Alan Turing, tesina di maturità

Percorso Concettuale 4

ALAN TURING: L’ENIGMA DI UN GENIO

Se la nostra vita procede nel modo in cui procede è sicuramente merito anche di

Alan Mathison Turing. Non ha vestito la divisa, ma ha fatto per il suo Paese e per il mondo

libero molto di più di tanti eroi che ritornano carichi di gloria e medaglie da guerre e

battaglie. È considerato il padre dell'informatica, l'inventore del computer, il primo a

parlare di intelligenze artificiali e un genio matematico e scientifico. È stato la figura chiave

a Bletchley Park, il centro Britannico di crittografia, che durante la Seconda Guerra

Mondiale riusciva a decifrare i messaggi criptati dell'esercito tedesco con un contributo

decisivo per le sorti della guerra.

L’Infanzia

Nasce il 23 giugno del 1912 in un sobborgo di Londra, figlio di Julius Turing, un orgoglioso e

rispettato alto funzionario del famoso Indian Civil

1 per conto del quale presta servizio nel distretto

Service

di Madras. Julius e Hethel Turing decidono di lasciare i

figli in Patria a balia presso la famiglia del colonnello

Ward, un gentiluomo di campagna ritiratosi con la

moglie a Baston Lodge sulla spiaggia di St Leonards-on-

Sea presso la piana di Hastings.

Alan, nonostante non fosse particolarmente interessato

ai programmi offerti dalle public school, viene iscritto e

letteralmente "spedito" a Hazelhurst, una piccola ma

prestigiosa Public School, nel gennaio 1922 dove ha

modo di ricongiungersi con il fratello maggiore John. Alan Turing al Bletchley Park nel Buckinghamshire

Saranno le letture di questi anni, letture solitarie di un giovane di straordinaria intelligenza, a

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formare il Turing adulto; in particolare gli scritti di Russel e Einstein e la lettura de “La natura del

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mondo fisico” di Eddington lasceranno una traccia indelebile nella memoria di Alan che a soli 16

anni sarà in grado di comprendere perfettamente il lavoro di Einstein.

1 Ufficialmente conosciuta come Pubblica Amministrazione Imperiale, è stato il più alto grado di èlite di servizio civile

nell’india britannica.

2 Bertrand Arthur William Russel è stato un filosofo, logico, matematico, attivista e saggista gallese.

3 Arthur Stanley Eddington è stato un astrofisico inglese. 5

Durante questi anni conosce nella biblioteca scolastica Christopher Morcom, con cui instaura un

legame profondo e che influenza Alan nel suo percorso futuro. Nel 1930 entrambi si iscrivono al

King's College di Cambridge, ma la vita di Christopher viene precocemente stroncata dagli effetti

della tubercolosi. La morte dell'amico, di cui era segretamente innamorato, provoca in Alan uno

shock terribile, che gli fa perdere la fede religiosa. In quel periodo scrive: “I must put as much

energy if not as much interest into my work as if he were alive, because that is what he would like

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me to do” . Il ricordo di Christopher sarà presente durante tutta la sua vita.

I Primi Successi

A Cambridge Alan inizia a fare i conti con la Matematica vera e propria. La disputa tra matematici

puri e applicati coinvolge tutta Cambridge negli anni '30 ma il giovane Alan assume al riguardo un

atteggiamento particolare: interessarsi della Matematica "bella" e importante, sia essa applicata o

pura, sconfinando, quando sia il caso, anche nelle discipline applicate. Nell'aprile del 1936, dopo

un anno di ricerche giunge all'elaborazione del concetto di quella che è oggi conosciuta come

Macchina di Turing, compiutamente descritta nel famoso articolo “On computable numbers”.

L'articolo in questione è, in realtà, completato nel corso del 1937 durante un periodo di due anni

trascorso negli Stati Uniti all'Università di Princeton, dove Turing segue corsi post-diploma sino al

conseguimento, nel 1938, del Dottorato di Ricerca.

Tale lavoro garantisce all'autore un'immediata, quanto straordinaria, popolarità nell'ambiente

scientifico, fama che cresce con la pubblicazione dei lavori successivi.

Il Lavoro nell’Intelligence Britannica

Turing viene coinvolto dall'Intelligence inglese a partire dal mese di settembre del 1938 per

risolvere un problema di non poco conto: la decrittatura del codice cifrato per mezzo delle

macchine Enigma, con le quali gli alti comandi tedeschi mantengono i contatti con le truppe al

fronte durante il conflitto.

Assomiglia a una macchina da scrivere per forma e dimensione: una tastiera viene utilizzata per

battere i caratteri del messaggio, mentre un quadro di lampadine evidenzia i caratteri dopo essere

stati codificati. Al suo interno sono impilati tre rotori connessi a un pannello simile a quelli dei

centralini telefonici. Quando un carattere viene battuto sulla tastiera, il segnale, dopo aver

4 “Devo mettere tanta energia quanto interesse nel mio lavoro come se lui fosse ancora vivo, perché è ciò che avrebbe

voluto che facessi”. 6

attraversato i collegamenti del pannello, passa per due volte attraverso i rotori e di nuovo

attraverso il pannello. La peculiarità di questa macchina è che se immettiamo più volte lo stesso

carattere, otteniamo sempre risultati diversi in uscita. La posizione dei rotori e dei collegamenti sul

pannello fanno in modo che Enigma abbia 158 962 555 217 826 360 000 configurazioni possibili

(centocinquanta miliardi di miliardi). Davvero tante per provare a indovinare il messaggio,

sopratutto se consideriamo che la configurazione veniva cambiata ogni giorno a seconda di un

calendario mensile. Il centro di decodifica britannico si trova a Bletchley Park, situato a circa

settanta chilometri da Londra, ed è oggi visitabile. Qui Turing, diventato una figura di riferimento,

sfrutta una debolezza di enigma ed

elabora una tecnica chiamata la

“bomba”. Il messaggio criptato viene

inviato a una complessa macchina

elettromeccanica, appunto la

“bomba”, che prova tutte le

combinazioni possibili in pochissimo

tempo, fino a trovare quella giusta. I

tedeschi non potevano immaginare

Un esemplare della macchina Enigma al museo di Bletchley Park che gli Alleati disponessero di tali

tecnologie e la loro fiducia in Enigma si basava sul presupposto che un essere umano non avrebbe

mai potuto fare i conti in un tempo ragionevole. Alan lavora per i servizi segreti fino alla fine della

guerra (1945), pubblicando nel frattempo anche alcuni studi di crittografia e statistica. Il

contributo di Bletchley Park e specialmente di Alan Turing furono fondamentali per gli esiti della

Seconda Guerra Mondiale, in particolare per l'annientamento dei sottomarini U-Boot

nell'Atlantico. L'esistenza di Bletchley Park fu tenuta segreta per trent'anni, fino al 1974.

L’A.C.E. e il problema dell’Intelligenza Artificiale

Nel 1945 entra a far parte del National Phisical Laboratory di Teddington dove può portare a

termine la costruzione dell'ACE - Automatic Calculating Engine che segue di un anno la costruzione

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del celebre EDVAC di von Neumann. Rispetto a quest'ultima l'ACE presenta notevoli innovazioni:

5 Electronic Discrete Variable Automatic Computer è uno dei primi computer digitali elettronici della storia basato

sull’architettura di Von Neumann 7

non si limita al mero calcolo aritmetico ed ha un programma modificabile senza dover ricorrere a

modifiche ingegneristiche (ovvero il software è ben distinto dall'hardware).

Nel 1950 Alan pubblica “Computing machinery and intelligence”, in cui affronta il problema delle

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Intelligenze Artificiali ed elabora un esperimento per capire se una macchina sia intelligente o

meno, chiamato “test di Turing”. Una macchina supera questo test quando riesce a ingannare un

giudice chiamato a decidere sulla natura umana del suo interlocutore. La domanda a cui Alan

vorrebbe rispondere fin dalla gioventù è: “Possono le macchine pensare?”. Una domanda

filosofica e matematica fondamentale a cui non è ancora stata data una risposta.

La condanna, l’ultimo periodo di vita e la morte

Nel 1951 Alan intraprende una relazione con un giovane disoccupato che però gli svaligerà la casa.

Turing si reca alla polizia per denunciare il fatto dichiarando tranquillamente di aver avuto una

relazione con il ladro e, viste le leggi del tempo, viene tratto in arresto! Gli straordinari contributi

dati alla scienza e alla Patria, la nomina a Ufficiale dell'Impero britannico, la fama mondiale non lo

salvano da una squallida e vergognosa accusa di omosessualità e di condotta immorale indecente.

Il giudice lo obbliga a un’umiliante cura ormonale che oltre a eliminare gli impulsi sessuali e

renderlo sterile provoca la crescita dei seni. Inizia un breve e pesante calvario, in mezzo al quale,

per due anni riesce ancora a produrre articoli e relazioni se pure a fatica.

Il 7 giugno 1954 Alan Mathison Turing inietta una forte quantità di cianuro in una mela e mastica

alcuni bocconi, ponendo fine a una breve, intensa, sofferta avventura umana e intellettuale. La

mela come simbolo della sua passione per il teatro e in particolare per la storia di Biancaneve e il

cianuro come legame con le antiche passioni.

Curiosità

Si dice che Steve Jobs abbia ispirato il simbolo della sua compagnia, la Apple, in onore di Alan

Turing, ma questa voce non è mai stata confermata o smentita.

6 L'espressione "Intelligenza Artificiale" (Artificial Intelligence) fu coniata nel 1956 dal matematico statunitense John

McCarthy 8

L’ERA DI INTERNET

Breve storia dell’Informatica – Gli Antenati dei Computer

L’Abaco

L’abaco o abbaco è il più antico strumento di calcolo utilizzato sin dal 2000 a.C. in Cina e nella Mezzaluna

fertile, poi rinnovato e utilizzato sia da Greci che Romani.

Codice di Madrid – Leonardo da Vinci

Studi recenti hanno portato alla luce alcuni disegni di Leonardo Da Vinci, conosciuti come il “Codice

“ di

Madrid“, raffiguranti un macchinario concepito per effettuare calcoli con il sistema decimale. Non esistono

però esemplari di questo meccanismo ideato intorno al 1500.

La Prima Calcolatrice Meccanica

Chiamata “Pascalina” (in francese Pascaline),

Pascaline ), la prima calcolatrice meccanica fu progettata e prodotta in 50

esemplari da Blaise Pascal all’età di soli 18 anni. Tale strumento permette di fare

f

are addizioni e sottrazioni con

numeri di un massimo di 12 cifre operando direttamente i riporti.

La Macchina Analitica

Inventata da Charles Babbage, fu il primo calcolatore digitale automatico capace di eseguire addizioni,

sottrazioni, moltiplicazioni e divisioni.

ivisioni.

I Primi Computer Elettronici

Colossus – il primo computer elettronico programmabile

Colossus fu un importante strumento

sviluppato sugli studi del matematico ed

informatico al

Alan Mathison Turing

Bletchley Park nel Regno Unito con lo scopo

di decifrare il codice Enigma utilizzato da

Hitler per comunicare con i suoi U-Boote.

Boote.

La Macchina di Von Neumann

John Von Neumann fu il primo a definire il Il Colossus di Bletchley Park

concetto di elaboratore

tore elettronico ed 9

elaborò così macchine non solo capaci di eseguire calcoli ma anche insieme di operazioni (algoritmi), le

famose macchine di Von Neumann, base dei moderni Computer.

Scoperte e Innovazioni nell’Era degli Home Computer, la nascita di Internet

Nel 1951 Jay Foster registra il brevetto per le memorie a nuclei magnetici, nasce la Random Access

Memory (RAM);

Nel 1957 l’azienda IBM inizia l’installazione di sistemi RAMAC (Random Access Method of

Accounting and Control) ovvero i primi elaboratori commerciali a disporre di un’unità a dischi fissi

(Hard – Disk) anziché le lente ed ingombranti unità a nastro magnetico;

Nel 1960 ha fine l’utilizzo delle schede perforate per l’input e output, la DEC introduce il PDP-1

ovvero il primo computer commerciale in cui l’input e l’output avviene tramite monitor e tastiera;

Nel 1964 Doug Engelbart inventa il mouse;

Nel 1969 nei Bell Labs (AT&T) Ken Thompson inventa il sistema operativo Unix, il primo ad essere

multiutente e multi processo. Due sistemi Unix potevano comunicare attraverso una rete;

Nasce nello stesso anno ARPAnet (Advanced Research Projects Agency NETwork) realizzata dal

Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti a scopi di sviluppo tecnologico ad uso militare. Da

ARPAnet nascerà poi internet;