Alan Turing. Su gran genio y triste historia



En varios de mis artículos he hecho referencia a biografías de genios de la ciencia y las matemáticas. En la mayoría de los casos se trata de historias positivas y reconfortantes. Un genio con una mente superdotada ayuda a la humanidad a avanzar en nuestro conocimiento del mundo que nos rodea y en algún momento, el sujeto en cuestión recibe el reconocimiento merecido. Desgraciadamente esto no es siempre así, y en muchos casos, grandes innovadores han muerto sin que se apreciaran en ningún modo sus increíbles aportaciones. Pero hay un ejemplo que destaca por la enorme injusticia y vileza con que se desencadenan los hechos.

A muchos el nombre de Alan Turing no les dice demasiado. Pero simplemente pensad si preferirías haber vivido en un mundo en el que  los nazis hubieran ganado
la Segunda Guerra Mundial. Si la alternativa no os suena apetecible, a veces no está de más agradecérselo a los cientos de soldados que lucharon sacrificando o poniendo en juego sus vidas para evitar que un sindicato de tarados criminales dominara el mundo. Pero también existen héroes fuera del campo de batalla y pronto veremos un buen ejemplo. Por otro lado, imagino que si estáis leyendo esto, lo estáis haciendo desde un PC, móvil u otro tipo de soporte informático. Pues sí, en gran medida también le debemos a Turing la existencia de nuestros amados ordenadores. Las aportaciones de Turing, como las de la mayoría de los genios de su envergadura suelen ser más que aquellas que les hicieron famosos. Pero creo que con estas dos nos sirve por el momento.

Alan Turing es uno de los matemáticos más importantes del siglo XX. Nacido y educado en Londres, Turing, al igual que muchos grandes matemáticos de la historia, destaca en esta materia desde muy pequeño. Su talento constantemente impresiona a sus profesores y era capaz de resolver problemas de cálculo antes de estudiarlo formalmente en la escuela. Dadas sus habilidades, Turing consigue estudiar en Cambridge y no tarda mucho en entrar en la élite matemática británica. Desde el principio se lanza a meter las manos en la masa los grandes problemas matemáticos de su tiempo. En la primera parte del siglo XIX, los matemáticos más importantes estaban ya buscando como formalizar el lenguaje matemático para que todos los axiomas tuvieran una base lógica totalmente sólida. Las expectativas eran enormes, pero a principios del siglo XX se empieza a vislumbrar la sombra de lo que más tarde se convertirá en un gran problema.

Uno de los primeros en apreciar ciertas contradicciones lógicas necesarias  fue el gran filósofo y matemático Bertrand Russell. Estudiando las teorías de cantor Russell se dio cuenta de que estas llevaban necesariamente a lo que hoy en día se conoce como la paradoja de Russell. La teoría original de Russell se enfoca principalmente al estudio de grupos de números, como los números naturales, reales, etc. Pero existe una forma popular de explicar esta paradoja utilizando a un barbero para ello.  Imaginemos una ciudad en la que hay un solo barbero. El barbero se define por ser aquel que  afeita a todos aquellos que no se afeitan a sí mismos, pero entonces… ¿Quién afeita al barbero? Si se afeita a si mismo deja de ser el barbero porque por definición el afeita a aquellos que no se afeitan a sí mismos. Esto que puede parecer simplemente una gracieta para contar en un cotillón o una chorrada sin importancia (el barbero se afeita a sí mismo ¿Dónde está el problema?) consigue ilustrar un gran problema matemático que acaba siendo mejor definido en el teorema de Gödel. Gödel explica como un grupo no puede estar completo sin ser inconsistente. Esto sería algo así como que el grupo de los que son afeitados por el barbero necesita al barbero para estar completo, pero entonces deja de ser consistente porqué el barbero no entra dentro de las características de los elementos del grupo. Este tipo de teorema implica dudas sobre qué tipo de problemas se pueden resolver mediante algoritmos y de hasta qué punto una operación puede ser computable o no. Trabajando en este ámbito Turing crea un concepto que pasará a llamarse “máquina de Turing”, que ofrece un enfoque más manejable para este tipo de digresiones. 

La máquina de Turing sería un mecanismo capaz de realizar todo tipo de operaciones basadas en algoritmos que ejecutaría ayudándose de una memoria infinita consistente en un rollo de papel infinito. En su idea original Turing imaginaba a esta máquina como un sujeto (el computador) que ejecuta con total precisión las ordenes que se le den, pero más tarde se empezó a concebir como un mecanismo automático. La máquina puede avanzar y retroceder a lo largo del rollo para leer, grabar o borrar marcas en cada uno de los cuadros en los que este está dividido.  Estas “maquinas” que no son más que una construcción mental ayudan a los matemáticos a reflexionar sobre cuando un problema es soluble en un número finito de pasos, o de hasta que punto todo problema se matemático se puede expresar en forma de algoritmo. Puede que a más de uno la idea de una máquina que lee y escribe o borra signos en una memoria le suene a informática. Pues vais bien encaminados. El trabajo de Turing es la base teórica que más tarde permitirá los enormes avances técnicos en el campo del proceso automatizado de datos que han permitido crear nuestra tan valorada sociedad de la información. El impacto de esta teoría no se queda ahí. La máquina de Turing es una herramienta de primer orden para determinar hasta qué punto todos los procesos mentales pueden ser reducidos a algoritmos, es decir, hasta qué punto nuestra mente es simplemente un ordenador (por supuesto increíblemente poderoso y sofisticado) o no. Las implicaciones son de una importancia vital para campos de estudio tan dispares como la inteligencia artificial, la neurología o la filosofía.

Con lo mencionado hasta ahora da la impresión de que Turing ya merece un puesto en el Monte Olimpo de los chicos listos de la historia. Pero Turing es igualmente famoso por otro logro en un ámbito totalmente desconectado del mundo académico. Durante la I Guerra Mundial,  el ingeniero alemán Arthur Scherbius creó un aparato que a la vista es simplemente una máquina de escribir un tanto extraña. Pero el propósito de este singular tipógrafo es totalmente diferente. Su función es la de codificar mensajes, para que solo puedan ser decodificados por otra máquina similar haciendo uso de una particular alineación de unos rotores en la máquina, que solo es conocida por aquellos que codifican y decodifican los mensajes. De esta forma se pueden enviar mensajes secretos de forma totalmente segura por cualquier medio. A lo largo de los años 20 se le dan todo tipo de usos comerciales en la industria, la banca, el comercio… Pronto los militares se dan cuenta de su potencial y deciden mejorar este artilugio con propósitos bélicos. Durante la II Guerra Mundial los nazis ponen a trabajar a esta versión más segura del Enigma, convencidos de que nadie podría descifrar sus mensajes secretos, ya que los cálculos requeridos para ello eran considerados imposibles de llevar a cabo.


La máquina Enigma se compone básicamente de un teclado y una especie de tablero luminoso, ambos contando con todas las letras del alfabeto y aparte unos rotores, unas ruedas dentadas con cada posición numerada. Al pulsar una de las letras en el teclado, una letra en el tablero se ilumina. La máquina no imprime el código, que tiene que ser registrado a mano. Pero el verdadero secreto del Enigma son los rotores. Está claro que un burdo código en el que cada letra se correspondiera con una letra diferente sería pan comido para cualquier criptógrafo aficionado. La virtud del enigma es que cada vez que una tecla es pulsada el rotor gira cambiando la configuración de la máquina. La letra B por ejemplo, puede encriptarse como una G, después como una X o cualquier otra letra menos ella misma. Cada una de estas ruedas tiene 26 posiciones y al llegar a la última posición esta hace girar otra rueda con 26 posiciones que a su vez hará girar a una última. Para añadir complejidad cada una de estos rotores son diferentes, las 26 combinaciones no están en el mismo orden. La máquina trae de serie una caja de cinco rotores distintos que se pueden disponer en varias formas. Para que otra máquina decodifique el mensaje correctamente, es necesario conocer la posición inicial de los rotores. Las posibles configuraciones son 26x26x26=17576 por 60 posibles formas de ordenar las ruedas.  Esto ya de por sí es una número enorme de posibilidades a probar a la hora de descifrar un mensaje. Hasta aquí llegaría la máquina comercial que cualquier comerciante alemán puede comprar para codificar sus propios mensajes. Pero las máquinas utilizadas por el ejército a partir del 38 añaden un panel frontal con una serie de clavijas que pueden conectarse de distintas formas, cambiando la configuración del circuito eléctrico. Estas aumentan las posibles combinaciones hasta  aproximadamente 160 000 000 000 000 000 000.
Como ya he mencionado, el ejército alemán tenía una absoluta confianza en esta forma de codificar mensajes. Pero ya a principio de los años treinta, una agencia polaca especializada en descifrar comunicaciones militares había desarrollado un sistema para romper este tipo de códigos. Para ello un grupo de matemáticos había diseñado una máquina conocida como “Bomba”, que era la encargada de hacer todos los cálculos necesarios.  Desgraciadamente, las mejoras introducidas por el ejército alemán más adelante dejaron esta gran innovación obsoleta a principios de la guerra. Pero sus creadores consiguieron hacer llegar su trabajo a la inteligencia británica, para que estos pudieran continuar con él. Desde el principio era evidente que se requeriría una mente brillante para desarrollar las matemáticas necesarias para decodificar las comunicaciones alemanas. Para añadir dificultad, lo alemanes intuían que los aliados trabajarían duro para descubrir sus códigos. Por ello, los puesto de comunicaciones, se le enviaba una tabla con una configuración de rotores distinta cada día, escrita en tinta soluble para que los oficiales pudieran destruirlas rápidamente de ser necesario. Por lo tanto, no servía resolver el problema una sola vez. Era necesario encontrar una forma de descifrar el nuevo código cada día. Para ello los ingenieros ingleses siguiendo las instrucciones de Turing, construyeron una enorme nueva máquina que en honor a su predecesora polaca fue bautizada como Bombe, aunque su funcionamiento tenía poco que ver con la original.  Esta máquina explotaba un pequeño fallo en el proceso del código enigma. En el enigma, una letra nunca se codificaba como esa misma letra. Eso permitió a los matemáticos aliados encontrar formas increíblemente ingeniosas de averiguar el código de cada mensaje mediante un proceso de ensayo y error meticuloso. Bombe era la encargada de ensayar todas estas posibles combinaciones hasta encontrar la correcta, lo que hacía en aproximadamente 20 minutos. La capacidad de interceptar las comunicaciones del ejército alemán fue una ventaja enorme para los aliados. Como ejemplo, antes del desembarco de Normandía, las fuerzas aliadas estaban intentando hacer creer a los alemanes que el gran desembarco se realizaría en otra área de la costa francesa. Gracias a que los ingleses eran capaces de leer los mensajes nazis, los comandantes aliados pudieron confirmar el lugar de la operación seguros de que el enemigo les esperaba en otro sitio.

Después de haber ayudado al bando aliado a ganar la guerra, salvando a Europa de décadas de oscuridad y de haber sentado las bases teóricas de la informática moderna, uno pensaría que Gran Bretaña acabaría por ofrecer a Turing el título de lord o alguna otra condecoración a lo largo de su vida. O al menos, se le consideraría como un gran ciudadano que había puesto todo su trabajo y energía al servicio del bien común. En el mundo académico y de las matemáticas, Turing era ya un intelectual muy respetado. Sin embargo, su hazaña bélica descifrando el código enigma no era bien conocida en su época ya que la operación en su totalidad era secreta y Turing seguía trabajando como criptógrafo para Gran Bretaña en el inicio de la Guerra Fría. La relevancia de su papel durante la guerra no quedaría clara hasta más adelante. Varios de sus colaboradores a la hora de construir Bombe, admitían sin ningún problema que sin el trabajo teórico de Turing la el código no se hubiera descifrado jamás y que además, la colaboración de Turing diseñando la máquina fue a su vez de gran importancia.

Sin embargo, el único  reconocimiento que Turing recibió fue una condena criminal. Turing era homosexual y desde que su primer matrimonio fracasó rápidamente debido a esto, admitía abiertamente su condición. En la Gran Bretaña de los años 50, aún quedaban restos de una asquerosa legislación que sancionaba la extendida homofobia típica de la época. El simple hecho de ser homosexual era considerado un delito penado con prisión. En el año 1952, Turing se ve envuelto en un incidente que iniciaría una tragedia. Unos ladrones entran en su casa para y roban algunas cosas. Como es lógico Turing llama a la policía y estos comienzan una investigación. En esa época Turing vivía con su pareja, un joven llamado Arnold Murray. Turing y Murray dejan saber a los detectives de su relación sin prever los problemas que esto podría acarrear. De repente la pareja pasa de ser una simple víctima de un robo a convertirse en acusados de un delito de indecencia. Para evitar una condena mayor, Turing se declara culpable y se le ofrecen como altenativas una pena de prisión o un tratamiento de castración química para ayudarle a “curar” su homosexualidad. Turing acepta la segunda opción y empieza a tomar dietilestilbestrol, una especie de estrógeno artificial que baja su lívido completamente y que tiene desagradables efectos secundarios en un hombre, como hacer crecer senos. Este tratamiento tiene un profundo impacto emocional en Turing y dos años después de comenzarlo se suicida envenenándose a sí mismo con cianuro (aunque hay quienes disputan este hecho).

Queda claro que en los años 50, la gran hazaña bélica de Turing no era aún bien conocida, pero esto no parece mitigar el asco que inspira una sentencia absolutamente injusta contra dos ciudadanos que no habían hecho daño alguno a nadie. El que este tipo de leyes hayan existido alguna vez es de por si repugnante, pero que todavía se aplicaran este tipo de sentencias en la Inglaterra de los años 50, nos recuerda que en muchos aspectos el mundo era un auténtico truño hasta antes de ayer, de que aún lo es en muchos sitios y de que todavía corremos el riesgo de que lo vuelva a ser aquí. También le hace a uno pensar en lo irónico que es que uno de los países que siempre ha estado considerado a la vanguardia de las libertades individuales haya matado indirectamente a dos de sus intelectuales más brillantes en solo 50 años casi del mismo modo. En el año 1900, Oscar Wilde, uno de los dramaturgos más brillantes de la historia y la gran estrella literaria de su tiempo, muere probablemente por una enfermedad que había contraído en prisión, donde había ingresado bajo el mismo cargo que Turing. Su defensa ante el tribunal en la que Wilde emplea a fondo su infinita capacidad para la ironía y el descaro, queda para la historia como un testimonio contra la estupidez, el puritanismo y intolerancia. Si la judicatura británica trataba así a sus homosexuales más celebres, no quiero ni pensar que sería de los pobres que no tuvieran medios para defenderse.



La idea de este artículo proviene de distintas fuentes y videos a través de los cuales he tenido la oportunidad de familiarizarme con el genio de Turing. Para facilitarme el trabajo la mayor parte de los datos precisos salen de la Wikipedia (donde suelo hacer una donación cuando me aprovecho en exceso).


Para los que esteís interesados en el tema y tengáis buen nivel de inglés os aconsejo estos videos sobre Turing y el código enigma:


Para aprender sobre las máquinas de Turing un buen libro puede ser:


La nueva mente del emperador. Roger Penrose


Aunque os aviso de que Penrose no es especialmente fácil de seguir, el hombre será listísimo pero no nació para hacerse entender.



Imágenes:

Ilustración: Alan Turing según Jin Wicked a través de este link que pertenece a otro artículo muy interesante sobre Turing:
http://www.genbeta.com/actualidad/alan-turing-el-hombre-que-supo-que-las-maquinas-pensaban-por-si-mismas

http://www.youtube.com/watch?v=G2_Q9FoD-oQ

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