Alan Turing, el precursor de la Inteligencia Artificial

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En la comunidad científica existe un nombre estrechamente vinculado a la computación, el de Alan Turing. Se trata de una figura que, a través de sus múltiples estudios y contribuciones a la ciencia, se ha ganado el título honorífico de padre de la Inteligencia Artificial.

¿Quién fue Alan Turing?

Alan Mathison Turing fue un matemático, informático teórico y criptógrafo que vivió durante la primera mitad del siglo XX. Durante su corta vida, dedicó grandes esfuerzos a formalizar estudios que contribuirían a mejorar la vida de muchas personas.

Nació en el año 1912 en Paddington (Londres), aunque fue concebido en la India británica, ya que su padre, Julius Mathingson Turing, trabajaba en la Administración Colonial del Indian Civil Service (ICS).

Su madre, Ethel, quería que su hijo naciese en Inglaterra. Por eso, ella y su marido regresaron a su país de origen hasta que nació Alan. Después, regresaron a la India, donde el joven Turing pasó sus primeros años de vida.

A su vuelta a Reino Unido, fue aceptado en el internado Sherbone (Dorset) y, tras finalizar sus estudios primarios y no ser aceptado en el Trinity College, tuvo que resignarse con su segunda opción, el King's College.

Cuando se graduó, viajó hasta Estados Unidos para estudiar en la Universidad de Princeton. Allí, trabajó con figuras respetadas en el campo de la lógica y la matemática, uno de los más destacados fue Alonzo Church.

El problema de decisión

Entscheidungsproblem, cuya traducción a nuestro idioma es “problema de decisión”, fue un reto para los matemáticos del siglo XX. Se debatía sobre si una fórmula de cálculo de primer orden es o no un teorema.

Esta cuestión llevaba años sobre la mesa gracias a Gottifried Leibniz, un filósofo, matemático, lógico, teólogo y jurista del siglo XVII. Sin embargo, no llegó a término hasta el siglo XX, cuando David Hilbert planteó la búsqueda de un método que contribuiría a resolver cuestiones matemáticas.

Fue en un congreso científico celebrado en 1928, en el que el matemático lanzó tres preguntas básicas. Para las dos primeras tenía respuestas afirmativas y, para la última, no había respuesta:

• ¿Las matemáticas están completas?
• ¿Las matemáticas son consistentes?
• ¿Las matemáticas son decidibles?

A raíz de este reto, otros matemáticos se interesaron por el tema. Uno de ellos fue Kurt Gödel, quien realizó estudios de incompletitud (teorema de la incompletitud) para demostrar que las respuestas a las dos primeras cuestiones eran negativas. Esto dejaba únicamente la tercera pregunta, el entscheidungsproblem o “problema de decisión” sin responder.

La Máquina de Turing

Alan Turing entró en el proyecto del problema de decisión gracias a un profesor de Cambridge que le mostró las preguntas de Hilbert. De las tres, la última era la que más le interesaba.

En base a esta pregunta, teorizó sobre si existía o no un proceso mecánico al que se pudiera recurrir para determinar si un enunciado lógico es demostrable.

En 1935, mientras paseaba cerca del río Ely, le surgió la idea de tomar el proceso mecánico y configurarlo, es decir, crear una máquina que pudiese aplicar al problema de decisión y resolverlo consecuentemente.

La máquina de computación lógica (máquina de Turing) fue diseñada pero nunca construida por falta de medios. La idea se propuso en un artículo (Los números computables), en el que el británico demostraba que estas máquinas podrían hacer cálculos matemáticos siempre y cuando fueran representables a través de un algoritmo.

¿En qué consistía la máquina?

Prototipo Máquina de Turing. Fuente: Pinterest.

La Máquina de Turing es una máquina calculadora de capacidad infinita que operaba basándose en una tabla de instrucciones lógicas. A lo largo del artículo, el matemático describió el sistema como un método autónomo que se servía de reglas básicas para calcular operaciones matemáticas en un lenguaje formal determinado.

Con ello, sentó las bases de su teoría de computación y, por ende, el desarrollo de los futuros ordenadores, ya que, gracias a él, se puede explicar gran parte del funcionamiento de una CPU.

Como decíamos, la máquina nunca llegó a formalizarse, pero Turing la presentó como una extensa cinta perforada que contenía símbolos dentro de cuadrados (estos símbolos podían ser simplemente un espacio en blanco).

La máquina podía leer los símbolos de la cinta y realizar acciones basándose en una tabla de instrucciones que se le había dado previamente. Por ejemplo, si la máquina se hallaba en la configuración 1 y veía un 1 en el cuadrado, debía avanzar un cuadrado hacia la derecha y pasar a la configuración 2.

Este es un ejemplo sencillo, pero Turing la propuso como un sistema que podía completar cualquier cálculo matemático, desde un logaritmo hasta una raíz cuadrada.

Su importante papel en la II Guerra Mundial

Cuando estalló la Segunda Guerra Mundial e Inglaterra declaró su participación en septiembre de 1939, Alan Turing fue convocado por el gobierno británico para dirigir un equipo en Bletchley Park, el centro de criptografía del país.

El objetivo era descifrar las comunicaciones alemanas navales cifradas con la máquina Enigma y, de esta forma, adelantarse a los movimientos de los submarinos nazis que operaban en el Océano Atlántico.

Para garantizar el éxito de la misión, Turing y su equipo desarrollaron el prototipo de la máquina Bombe, un modelo que ejercía deducciones lógicas de cada combinación del código cifrado. Hablamos de una de las primeras computadoras de la historia.

Como el tiempo corría en su contra, la labor de Gordon Welchman fue determinante. Este matemático ayudó a agilizar el proceso de desarrollo de la máquina. Con su ayuda, se pudieron crear 211 Bombes en Inglaterra y más de 100 en EEUU.

El duro esfuerzo de Alan Turing y su equipo por descifrar los códigos alemanes contribuyó a que la guerra finalizara antes de lo esperado y se salvaran muchas vidas.

El Test de Turing

A lo largo de los años, el afán por resolver misterios relacionados con la ciencia y descubrir nuevas hazañas llevó a Alan Turing a desarrollar un método que determinaría la inteligencia de las máquinas: el conocido test de Turing.

Este sistema surge a raíz de un juego de imitación en el que participan tres figuras principales:

1. Interrogador.
2. Hombre.
3. Mujer.

El interrogador se encuentra en otra sala separado de las dos figuras. Su objetivo es descubrir a través de un lenguaje que todos conozcan, quién es el hombre y quién es la mujer. Por el contrario, la labor de las otras dos figuras es confundir al interrogador.

En el artículo Computing machinery and intelligence (Inteligencia y maquinaria informática), publicado en 1950, el propio Turing propone intercambiar a uno de los interrogados por una máquina y darle una vuelta de tuerca al juego.

¿Cómo funciona el test? Los participantes deben mantener una conversación mediante un sistema de chat y adivinar si la figura que está al otro lado de la pantalla es un hombre o una máquina. En caso de no conseguirlo, la máquina se consideraría como un sistema inteligente.

«Una máquina puede considerarse inteligente si logra engañar a una persona haciéndole creer que es un ser humano» - Alan Turing.

Este modelo precisó de varios años para su total desarrollo y uno de los ejemplos más sonados tuvo lugar en el año 2014, cuando Kevin Warwick presentó un chatbot llamado Eugene Goostman, capaz de convencer a 30 jueces que participaron en el test, pensando que hablaban con un niño ucraniano de 13 años, cuando en realidad era una máquina.

Otras contribuciones de Turing

Alan Turing destacó por sus estudios computacionales y de informática teórica, pero también por su contribución a otras ramas, como la biología matemática, en especial, en la morfogénesis.

En su proyecto Fundamentos químicos de la morfogénesis mostró su interés por la filotaxis de Fibonacci, que demostraba la existencia de los números Fibonacci en las estructuras vegetales.

A lo largo de su su estudio, recurrió a ecuaciones reacción-difusión que, hoy en día, son imprescindibles para comprender la aparición de patrones en el campo de la embriología y han sido de gran utilidad para biólogos experimentales en años posteriores.

Desencuentro con la justicia

Alan Turing vivió en Inglaterra durante la primera mitad del siglo XX, época marcada de grandes cambios pero en la que, al igual que en muchos países hoy día, la homosexualidad aún se consideraba un delito.

En 1952, Turing tenía una relación en secreto con Arnold Murray, hasta que, un día, el matemático se vio envuelto en un robo en su domicilio. Cuando las autoridades acudieron, se declaró homosexual y, por este motivo, fue acusado con cargos de “indecencia grave y perversión sexual”.

Al ser condenado, la justicia le propuso dos opciones: entrar en prisión o someterse a una castración química a través de un tratamiento hormonal a base de estrógenos. Se decantó por la segunda y sufrió alteraciones físicas.

Dos años después de su acusación (1954), se encontró el cadáver de Alan Turing en su domicilio. La causa de la muerte fue envenenamiento con cianuro, supuestamente, tras ingerir una manzana inyectada con esta sustancia química. Tras diversas investigaciones, se declaró como un suicidio, aunque hoy en día es todo un misterio.

Años más tarde (2009), el gobierno británico declaró en un comunicado sus disculpas formales por el trato que sufrió Alan Turing durante sus últimos años de vida, aunque en 2012 el gobierno de David Cameron (por aquel entonces, Primer Ministro) negó el indulto alegando que en 1952 la homosexualidad estaba considerada como un delito. No fue hasta el año 2013 cuando el indulto a Turing se materializó por orden de la reina Isabel II.

*Fuente foto principal: RTVE.