Alan Turing: biografia e invenzioni

Alan Turing: biografia e invenzioni

Alan Turing: biografia completa e invenzioni

Uno dei padri e dei pilastri dell’informatica è di certo Alan Turing, un matematico, logico e crittografo britannico, considerato uno dei fondatori dell’informatica e uno dei più grandi matematici del XX secolo. Quest’anno la storia di Alan Turing risulta ancora più importante: ricorrendo 70 anni dalla data della sua morte, potrebbe benissimo risultare un tema papabile per la prima prova della Maturità 2024.

Prima di approfondire la vita di Alan Turing e le sue scoperte, ricordiamo che è stato fondamentale per tre principali motivi:

  1. Fondatore della scienza informatica: ha creato la teoria della computabilità con la “macchina di Turing”, base della scienza dei calcolatori.
  2. Decifrazione del codice Enigma: durante la Seconda Guerra Mondiale, ha contribuito a decifrare il codice Enigma, aiutando gli Alleati a vincere la guerra.
  3. Pioniere dell’intelligenza artificiale: ha proposto il “test di Turing” per determinare se una macchina può mostrare intelligenza simile a quella umana.

Chi era Alan Turing: biografia

Alan Mathison Turing nasce a Londra il 23 Giugno 1912. Il suo lavoro ebbe vasta influenza sullo sviluppo dell’informatica, grazie alla sua formalizzazione dei concetti di algoritmo e calcolo mediante la macchina di Turing, che a sua volta ha svolto un ruolo significativo nella creazione del moderno computer. Per questo contributo Turing è solitamente considerato il padre della scienza informatica e dell’intelligenza artificiale, da lui teorizzate già negli anni Trenta, quando ancora non esisteva il mondo dei computer. Fu anche uno dei più brillanti crittoanalisti che operavano in Inghilterra durante la seconda guerra mondiale, per decifrare i messaggi scambiati da diplomatici e militari delle Potenze dell’Asse

Facendo un salto indietro alla sua infanzia, vediamo che Alan Turing è un bambino curioso e intelligente, che mostra fin da piccolo un carattere vivace e un grande interesse per la scienza, ma la sua disattenzione per le regole scolastiche lo penalizza. Nonostante le difficoltà alla St. Michaels e a Hazlehurst, sviluppa un interesse per la geografia, gli scacchi e la genealogia.

I suoi genitori si trasferiscono a Saint Malo, mentre Alan continua la sua educazione alla Shelbourne School. Qui, stringe una forte amicizia con Christopher Morcom, appassionato di astronomia. La morte di Morcom nel 1930 è un duro colpo per Alan, ma lo sprona a migliorare e a diplomarsi con buoni voti, nonostante lo scetticismo generale.

Nel 1931, dopo vari tentativi, viene ammesso a Cambridge, dove si laurea nel 1934, ottenendo una borsa di studio per proseguire la ricerca. Nel 1935 diventa fellow dell’università, vince il premio Smith e pubblica numerosi articoli. Lavora a una teoria sulla macchina automatica, precursore del computer moderno. Nel 1936, si trasferisce a Princeton per un dottorato in Logica matematica.

Enigma e la Seconda Guerra Mondiale

Mel 1937 Alan Turing viene richiamato in Gran Bretagna per lavorare a Bletchley Park, il principale centro di crittoanalisi del Regno Unito, dove ideò una serie di tecniche per violare i cifrari tedeschi, incluso il metodo della Bomba, una macchina elettromeccanica in grado di decodificare codici creati mediante la macchina Enigma.

Enigma era una macchina di cifratura usata dai tedeschi per proteggere le loro comunicazioni militari, basata su un complesso sistema di rotori che cambiava configurazione ogni giorno, rendendo estremamente difficile la decifrazione dei messaggi senza conoscere le impostazioni corrette.

Invece la macchina di Turing chiamata “Bombe” era cin grado di testare rapidamente migliaia di combinazioni delle impostazioni dei rotori di Enigma, automatizzando e accelerando il processo di decifrazione. Oltre alla Bombe, Turing sviluppò metodi logici e statistici, come la tecnica del “crib”, che sfruttava indizi noti all’interno dei messaggi cifrati per restringere le possibili configurazioni.

Il ruolo di Turing durante la seconda guerra mondiale fu quindi fondamentale, in quanto la decifrazione dei messaggi di Enigma da parte di Turing e del team di Bletchley Park fornì agli Alleati informazioni cruciali, contribuendo significativamente alla loro vittoria, in particolare nella Battaglia dell’Atlantico. Il successo di Turing rimase segreto per molti anni dopo la guerra, ma il suo lavoro gettò le basi per lo sviluppo dei computer moderni.

Dopo la guerra

Dopo la guerra, Turing continuò a lavorare nel campo dell’informatica e della matematica. Nel 1948, entrò a far parte dell’Università di Manchester, dove lavorò alla realizzazione del Manchester Automatica Digital Machine (MADAM). Convinto che entro l’anno 2000 sarebbero state create macchine in grado di replicare la mente umana, lavorò alacremente creando algoritmi e programmi per il MADAM, partecipò alla stesura del manuale operativo e ne divenne uno dei principali utilizzatori.

Scrisse anche uno dei primi programmi di scacchi per computer e pubblicò un lavoro pionieristico sull’intelligenza artificiale, introducendo il famoso “Test di Turing” per determinare se una macchina potesse essere considerata intelligente.

Nel 1951, Alan Turing viene eletto alla Royal Society, mentre nel 1952 sviluppò un approccio matematico all’embriologia e Turochamp, un programma di software scacchistico. Purtroppo, nello stesso anno, viene accusato di omosessualità, allora reato penale. Condannato, lascia tutti gli incarichi governativi e sceglie la castrazione chimica invece del carcere. Questa scelta lo porta a una grave depressione.

Il 7 giugno 1954 viene trovato morto per avvelenamento da cianuro. L’inchiesta sulla causa della morte di Alan Turing non approfondisce se sia stato suicidio, incidente o omicidio. Alcuni ipotizzano un’eliminazione da parte dei servizi segreti a causa delle informazioni riservate in suo possesso e del suo orientamento sessuale ormai pubblico.

Solo molti anni dopo la sua morte ricevette il riconoscimento meritato, inclusi un perdono reale e la “Alan Turing Law”, approvata nel Regno Unito il 31 gennaio 2017. Questa legge concede la grazia postuma a migliaia di uomini condannati per reati sessuali omosessuali che oggi non sarebbero più considerati tali.

Alan Turing: invenzioni

Quali furono le invenzioni di Turing? La macchina di Turing conosciuta anche come “On Computable Numbers” viene inventata nel 1936, ed è presentata dal matematico come una macchina di calcolo logico. È un concetto fondamentale nell’informatica teorica e nella teoria della computabilità.

“Una macchina di Turing”, spiega Carlo Cellucci, professore di filosofia all’Università Sapienza di Roma, “non è una macchina fisica ma un modello di una macchina ideale consistente in: A) un nastro infinito in entrambe le direzioni, diviso in caselle ciascuna delle quali può contenere il simbolo 0 oppure il simbolo 1. Il nastro rappresenta la memoria della macchina; B) una testina che può leggere il simbolo, 0 oppure 1, contenuto in una casella e scrivere un simbolo in una casella, e può muoversi lungo il nastro, una casella per volta.” Quindi, in definitiva, si tratta di un calcolo teorico che prevede uno spazio e un tempo infinito. Si può parlare anche di un modellino o progetto dei primi computer.

Di questo ne parla il professor Cellucci affermando che “i computer reali non si basano sul suo modello perché sarebbero estremamente lenti e inefficienti. I computer reali si basano invece su un modello ideato da un altro logico, John von Neumann”. Quest’ultimo tra l’altro ebbe anche un incontro e una collaborazione con Turing all’università di Princeton, e dopo il dottorato gli propose un posto come suo assistente. Il matematico rifiutò l’offerta e fece ritorno in Inghilterra, dove, come abbiamo visto prima, inventò il sistema “Bombe” per decrittare le informazioni provenienti da Enigma.

Funzionamento della Macchina di Turing

Andiamo ad analizzare più accuratamente il processo di funzionamento della Macchina di Turing: questa inizia in uno stato iniziale con un nastro contenente un input. Segue le istruzioni definite dalla tavola di transizione. In base al simbolo letto e allo stato corrente, la macchina esegue una delle istruzioni della tavola, che comporta la scrittura di un nuovo simbolo, lo spostamento della testina e il cambiamento dello stato. Questo processo continua fino a raggiungere uno stato di arresto (se definito) o può teoricamente continuare indefinitamente.

La macchina di Turing è importante perché:

  • Universalità: un tipo particolare di macchina di Turing, chiamata macchina di Turing universale, può simulare qualsiasi altra macchina di Turing. Questo è il concetto alla base dei computer moderni, che possono eseguire qualsiasi algoritmo dato in forma di programma.
  • Teoria della Computabilità: la macchina di Turing è uno strumento fondamentale per esplorare quali problemi possono essere risolti meccanicamente e quali no. Problemi che non possono essere risolti da una macchina di Turing sono considerati non calcolabili.
  • Complessità Computazionale: aiuta a comprendere l’efficienza degli algoritmi in termini di tempo e spazio necessari per l’esecuzione.

In sintesi, la macchina di Turing è un concetto teorico che ha fornito la base per la comprensione moderna dei calcoli algoritmici e dei computer.

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