Biografía de Alan Turing: El Padre de la Computación, Apuntes de Ingeniería Química

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BIOGRAFIA ALAN TURING

MEMORIA TRABAJO

COOPERATIVO:

ALAN TURING

Autores: Sara Martínez TelloRaúl Pla

Cepeda

Sukanya Peñera MeanaFiamma Pascual Pérez

Pequeño resumen

El matemático inglés Alan Turing fue uno de los pioneros más importantes en la creación de lo que se convertiría en La Teoría de la Computación. El misterio fue un común denominador a lo largo de la vida de Turing, entre otras cosas por su participación en el servicio británico de inteligencia durante la Segunda Guerra Mundial. El repudio de la sociedad británica debido a su homosexualidad, y su trágico suicidio, siguen

siendo motivo de las más enconadas controversias. Primeros años

Alan Mathison Turing fue el segundo y último hijo de Julius Mathison Turing y Ethel Sara Stoney. El inusual apellido Turing lo colocaba en el árbol genealógico de una familia que, aunque no era rica, pertenecía a la clase media alta inglesa. Su padre ingresó al servicio civil de la India, y durante su estancia en ese país conoció a la que más tarde se volvería su esposa. Ethel era la hija del ingeniero en jefe de los ferrocarriles de Madras, y provenía de una familia Anglo-Irlandesa de un status socio-económico similar al de Julius.

Aunque fue concebido en la India, probablemente en el pueblo de Chatrapur, Alan Turing nació en un hospital de Paddington, Londres, en Inglaterra el 23 de junio de 1912. Alan y su hermano mayor John pasaron una infancia alejados de sus padres, siempre bajo el cuidado de terceras personas en diversos hogares ingleses, hasta que su padre se retiró del servicio en 1926. Se dice que la inteligencia de Alan Turing se manifestó a temprana edad, pues a los 3 años parecía mostrar una inusual capacidad para recordar nuevas palabras. A los 8 años se empezó a interesar en la Química y montó un laboratorio rudimentario en el sótano de su casa.

El nombre de Turing era más conocido por los trabajos del hermano de Julius, H. D. Turing, ligados a la pesca y sin relación con el mundo científico o académico. En cambio, su apellido materno, Stoney, era conocido por las obras de un pariente lejano, George Johnstone Stoney, físico que identificó las unidades naturales de las cantidades físicas. Es posible que tales antecedentes familiares de respeto por las ciencias aplicadas tuvieran alguna influencia en la formación de su carácter, pero en todo caso fueron subordinadas a las demandas sociales de la época. Su hermano John no dio muestra de esas influencias y se dedicó a su despacho de abogado en Londres. El caso de Alan Turing fue un hecho aislado y sin vínculo con la tradición o herencia familiar. La ciencia era para Turing una afición extra-académica que se manifestó por primera vez en la realización de experimentos elementales de química. Sin embargo, en cierta ocasión recibió un libro de divulgación que tendría una influencia decisiva para él: “Maravillas naturales que todo niño debería conocer”.

Pese al temor de su madre de que no sería aceptado en una escuela privada inglesa, el joven Turing ingresó en Sherborne cuando contaba con 13 años de edad. A los 14 años ya era capaz de comprender cuestiones relativamente avanzadas de cálculo, pese a que no había estudiado el tema detalladamente. Asimismo, se dice que tenía una increíble capacidad para realizar cálculos mentales. Fue en esta época también, en la que empezó a desarrollar una afición hacia el atletismo que le acompañaría toda su vida.

Sus calificaciones en matemáticas y ciencias eran más aceptables, pero los maestros se quejaban de lo sucia que era su manera de realizar trabajos. Su madre se encontraba sumamente mortificada porque pensaba que Alan vería truncadas sus aspiraciones científicas por su mal desempeño en la escuela. Con esas calificaciones parecía improbable que Alan pudiera siquiera aspirar a ingresar en la universidad. El director de la escuela llegó a decir: “si Alan Turing desea ser un científico, está desperdiciando su tiempo en una escuela privada”. Esas palabras fueron casi correctas, porque Turing hubo de sufrir mucho durante su estancia en esta institución, en la que los anticuados métodos de enseñanza británicos afortunadamente no lograron apaciguar su

Ante el juez, Turing, no negó su homosexualidad, y dijo que no veía nada malo en ella. Eso le valió ser condenado a un año de prisión, y eligió compensar su condena por un año de tratamiento con hormonas femeninas que le causaron impotencia, y le provocaron el crecimiento de senos.

Aunque eso no le impidió continuar con su trabajo en la morfogénesis y en otras aplicaciones de las matemáticas en la biología, se hizo para él cada vez más molesto el cerco de aislamiento que le tendió el servicio de inteligencia británica, ante el temor de que pudiera revelar secretos al enemigo.

Ni su psiquiatra, ni sus amigos o familiares sintieron que Turing estuviera pasando por ninguna crisis particularmente grave en 1954, pero el 8 de junio de ese año fue encontrado muerto por su ama de llaves. El forense determinó que se había suicidado un día antes con una manzana que tenía cianuro, y que fue encontrada al lado de su cama.

Su madre creyó que la ingesta de cianuro pudo haber sido accidental, pues Turing solía realizar varios experimentos de química en su casa, y se especuló que algo de este veneno pudo habérsele impregnado en los dedos. Esa hipótesis, sin embargo, se cree poco probable dado que Turing tenía una vasta experiencia en la manipulación de sustancias químicas, pero la teoría del suicidio parece también un tanto extraña. Hay quienes también especulan que se le mandó matar porque resultaba una incomodidad para el gobierno británico.

Independientemente de cual sea la verdad sobre su muerte, lo único que podemos afirmar es que el mundo perdió a un gran científico, que se encontraba en el punto máximo de su producción intelectual.

TRABAJOS Y DESCUBRIMIENTOS

Criptoanálisis

Durante la Segunda Guerra Mundial, Turing lideró el desciframiento de códigos en tiempos de guerra, en particular la de los cifrados alemanes. Trabajó en Bletchley Park, una instalación militar localizada en Buckinghamshire, Inglaterra en la que se realizaron los trabajos de descifrado de códigos alemanes durante la Segunda Guerra Mundial y donde hizo cinco grandes avances en el campo de criptoanálisis, incluyendo la especificación de la Bombe, un dispositivo electromecánico utilizado para ayudar a descifrar la máquina alemana Enigma alemana que enviaba señales encriptadas.

Las contribuciones de Turing al proceso de descifrar códigos no se quedaron aquí: También escribió dos trabajos sobre métodos matemáticos para romper el código, que se convirtieron en activos importantes para la Escuela Código y Cifrado.

Máquina de Turing

En 1934, Von Newman, un famoso matemático hijo de una familia de banqueros húngaros, estaba dando un curso como visitante en el King’s College de Cambridge. El curso terminaba con la demostración en la pizarra del teorema de Godel y sus depresivas implicaciones. Quizás nunca se supiese si eran ciertos el tercer teorema de Fermat o la conjetura de Goldbach. De hecho, era dudoso incluso que “cierto o falso” les pudiese ser aplicado.

Para ilustrar el tema y volviendo a la tercera pregunta de Hilbert, Von Newman dijo que la cuestión era “si existía una forma mecánica de demostrar su falsedad o veracidad”. Uno de los alumnos más callados era Alan Mathison Turing, que durante dos años dio vueltas a la frase mientras corría por las carreteras alrededor de Cambridge practicando atletismo...

Aunque Von Newman, con toda probabilidad, dijo “mecánico” queriendo decir “sistemático y que siga reglas conocidas”, para Turing, que sólo tenía 22 años y muchas inquietudes espirituales, aquello era una cuestión metafísica, con una importancia de primer orden. ¿Es el cuerpo humano una máquina? es decir, ¿son sus estados posibles finitos y determinados o bien son infinitos y/o no deducibles de su estado inicial?

Estaba en su apogeo un debate intelectual sobre el determinismo, que Eddington y varios más protagonizaban desde que la mecánica cuántica y el principio de indeterminación de Heisenberg, habían puesto sobre el tapete otra vez el venerable problema planteado por Laplace.

¿Era la cuántica la solución al problema de la voluntad humana versus la determinación (fuera ésta divina, mero producto de la física laplaciana o de ambas a la vez)? Muchos creían que no y pensaban que eso sólo era una trampilla de escape, que utilizaba el desconocimiento de la manera de funcionar del nivel subatómico de la materia para eludir el problema. Turing había leído mucho sobre cuántica y estaba sumido en un mar de dudas.

Era un problema ciertamente difícil, el auténtico nudo de la filosofía occidental, que implicaba problemas religiosos y ontológicos que habían hecho parpadear con respeto al mismísimo Inmanuel Kant. Turing buscó la forma de atacar el problema examinando los límites intrínsecos del pensamiento mecánico. ¿Acaso no era el manejo del lenguaje lo que separaba al hombre de las máquinas? ¿Podía una máquina de estados finitos y determinados por las condiciones iniciales manejar símbolos como una persona? Según contaría el mismo, un día, descansando en un prado después de correr diez millas, decidió que la única forma de solucionar el problema era describir esa máquina de forma exacta o incluso mejor aún construirla.

Tumbado en la hierba, recordó un problema que le desconcertó en su primera infancia. Cuando Turing era muy pequeño su padre se compró una máquina de escribir, y cuando se lo dijo al pequeño Alan, éste quedó boquiabierto. ¿Cómo podía una máquina saber escribir? Ahora ese recuerdo le permitió abrirse paso en la selva conceptual del “qué somos”, no con el enfoque emocional de la charla moralista, sino con la contundencia abstracta de un hacha afilada por muchos años de educación en la más pura tradición escepticista anglosajona.

Supongamos que tenemos a alguien escribiendo, con una máquina de escribir, teoremas matemáticos del tipo usado por Godel. ¿Qué debería hacer la máquina para que no hiciera falta la persona? ¿Qué le falta a la máquina para poder hacerlo sin dejar de ser una máquina? No olvidemos que Godel había demostrado que toda la lógica formal se puede expresar en forma aritmética. Turing introdujo algunas modificaciones a la máquina de escribir que, aunque no hacían que dejase de ser una máquina, le permitían realizar las tareas simbólicas en lenguaje aritmético de forma automática.

En lugar de una hoja, imaginó que usara una tira de papel que no tuviera fin, lo cual no parecía un problema, puesto que era fácil pegar nuevos rollos cuando se agotara el primero. Más importante aún, debía ser capaz no sólo de escribir, sino también de leer y, generalizando el concepto de “escribir”, se le permitiría también borrar, aunque todo ello en una sola casilla, como las máquinas de escribir convencionales. Finalmente, y en otra diferencia menor, debía poder ir adelante y atrás.

suministráramos un infinito numerable de instrucciones a la máquina? ¿Y qué tal un infinito numerable de listas, cada una de las cuales contuviese un infinito numerable de instrucciones? ¿Para cualquier orden de infinito del número de instrucciones que hay que suministrar, los pasos a dar para la comprobación son de un orden superior? El tema le empezó a aburrir, mientras que en sus horas libres encontró un nuevo reto que le hizo sentir emoción otra vez. Había descrito una máquina universal que podía hacer cualquier cálculo… ¿Por qué no construirla?

Validan una teoría de Alan Turing 60 años después de su muerte

Científicos británicos demuestran la idea de la morfogénesis química, es decir, cómo las células idénticas se diferencian.

El británico Alan Turing, una de las mentes más brillantes del siglo XX, es bien conocido como el padre de la computación y el decodificador de los secretos de los nazis, pero sus aportaciones a la biología y la química no son tan renombradas. Ahora, 60 años después de su muerte, científicos estadounidenses han validado su única investigación en ese campo, la teoría de la morfogénesis, esto es, cómo idénticas copias de una sola célula se diferencian.

Turing fue el primero en ofrecer una explicación de la morfogénesis a través de la química. Teorizó que las células biológicas idénticas se diferencian, cambian de forma y crean patrones a través de un proceso llamado reacción difusión intercelular. En este modelo, un sistema de productos químicos reacciona entre sí y se difunden a través de un espacio, es decir, entre las células en un embrión. Estas reacciones químicas necesitan un agente inhibidor para suprimir la reacción y un agente de excitación para activar la reacción. Esta reacción química, difundida a través de un embrión, crea patrones de células químicamente diferentes. Turing predijo que de este modelo podrían salir seis patrones diferentes.

Los investigadores de la Universidad de Brandeis y la de Pittsburgh crearon anillos de estructuras sintéticas similares a células activando e inhibiendo reacciones químicas para poner a prueba el modelo de Turing. Observaron los seis patrones más un séptimo no previsto por el científico. Como Turing teorizó, las estructuras idénticas una vez -ahora químicamente diferentes - también comenzaron a cambiar de tamaño debido a la ósmosis.

Robots blandos

Esta investigación podría afectar no solo al estudio de la evolución biológica, y cómo patrones similares se forman en la naturaleza, sino también a la ciencia de los materiales. El modelo de Turing podría ayudar al crecimiento de los robots blandos con ciertos patrones y formas.

Para los investigadores, el estudio, publicado en la revista Actas de la Academia Nacional de Ciencias, valida a Turing como un pionero en muchos campos diferentes. Después de descifrar el código alemán Enigma, acelerar la victoria de los aliados en la Segunda Guerra Mundial, Turing fue condenado al ostracismo por el gobierno británico Fue declarado culpable de homosexualidad -un crimen en la Inglaterra de 1950- y condenado a la castración química. Publicó «La base química de la morfogénesis» poco después de su juicio y se suicidó menos de dos años después, en junio de 1954. Solo tenía 41 años.

Patrones biológicos y piel de tigre

El matemático matemático inglés estaba en lo cierto cuando lanzó hace 60 años una fórmula para explicar cómo se forman las manchas en las pieles de los animales.

Investigadores del King College de Londres han proporcionado la primera evidencia experimental que confirma la teoría del británico Alan Turing de cómo se forman algunos patrones biológicos, como las rayas del tigre o las manchas del leopardo.

El estudio, que se publica online en la revista Nature Genetics, no solo demuestra un mecanismo que es muy relevante en el desarrollo de los vertebrados, sino que también proporciona la confianza de que unos productos químicos llamados morfógenos, que controlan estos patrones, puedan ser utilizado en la medicina regenerativa para diferenciar células madre en los tejidos.

Los resultados apoyan una teoría sugerida por primera vez en la década de 1950 por el famoso descifrador de códigos y matemático Alan Turing, cuyo centenario se celebra este año. Turing propuso la idea de que la repetición de patrones regulares en los sistemas biológicos es generada por un par de morfógenos que trabajan juntos como un «activador» y un «inhibidor».

Para probar esta teoría, los investigadores estudiaron el desarrollo de las crestas regularmente espaciadas que se encuentran en el cielo de la boca en ratones. Llevando a cabo los experimentos en embriones de ratones, el equipo identificó un par de morfógenos que trabajan juntos para influir en que se forme cada arista.

Predicción exacta

Los investigadores fueron capaces de identificar los morfógenos específicos implicados en este proceso: FGF (factor de crecimiento de fibroblastos) y Shh (Sonic Hedgehog). Demostraron que cuando la actividad de estos morfógenos aumenta o disminuye, el patrón de las crestas en la boca se ve afectado de la manera predicha por las ecuaciones de Turing.

Por primera vez, los morfógenos reales involucrados en este proceso han sido identificados y el equipo fue capaz de ver con exactitud los efectos predichos por la teoría especulativa de Turing hace 60 años.

Síntesis de sus logros.

Desde el día en que nació -el 23 de junio 1912 - Alan Turing parecía destinado a la soledad, la incomprensión y la persecución. Distinto a los demás, maniático, excéntrico, pero en extremo inteligente -aprendió a leer sin ayuda en tres semanas y a los 16 años ya entendía los planteamientos de Einstein-, su brillante mente fue capaz de plantear las bases de algunos de los campos científicos que hoy están de plena actualidad. Entre sus numerosos logros, este visionario británico es bien conocido por su habilidad como descifrador de códigos en tiempos de guerra y como fundador de la informática, pero también se interesó por la botánica, las redes neuronales y la física cuántica. Con motivo del año de su centenario, la revista Nature ha publicado un especial en el que se le considera, como no puede ser de otra forma, como una de las mentes más brillantes de todos los tiempos. Estas son algunos de los campos científicos en los que las ideas de Turing han supuesto un legado indispensable:

1- El reinado de los ordenadores:

Partículas (1930), conocimiento completo del sistema solar entre 1930 y 1945, fusión nuclear (1939), identificación de partículas subatómicas (Chadwick), modelos atómicos (Thomson, Rhuterford, y Bohr) y teorías atómica, del enlace químico y macromolecular, descubrimiento de la radiactividad (M. Curie) y reacciones nucleares controladas (Fermi 1942)....

Plásticos y nuevos materiales: Los avances en la Física y la Química permiten el desarrollo de los materiales del siglo pasado así como el descubrimiento de otros nuevos. Se fabrican aceros especiales (inoxidables al Cr-Ni 1913). El competidor más importante es la baquelita (Baekeland 1909) que inaugura la era de los plásticos; más tarde el desarrollo de nuevos polímeros es espectacular: poliamidas tenaces como el nylon (1935), teflón (1938), poliésteres, siliconas, etc. También se desarrollan los materiales cerámicos y a final del siglo los semiconductores.

Progreso industrial: Se consigue una intensa especialización en todas las ramas de la Técnica (mecánica, electricidad, electrónica), impulsada por las necesidades de los procedimientos de fabricación en masa de productos industriales compuestos por piezas diversas. Con el fabricante estadounidense de automóviles Henry Ford (1863-1947) surgen las cadenas de montaje. Más tarde, con el desarrollo de la electrónica y la informática llega la mecanización, automatización y robótica que permiten la fabricación de objetos tremendamente complejos a gran escala, bajo coste y alta calidad.

Debido al periodo de guerra, todo lo relacionado con armamento y equipamiento militar se desarrolla. Generalización del Walkie-talkie. Aviones a reacción. Ametralladoras ligeras y bazoka. Misiles aire-tierra y bombas volantes equipadas con pulsorreactores. Se desarrollaron sistemas de defensa como el radar. Lo más devastador fue la bomba atómica que los EE.UU. arrojaron sobre las ciudades japonesas de Hiroshima y Nagasaki. Transporte: El S. XX está marcado por el transporte: Canal de Panamá (1914). Construcción de las primeras autopistas (Alemania 1921). Se construyen portaviones (Enterprise 1964), submarinos atómicos, rompehielos y grandes cargueros. Aviones de motor (1903), hidroavión (1910). Autogiro (Juan de la Cierva 1923). Aviones de gran capacidad como el Boeing 747 o el Jumbo y supersónicos como el Concorde (1969), el desarrollo más reciente es el Airbus A que transporta 500 pasajeros de forma totalmente automática (1988). Trenes de levitación magnética (Japón 1971) y de alta velocidad (Sincansen 1964, TGV 1981, AVE 1992). Túnel bajo el canal de la Mancha o Eurotúnel (1995).

La salud y el sector doméstico: La Tecnología del s. XX ha mejorado increíblemente las condiciones de salud y calidad de vida en los países industrializados: Audífono eléctrico (1901). Electrocardiógrafo (1902). Lavadora eléctrica (1906). Radiofonía (Fesenden 1906, basándose en los 14 estudios realizados por Marconi4 años antes). Transfusiones de sangre (1907)…

Carrera espacial: El afán por la exploración del espacio exterior ha hecho posible el desarrollo de nuevos materiales y tecnologías con gran aplicación en nuestras vidas: paneles solares, materiales ultraligeros y sobre todo se ha desarrollado la Tecnología de la Información o Informática: Satélites de comunicaciones en orbitas terrestres (1961). Proyecto Apolo, el ser humano pisa la Luna (1969). Estaciones espaciales colocadas en órbita en los años 70 (Salyut y Spacelab). Transbordadores espaciales (NASA 1981). Estación Mir (URSS 1986) desmantelada recientemente en favor de un proyecto internacional (Alpha). Telescopio Hubble en órbita terrestre (1989). Exploración de Marte por un vehículo robotizado,...

LA REPERCUSIÓN DE TURING EN LA ACTUALIDAD

Turing es uno de los principales pilares de lo que hoy en día llamamos la inteligencia artificial. Gracias a él otros tantos científicos han podido continuar una gran labor en lo que es el sector de la computación y la informática. Por ello hay que hacer referencia a la historia de la inteligencia artificial: Historia de la inteligencia artificial.

La historia de la Inteligencia Artificial ha pasado por diversas situaciones:

· El término fue inventado en 1956, en un congreso en el que se hicieron previsiones triunfalistas a diez años que jamás se cumplieron, lo que provocó el abandono casi total de las investigaciones durante quince años.

· En 1980 la historia se repitió con el desafío japonés de la quinta generación, que dio lugar al auge de los sistemas expertos, pero que no alcanzó muchos de sus objetivos, por lo que este campo ha sufrido una nueva detención en los años noventa.

En la actualidad estamos tan lejos de cumplir la famosa prueba de Turing como cuando se formuló: Existirá Inteligencia Artificial cuando no seamos capaces de distinguir entre un ser humano y un programa de computadora en una conversación a ciegas.

· Como anécdota, muchos de los investigadores sobre IA sostienen que "la inteligencia es un programa capaz de ser ejecutado independientemente de la máquina que lo ejecute, computador o cerebro".

BIBLIOGRAFÍA

• http://nationalgeographic.es/ciencia/alan-turing-padre-de-la-

informtica

• http://www.princeton.edu/~achaney/tmve/wiki100k/docs/

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• http://www.bbc.co.uk/history/people/alan_turing
• http://www.turing.org.uk/
• http://www.abc.es/20120220/ciencia/abci-teoria-rayas-tigre-

turing-201202200910.html

• http://www.turingfilm.com/
• http://www.alanturing.net/turing_archive/archive/index/

archiveindex.html

• http://www.sciencemuseum.org.uk/visitmuseum/plan_your_visit/

exhibitions/turing.aspx