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Personaggi e avvenimenti


Alan Mathison Turing (Parte II)

di Gabriele Zucchetta

L'articolo...

Seconda e ultima parte della storia del matematico britannico che concettualizzò la macchina precorritrice degli attuali computer. La prima parte dell'articolo è pubblicata sul numero 43 del PLUTO Journal.



La nascita dei computer

Al termine della guerra le cose tornano lentamente alla normalità. La fellowship di Alan è ancora valida per diciotto mesi. Gli viene prolungata di altri tre anni consentendogli di poter avere del tempo per concretizzare le sue idee sulla macchina universale e sull'intelligenza artificiale: Alan ha in mente la costruzione di una macchina universale con la quale poter studiare il cervello umano.

La progettazione e la costruzione di macchine in qualche modo legate a quella espressa in "On computable numbers" ha inizio qualche secolo prima. Importante fu il contributo del matematico Charles Babbage al quale si deve l'ideazione della prima macchina analitica. Questa, senza alcun cambiamento nella sua meccanica, avrebbe dovuto essere in grado di eseguire qualsiasi operazione matematica tramite tavole di istruzioni. Babbage introdusse la "scelta condizionale della variante", cioè la possibilità di effettuare scelte decisionali durante il corso dei calcoli: la possibilità di cambiare configurazione a seconda di ciò che legge, per dirla con parole di Alan. Le enormi difficoltà tecniche impedirono di costruire una tale macchina funzionante. Un prototipo non funzionante è conservato allo Science Museum di Londra (http://www.sciencemuseum.org.uk/).

Negli anni successivi alla prima guerra mondiale vi furono altri interessanti progressi. In Germania Konrad Zuse realizzò una macchina che lavorava in sistema binario, un espediente che semplificò non poco molti problemi pratici. Il prototipo, chiamato Z1 e funzionante nel 1938, era completamente meccanico. I modelli Z2 e Z3, quest'ultimo del 1944, che seguirono da lì a pochissimi anni videro l'utilizzo di relè in sostituzione di alcuni meccanismi. Queste macchine, tuttavia, mancavano della scelta condizionale. Negli Stati Uniti, su progetto del fisico Howard Hathaway Aiken e dietro finanziamento dell'IBM, venne realizzata, tra il 1937 ed il 1944 all'Università di Harvard, la macchina "Harvard Mark I". Il Mark I era lungo venti metri, alto quasi tre, pesava cinque tonnellate e aveva 3304 relè che emettevano un rumore metallico simile a quello prodotto da centinaia di ferri da calza sfregati insieme. Un secondo progetto di macchina a relè statunitense guidato dall'ingegnere George Robert Stibitz era in corso di attuazione alla Bell Telephone.

Un terzo progetto, nato nell'Aprile del 1943, produsse nel 1946 una macchina, l'ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Calculator). I due progettisti erano John Presper Eckert e John W. Mauchly. Al progetto si unì, nel 1944, John Von Neumann che già seguiva gli altri due progetti. L'ENIAC era una macchina molto innovativa perché utilizzava tubi a vuoto. Era inoltre in grado di gestire scelte condizionali. Era la concretizzazione dell'idea di Babbage realizzata con componenti elettronici che permettevano velocità inimmaginate. La frenesia per la realizzazione di queste macchine era dovuta al fatto che le nazioni in guerra cercavano strumenti per effettuare i calcoli necessari alla realizzazione di razzi e bombe. In particolare l'ENIAC era nato per realizzare tavole di tiro per l'artiglieria, simulando le traiettorie di proiettili in base alle diverse condizioni (vento, resistenza all'aria, eccetera). Von Neumann riuscì anche ad utilizzarlo per i calcoli necessari alla realizzazione della bomba atomica statunitense. Tuttavia il sistema per inserire le istruzioni prevedeva il collegamento di una quantità enorme di spine in pannelli. Il cambio delle spine equivaleva, nella pratica, a cambiare la struttura dell'ENIAC rendendolo molto lontano dal concetto di macchina universale di Babbage e Turing.

Dopo la realizzazione dell'ENIAC viene avviato un nuovo progetto per la costruzione di una nuova macchina, l'EDVAC (Electronic Discrete Variabile Calculator), con a capo del progetto Von Neumann. L'enorme sforzo degli statunitensi verso questa nuova tecnologia rappresenta una sfida per il governo britannico. Per questo motivo, il 27 settembre 1944 Turing viene contattato dal National Physical Laboratoy (NPL), un ente nato per sviluppare la ricerca scientifica (per scopi bellici). Alan accetta perché pensa alla possibilità di realizzare finalmente la sua idea di calcolatore universale. Il suo lavoro inizia ufficialmente il primo ottobre 1945 e la macchina si sarebbe chiamata ACE (Automatica Computing Engine; "ace" significa "asso", un nome particolarmente gradito ad Alan). A sua disposizione c'è lo staff di tecnici, ingegneri, matematici, fisici dell'APL. Nell'idea di Alan, l'hardware della macchina deve essere molto semplice, in quanto deve solo prelevare e scrivere le istruzioni presenti in memoria e renderle operative: invece, tutta la complessità delle operazioni è concentrata nelle istruzioni date alle macchina. Il primo passo prevede la realizzazione di un sistema di memoria, rapido, affidabile, ed economico. La scelta ricade su un sistema basato su linee di ritardo acustiche, che si basa sul tempo impiegato da un'onda sonora ad attraversare un tubo di una certa lunghezza (sistema già conosciuto ed impiegato per il radar). Il problema della scelta condizionale viene risolto brillantemente da Alan a livello di istruzioni, senza la necessità di alcuna implementazione nell'hardware. Per quanto riguarda le dimensioni, in uno dei primi rapporti si parla di un intero edificio di 130 metri quadrati. Alan prevede che l'ACE possa svolgere il compito di 10000 persone addette al calcolo. Arriva a prevedere un accesso al calcolatore da postazioni decentralizzate collegate alla macchina tramite linee telefoniche, tutte idee che anticipano notevolmente i tempi. Nel maggio del 1947 viene sovvenzionato un altro progetto per una macchina. A capo del progetto vi è Newmann. Poco dopo prende vita un terzo progetto concepito da M.V. Wilkes.

Nonostante le risorse, l'impegno ed il genio di Alan, la realizzazione dell'ACE procede con notevoli difficoltà: per anticipare tempi si dà inizio anche alla scrittura delle tavole di istruzioni. Purtroppo iniziano anche i contrasti tra Alan e gli altri responsabili del progetto. In particolar modo, da un lato Alan aveva parlato, al di fuori della struttura, delle sue idee sulla costruzione di un cervello elettronico e la risonanza data alla stampa aveva innervosito molto l'NPL. Dall'altro l'NPL vuoleva dar vita, quanto prima, ad un prototipo funzionante dell'ACE, ma ciò comporta notevoli modifiche al progetto di Alan fino al punto di stravolgerlo. Il 18 agosto 1947 inizia la costruzione dell'ACE, ma il 30 settembre, Alan viene elegantemente allontanato dalla struttura e rimandato a ricoprire la sua vecchia fellowship: ufficialmente gli viene concesso di tornare ai suoi studi teorici per un anno, in attesa della costruzione dell'ACE. Poco prima, il 3 Agosto, Alan aveva perso il padre, da tempo ammalato.

L'anno di allontanamento coatto dal progetto ACE segna la fine dei rapporti tra Alan e l'NPL. Turing, considerando i contrasti con gli amministratori ed il fatto che durante la sua assenza il progetto si è quasi arenato, decide di accettare posto nel progetto di Newman. Il 21 giugno 1948 riescono a far girare il primo programma: si trattava della prima volta al mondo in cui viene eseguito un programma su un calcolatore elettronico digitale a programma immagazzinato.

L'intelligenza artificiale

Lo scopo ultimo della "macchina universale" è, per Alan, quello di poter simulare l'intelligenza umana. Alan sogna questa cosa sin dalla pubblicazione di "On computational Number". Nel corso degli anni, e maggiormente dopo il suo ingresso all'NPL, queste idee divengono sempre più chiare nella sua mente. Nonostante questa convinzione, vi è molto scetticismo attorno a questa idea al punto da essere un elemento aggiuntivo all'isolamento di Alan. Nel resoconto di chiusura del suo rapporto con l'NPL, datato febbraio 1947, Alan spiega i timori, infondati, legati alla possibilità di una macchina pensante, che sono:

Nella mente di Alan le idee, invece, sono molto chiare. Vengono messe chiaramente su carta nell'articolo intitolato "Computing machinery and intelligence". In questo articolo è descritto un criterio tramite il quale è possibile determinare se un sistema è intelligente. Alla base dell'articolo vi è il concetto che ciò che può essere verificato è il comportamento della macchina: il comportamento intelligente è una cosa che può essere determinata. Per fare ciò viene proposto il "gioco dell'imitazione". Si tratta di una conversazione dattiloscritta tra la macchina da testare che si comporta come un essere di sesso femminile, una donna, e una terza persona in qualità di interrogante. Questi ha il compito, tramite una serie di domande, di stabilire quale sia l'uomo e quale la donna. Dal canto loro la macchina e la donna hanno altri compiti: la macchina deve ingannare l'interrogante e portarlo a fare un'identificazione errata, mentre la donna deve aiutarlo. Se l'interrogante non riesce a stabilire che la macchina non è un essere umano, questa deve essere considerata intelligente in quanto è riuscita ad imitare il comportamento dell'uomo.

La morte

Il lavoro di Alan sembra aver preso una strada piena di soddisfazioni. La possibilità di lavorare su un modello di macchina funzionante è quanto di meglio potesse volere e, sebbene sia praticamente solo a lavorare al progetto della macchina pensante, Alan lavora con intensa applicazione. Anche l'aspetto sessuale della sua vita sembra riservargli molti piaceri. Inizia una relazione con un diciannovenne, Arnold Murray, un ragazzo che appartiene alle classi più povere. Purtroppo, il periodo di questa relazione coincide con una serie di furti in casa di Alan: i sospetti ricadono sul suo amante Arnold. Nel dicembre del 1951, stanco dei furti e deluso da Arnold, Alan decide di fare denuncia raccontando, senza minimamente pensare alle conseguenze, della sua storia con Arnold.

Per la legge inglese del tempo i rapporti omosessuali maschili sono un reato. Per questo Alan viene processato il 31 marzo 1952. La pena del carcere di due anni viene convertita in libertà vigilata e in un trattamento a base di ormoni femminili. Il trattamento ha conseguenze pesanti su Alan: l'impotenza e la crescita del seno. Alla fine della terapia parte degli effetti scompaiono e lentamente la vita di Alan riprende normalmente. In questi anni Alan cerca di capire il legame tra il cervello e la mente e si dedica allo studio della morfologia. Come era successo da ragazzo per la chimica elabora teorie matematiche applicate alla struttura delle forme viventi. Tuttavia, questo non basta perché Alan si uccide il 7 giugno del 1954. È la sua governante a trovarlo privo di vita il giorno seguente alle cinque del pomeriggio, disteso sul letto accanto al quale viene trovata una mela morsicata ed un barattolo di cianuro di potassio. L'autopsia stabilisce che la causa della morte è un avvelenamento da cianuro, ma nessuna analisi viene fatta sulla mela. Ufficialmente Alan Turing si è ucciso mangiando una mela intinta nel cianuro. Il 12 giugno il corpo viene cremato e le ceneri vengono sparse; nessuna lapide viene posta a memoria di Turing.

Molti dubbi restano sulle cause della sua morte. Di certo le sue conoscenze sui segreti militari inglesi e statunitensi erano state giudicate dallo stato che aveva servito poco al sicuro nella mente di uno scienziato dal comportamento ritenuto deviato ed imprevedibile. La sua morte deve essere stata un sollievo per molti.

Approfondimenti

Riguardo alla vita di questo straordinario matematico e alle sue geniali intuizioni vi è molto materiale. In rete le pagine di maggior interesse sono:

Il più interessante trattato sulla vita di Alan è il seguente: Andrew Hodges, Storia di un Enigma, ISBN 88-339-0639-6, Bollati Boringhieri. Si tratta di una biografia precisa e dettagliata, che viene presentata con un gran numero di documenti originali (per lo più la corrispondenza tra Alan, la sua famiglia, i suoi amici e colleghi). È anche un racconto avvincente, una storia di spionaggio raccontata in modo appassionante. Nel libro quasi si tocca l'interesse dell'autore per Alan Turing. Infine, la bibliografia è molto ricca.

Sulla storia di Enigma e di Bletchley Park è stato girato un film: ENIGMA (regia di Michael Apted, protagonisti Kate Winslet, Dougray Scott, Saffron Burrows, anno di uscita 2001). Sull'intelligenza artificiale il film per eccellenza è 2001: Odissea nello spazio (regia di Stanley Kubrick, protagonisti Keir Dullea, Gary Lockwood, William Sylvester, Douglas Rain, anno di uscita 1968). Nel film, Hal è il computer dotato di intelligenza artificiale addetto alla gestione di un'astronave impegnata in una missione.



L'autore

Gabriele Zucchetta è laureato in Chimica con una tesi in meccanica molecolare. Chi lo vuole adulare può definirlo chimico computazionale. Da sempre è appassionato di informatica e convinto sostenitore del software libero. Utente Linux dal 1994.


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