamente por eso, por sus contribuciones, se ha ganado múltiples reconocimientos póstumos. Por ejemplo, el Premio Turing, de carácter anual, entregado por la Asociación para Maquinaria de Computación a personas reconocidas del mundo de la computación, un galardón a la altura del Premio Nobel.

Si quieres saber más sobre él, aquí tienes 10 frases célebres de Alan Turing.

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*Fuente foto principal: The Guardian.