Akte X der Stars: Alan Turing | Wir feiern Turings 110. Geburtstag

Alan Turing, ein britischer Informatiker, Mathematiker, Logiker, Kryptoanalytiker und theoretischer Biologe, gilt als Vater der Informatik und der künstlichen Intelligenz. Geboren am 23. Juni 1912 in London, England, starb am 7. Juni 1954 durch den Verzehr eines in Zyanidlösung getränkten Apfels.

Turing stellte sein Leben lang die Wissenschaft über alles andere und leistete wichtige Beiträge zur Mathematik, Kryptoanalyse, Logik, Philosophie und mathematischen Biologie sowie zur Informatik, künstlichen Intelligenz und Kognitionswissenschaft.

Im Jahr 1950 veröffentlichte Turing eine wegweisende Abhandlung mit dem Titel „Computing Machinery and Intelligence“, in der er die Frage aufwarf: „Können Maschinen denken?“ und sagte die Möglichkeit voraus, Maschinen mit echter Intelligenz zu erschaffen. Turing glaubte, dass Computer eines Tages in der Lage sein würden, so zu denken, wie es sich von Menschen nicht unterscheiden lässt, und schlug den Turing-Test vor, um festzustellen, ob eine Maschine intelligent ist. Heute gilt dieses Papier allgemein als Grundlage der Forschung zur künstlichen Intelligenz.

Gleichzeitig erzielte Turing auch große Erfolge in der Kryptographie. Während des Zweiten Weltkriegs entwickelte Turing einige Technologien, um die Entschlüsselung deutscher Codes zu beschleunigen. Dazu gehörte auch die Verbesserung der Bombe-Maschine, die Polen vor dem Krieg entwickelt hatte und mit der das Enigma-Chiffriersystem erfolgreich entschlüsselt werden konnte.

Darüber hinaus war Turing auch ein Weltklasse-Langstreckenläufer. Seine beste Marathonzeit betrug 2 Stunden, 46 Minuten und 03 Sekunden (manuelle Zeitmessung), womit er nur 11 Minuten langsamer war als die von Delfo Cabrera, dem Marathon-Sieger der Männer bei den Olympischen Spielen 1948 in London.

Anlässlich des 110. Geburtstags von Turing möchte Academic Headlines mit diesem Artikel an diesen großen Wissenschaftler mit seinem bewegten Schicksal erinnern.

Vor 110 Jahren, am 23. Juni 1912, wurde Turing in eine einfache Beamtenfamilie hineingeboren.

Damals hätten vielleicht nicht einmal Turings Eltern geglaubt, dass ihr Kind Jahrzehnte später einen großen Beitrag zur Humanwissenschaft leisten würde.

Turing hatte ein brillantes Leben.

Das von ihm vorgeschlagene Modell der Turingmaschine legte den Grundstein für die logische Arbeitsweise moderner Computer.

Während des Zweiten Weltkriegs knackte er erfolgreich das deutsche Enigma-Codesystem.

Nur ein Jahr nach seinem Universitätsabschluss wurde er zum Fellow des King's College in Cambridge gewählt.

Er wurde vom Magazin Nature als „einer der brillantesten Wissenschaftler aller Zeiten“ gefeiert …

Auch Turings Leben war unglücklich.

Er wurde von der damaligen britischen Regierung wegen seiner Homosexualität verfolgt und seine Karriere war ruiniert.

Er starb auf mysteriöse Weise, nachdem er einen in Zyanidlösung getränkten Apfel gegessen hatte ...

Turing im Alter von 16 Jahren

Alan Mathison Turing

sechzehn

/ Erfinder der universellen Turingmaschine /

Turing zeigte bereits als Kind außergewöhnliches Talent und war von Zahlen und Denkspielen fasziniert. Er war nicht mehr aufzuhalten.

1931 begann Turing sein Mathematikstudium an der Universität Cambridge. Nach seinem Abschluss mit Auszeichnung im Jahr 1934 wurde Turing aufgrund seiner Beiträge zur Wahrscheinlichkeitstheorie zum Fellow des King's College in Cambridge gewählt.

Aus der Sicht von Mathematikern ist eine „effiziente“ Art und Weise zur Lösung eines Problems eine, die lediglich das Auswendiglernen durch einen menschlichen Mathematiker erfordert. Zu Turings Zeiten wurden Routinearbeiter tatsächlich „menschliche Computer“ genannt und sie führten einen Teil der Arbeit aus, die später von elektronischen Computern erledigt wurde.

Das Entscheidungsproblem sucht nach einer effizienten Methode zur Lösung des grundlegenden mathematischen Problems, festzustellen, welche mathematischen Aussagen in einem gegebenen formalen mathematischen System beweisbar sind und welche nicht. Die Methode zur Ermittlung dieses Sachverhalts wird als Entscheidungsmethode bezeichnet.

Im Jahr 1936 veröffentlichte Turing seine bahnbrechende Abhandlung „Über berechenbare Zahlen mit einer Anwendung auf das Entscheidungsproblem“.

(Über berechenbare Zahlen, mit einer Anwendung auf das Entscheidungsproblem)

Zur Veröffentlichung empfohlen vom amerikanischen mathematischen Logiker Alonzo Church.

In dem Artikel schlug Turing die Idee der berühmten „Turingmaschine“ vor, die mithilfe einer universellen Maschine jeden beliebigen Satz in der Logik darstellen und berechnen und nach bestimmten Regeln Schlussfolgerungen ziehen kann. Das Ergebnis der Inferenz lässt sich allgemein wie folgt formulieren: Die Funktion, die von der Turingmaschine berechnet werden kann, ist eine berechenbare Funktion, andernfalls ist sie eine nicht berechenbare Funktion.

Church war Turings Doktorvater. Obwohl er früher als Turing zum selben Schluss kam, war Turings Argumentation leichter zu verstehen und intuitiver, und das Konzept einer universellen (Turing-)Maschine war neuartiger. Turings Ansatz hatte tiefgreifende Auswirkungen auf die aufkommende Informatik.

Turing verbrachte die meiste Zeit der Jahre 1937 bis 1938 an der Princeton University, wo er unter der Anleitung von Church promovierte. Turings Arbeit führte das Konzept des Supercomputings ein und fügte der Turingmaschine ein Orakel hinzu, wodurch es möglich wurde, Probleme zu untersuchen, die die Turingmaschine nicht lösen konnte.

/ Codeknacker /

Nach seinem Abschluss an der Princeton University kehrte Turing an das King's College London zurück und wechselte dann zur britischen Regierungskommunikationszentrale.

Wochen zuvor hatte die polnische Regierung Großbritannien und Frankreich Einzelheiten über Polens Entschlüsselung der Enigma-Maschine mitgeteilt, der wichtigsten Chiffriermaschine, die vom deutschen Militär zur Verschlüsselung von Funkkommunikation verwendet wurde.

Turing in den 1930er Jahren

Bereits 1932 gelang es einem Kryptoanalytiker-Team polnischer Mathematiker unter der Leitung von Marian Rejewski, die internen Zusammenhänge der Enigma aufzuklären.

Im Jahr 1938 entwickelte Rejewskis Team eine Codeknackermaschine namens Bomba. Der Erfolg der Bomba hing von den deutschen Einsatzverfahren ab, doch im Mai 1940 änderte Deutschland seine ursprünglichen Einsatzverfahren und die Bomba wurde unwirksam.

Daher entwickelte ein Team unter der Leitung von Turing zwischen Herbst 1939 und Frühjahr 1940 eine ähnliche, aber völlig andere Codeknackermaschine und nannte sie „Bombe“.

Während des Zweiten Weltkriegs versorgte Bombe die Alliierten mit zahlreichen militärischen Geheimdienstinformationen. Anfang 1942 entschlüsselten Kryptoanalytiker in Bletchley Park (dem Hauptstandort der Codeknackerarbeit der britischen Regierung) 39.000 abgefangene Nachrichten pro Monat, eine Zahl, die später auf 84.000 anstieg.

Rätsel

Codeknacker

Bombe

Im Jahr 1942 schlug Turing außerdem die erste systematische Methode zum Knacken von Nachrichten vor, die mit der ausgefeilteren deutschen Chiffriermaschine (von den Briten „Tunny“ genannt) verschlüsselt wurden.

Für seinen herausragenden Beitrag zur Code-Entschlüsselung wurde Turing außerdem mit dem Order of the British Empire ausgezeichnet.

/ Computerdesigner/

Im Jahr 1945 wurde Turing vom National Physical Laboratory (NPL) in London mit der Aufgabe beauftragt, einen elektronischen Computer zu bauen. Sein Entwurf einer Automatic Computing Engine (ACE) war die erste vollständige Spezifikation für einen digitalen Allzweckcomputer mit elektronischem Speicherprogramm. Wäre der ACE genau nach Turings Plänen gebaut worden, hätte er über weitaus mehr Speicher als andere frühe Computer verfügt und wäre viel schneller gewesen. Turings Kollegen hielten das Projekt jedoch für zu schwierig und bauten eine viel kleinere Maschine, das Pilot Model ACE.

Infolgedessen verlor NPL den Wettbewerb zum Bau des weltweit ersten funktionierenden elektronischen Digitalcomputers mit gespeichertem Programm; die Ehre ging an das Computerlabor der Universität Manchester.

Turing war frustriert über die Verzögerungen bei NPL und wechselte noch im selben Jahr als stellvertretender Direktor zum Computerlabor der Universität Manchester, wo er für die Softwarearbeit am ersten echten Computer, Manchester One, verantwortlich war.

Turings frühes theoretisches Konzept einer universellen Turingmaschine hatte von Anfang an einen grundlegenden Einfluss auf das Manchester-Computerprojekt. Nachdem Turing an die Universität von Manchester gekommen war, bestand sein Hauptbeitrag zur Entwicklung von Computern darin, ein Eingabe-Ausgabe-System unter Verwendung der Technologie von Bletchley Park zu entwerfen und ein entsprechendes Programmiersystem zu entwickeln – das später im Ferranti Mark I, dem ersten kommerziellen elektronischen Digitalcomputer, verwendet wurde. Natürlich hat Turing auch das erste Programmierhandbuch geschrieben.

Turing-Statue im Bletchley Park

Im Jahr 1952 schrieb Turing ein Schachprogramm. Doch damals verfügte kein Computer über genügend Rechenleistung, um dieses Programm auszuführen. Also imitierte Turing den Computer und brauchte für jeden Zug eine halbe Stunde. Er spielte mit einem Kollegen ein Spiel und das Ergebnis war: Das Programm verlor.

Später entwickelte ein Forschungsteam des Los Alamos National Laboratory in den USA basierend auf Turings Theorie das weltweit erste Computerprogramm für Schach – Los Alamos Chess – auf ENIAC.

/ Pionier der künstlichen Intelligenz/

Turing stellte sein Leben lang die Wissenschaft über alles andere und interessierte sich sehr für neue Technologien.

Auf dem Gebiet der künstlichen Intelligenz ist Turing der Begründer der künstlichen Intelligenz und der modernen Kognitionswissenschaft und ein früher Verfechter der Hypothese, dass „das menschliche Gehirn weitgehend als digitaler Computer betrachtet werden kann“.

Nach Turings Ansicht ist die frühe Großhirnrinde lediglich eine „unorganisierte Maschine“, die jedoch durch Training „organisierter“ wird und sich dann zu einer allgemeinen Maschine oder etwas Ähnlichem entwickelt.

Turing hoffte, dass Computer durch Training intelligenter werden könnten, und verbrachte daher viel Zeit mit dem Studium von Algorithmen, komplexen Computersystemen, der Entwicklung künstlicher Intelligenz und anderen Fragen, die Wissenschaftler intelligenten Maschinen stellten.

Im Jahr 1950 veröffentlichte Turing eine wegweisende Abhandlung mit dem Titel „Computing Machinery and Intelligence“, in der er die Frage aufwarf: „Können Maschinen denken?“ und sagte die Möglichkeit voraus, Maschinen mit echter Intelligenz zu erschaffen.

Um besser überprüfen zu können, ob Computer natürliche Sprache wie Menschen sprechen können und die Unterschiede zwischen ihnen nicht erkennbar sind, schlug Turing den berühmten Turing-Test vor. Dieser besagt, dass eine Maschine intelligent ist, wenn sie ein Gespräch mit Menschen führen kann, ohne als Maschine identifiziert zu werden.

Interessanterweise glaubte Turing damals, dass Computer um das Jahr 2000 herum in der Lage sein würden, den Turing-Test zu bestehen. Doch leider bewahrheitete sich diese Vorhersage nicht.

Turing im Jahr 1951

/ Unglücklich /

Im März 1951 wurde Turing zum Mitglied der Royal Society of London ernannt, eine große Ehre, doch von da an wurde sein Leben sehr schwierig.

Im Jahr 1952 brachen Turings homosexueller Partner und ein Komplize in Turings Haus ein, um etwas auszurauben. Die Ermittlungen der britischen Polizei führten jedoch dazu, dass er wegen „offensichtlicher Unanständigkeit und sexueller Perversion“ angeklagt wurde (Homosexualität war damals in Großbritannien ein Verbrechen).

Nach dem öffentlichen Prozess stand Turing vor zwei Alternativen: ins Gefängnis zu gehen oder sich einer „Therapie“ durch Injektion weiblicher Hormone (d. h. einer chemischen Kastration) zu unterziehen. Turing entschied sich für eine einjährige Behandlung mit Östrogeninjektionen. Die Nebenwirkungen der Östrogeninjektionen fügten Turing, der ursprünglich eine Leidenschaft für den Sport hatte, großen körperlichen und geistigen Schaden zu.

Infolgedessen konnte Turing nicht länger für die britische Regierungskommunikationszentrale arbeiten.

Von 1951 bis zu seinem Tod forschte Turing weiter auf dem Gebiet des künstlichen Lebens. Im Jahr 1952 veröffentlichte Turing sein Buch „The Chemical Basis of Morphogenesis“, in dem er seine Forschungen zur Entwicklung von Formen und Mustern in Organismen beschrieb und Computer zur Simulation der chemischen Mechanismen einsetzte, die seiner Hypothese nach die Entstehung der anatomischen Strukturen von Tieren und Pflanzen ermöglichten.

Während dieser bahnbrechenden Arbeit starb Turing, als er einen in eine Zyanidlösung getauchten Apfel aß. Viele Leute glaubten damals, er habe den Apfel absichtlich gegessen und kamen zu dem Schluss, er habe Selbstmord begangen.

Turings unerwarteter Tod wird jedoch oft mit der Hormonbehandlung in Verbindung gebracht, die er erhielt, nachdem man ihm vorgeworfen hatte, schwul zu sein. Er starb jedoch mehr als ein Jahr nach dem Absetzen der Hormonspritzen. Doch laut Autopsiebericht gab es weder Hinweise darauf, dass Turing Selbstmord begehen wollte, noch dass er psychische Probleme hatte.

Ungeachtet dessen hat die Welt einen Mann verloren, der die Welt hätte verändern können.

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Im September 2009 zwang eine Petition mit über 30.000 Unterschriften den britischen Premierminister Gordon Brown, sich im Namen der britischen Regierung öffentlich für die „völlig unfaire“ Behandlung Turings zu entschuldigen.

Vier Jahre später begnadigte Königin Elisabeth II. von Großbritannien Turing.

Das ist Turing, ein großartiges, aber unglückliches Leben.

Quellen:

https://www.britannica.com/biography/Alan-Turing

https://en.wikipedia.org/wiki/Alan_Turing