Alan Turing

Alan Turing (nascido em 23 de junho de 1912, Londres, Inglaterra – falecido em 7 de junho de 1954, Wilmslow, Cheshire) foi um matemático e lógico britânico que fez contribuições significativas para diversas áreas, incluindo matemática, criptoanálise, lógica, filosofia e biologia matemática. Além disso, desempenhou um papel fundamental no desenvolvimento dos campos que mais tarde seriam conhecidos como ciência da computação, ciência cognitiva, inteligência artificial e vida artificial.

Primeiros anos e carreira

Filho de um funcionário público, Turing recebeu sua educação em uma das principais escolas particulares do Reino Unido. Em 1931, ingressou na Universidade de Cambridge para estudar matemática. Após concluir sua graduação em 1934, foi eleito membro do King’s College (onde estudava desde 1931), em reconhecimento às suas pesquisas em teoria da probabilidade. Em 1936, seu artigo inovador “On Computable Numbers, with an Application to the Entscheidungsproblem” (Sobre Números Computáveis, com uma Aplicação ao Problema da Decisão) foi recomendado para publicação pelo lógico matemático americano Alonzo Church, que havia recentemente chegado às mesmas conclusões que Turing, porém por um método distinto. O método desenvolvido por Turing teve um impacto profundo na nascente ciência da computação, ao contrário da abordagem de Church, que teve menos repercussão nesse campo. No final daquele ano, Turing mudou-se para a Universidade de Princeton para cursar um doutorado em lógica matemática sob a orientação de Church, concluindo-o em 1938.

O Problema da Decisão (Entscheidungsproblem)

No contexto matemático da época, um método considerado “eficaz” para resolver um problema era aquele que poderia ser executado por um humano seguindo um conjunto fixo de instruções. Os profissionais responsáveis por esse tipo de trabalho eram chamados de “computadores humanos”, encarregados de realizar tarefas que, mais tarde, seriam desempenhadas por computadores eletrônicos. O Entscheidungsproblem buscava determinar um método eficiente para estabelecer quais proposições matemáticas dentro de um sistema formal poderiam ser demonstradas e quais não poderiam. Esse método, se existente, seria conhecido como “método de decisão”.

Em 1936, Turing e Church demonstraram, de forma independente, que o Entscheidungsproblem não tinha uma solução geral, provando que nenhum sistema formal consistente de aritmética poderia possuir um método de decisão eficaz. Além disso, ambos mostraram que até mesmo alguns sistemas puramente lógicos, menos complexos do que a aritmética, também careciam de um método de decisão eficaz. Esses resultados, aliados às descobertas do matemático e lógico Kurt Gödel sobre a incompletude dos sistemas formais, frustraram as expectativas de alguns matemáticos que acreditavam ser possível desenvolver um sistema formal capaz de reduzir toda a matemática a regras que pudessem ser seguidas por computadores humanos.

Foi durante suas pesquisas sobre o Entscheidungsproblem que Turing concebeu a máquina de Turing universal, um modelo teórico de computação que estabeleceu os princípios fundamentais dos computadores digitais modernos.

A Tese de Church-Turing

Um ponto essencial na argumentação de Turing sobre o Entscheidungsproblem foi a afirmação, hoje conhecida como a Tese de Church-Turing, de que tudo o que pode ser computado por um ser humano também pode ser processado pela máquina de Turing universal. Essa afirmação é relevante porque estabelece os limites da computação humana.

Em seu trabalho, Church utilizou uma abordagem diferente, afirmando que todas as funções computáveis pelos seres humanos eram equivalentes às chamadas funções lambda-definíveis—funções sobre números inteiros positivos cujos valores podem ser determinados por um processo de substituições sucessivas. Em 1936, Turing demonstrou que a tese de Church era equivalente à sua própria, provando que toda função lambda-definível pode ser computada por uma máquina de Turing universal e vice-versa.

Em uma análise sobre o trabalho de Turing, Church reconheceu a superioridade da formulação de Turing em relação à sua própria, uma vez que a tese original de Church não fazia referência a máquinas de computação. Ele afirmou que o conceito de computabilidade por uma máquina de Turing “tem a vantagem de tornar a identificação com a efetividade… imediatamente evidente”.

Quebrando códigos

Após retornar dos Estados Unidos ao King’s College no verão de 1938, Turing ingressou na Government Code and Cypher School. Com o início da guerra contra a Alemanha em setembro de 1939, ele foi transferido para a sede da organização em tempos de guerra, localizada em Bletchley Park, Buckinghamshire. Poucas semanas antes, o governo polonês havia compartilhado com o Reino Unido e a França informações sobre seus avanços na quebra do código da Enigma, a principal máquina utilizada pelos militares alemães para criptografar comunicações via rádio.

Desde 1932, uma pequena equipe de matemáticos e criptanalistas poloneses, liderada por Marian Rejewski, havia conseguido deduzir a estrutura interna da Enigma. Em 1938, esse grupo desenvolveu uma máquina chamada Bomba (nome derivado de um tipo de sorvete polonês) para decifrar mensagens codificadas. No entanto, a eficácia da Bomba dependia dos procedimentos operacionais adotados pelos alemães, e uma mudança nesses procedimentos em maio de 1940 tornou a máquina obsoleta.

Entre o final de 1939 e a primavera de 1940, Turing e outros criptanalistas projetaram uma nova máquina de decodificação, conhecida como Bombe, baseada nos princípios da Bomba, mas com um funcionamento bastante distinto. Durante o restante da guerra, as Bombes forneceram aos Aliados uma grande quantidade de informações militares estratégicas. No início de 1942, os criptanalistas de Bletchley Park já estavam decodificando cerca de 39.000 mensagens interceptadas por mês, número que aumentou para mais de 84.000 por mês—o equivalente a duas mensagens decifradas por minuto, ininterruptamente.

Ainda em 1942, Turing desenvolveu o primeiro método sistemático para decifrar mensagens codificadas pela sofisticada máquina de criptografia alemã que os britânicos chamavam de Tunny. Pelo seu trabalho na quebra de códigos, Turing foi condecorado ao final da guerra como Oficial da Mais Excelente Ordem do Império Britânico (OBE).

Designer de Computadores

Em 1945, com o fim da guerra, Turing foi recrutado pelo National Physical Laboratory (NPL) em Londres para desenvolver um computador eletrônico. Seu projeto para o Automatic Computing Engine (ACE) foi a primeira especificação completa de um computador digital de propósito geral com programa armazenado eletronicamente. Caso tivesse sido construído conforme seu plano original, o ACE teria muito mais memória do que qualquer outro computador da época, além de ser significativamente mais rápido. No entanto, seus colegas no NPL consideraram a engenharia envolvida complexa demais para ser viável, resultando na construção de uma versão menor, o Pilot Model ACE (1950).

O NPL acabou perdendo a corrida para desenvolver o primeiro computador digital funcional com programa armazenado, um título conquistado pelo Royal Society Computing Machine Laboratory, na Universidade de Manchester, em junho de 1948. Desmotivado pelos atrasos no NPL, Turing assumiu, nesse mesmo ano, o cargo de vice-diretor do Computing Machine Laboratory de Manchester (não havia um diretor nomeado). Seu conceito teórico anterior da máquina de Turing universal influenciou profundamente o projeto do computador de Manchester desde o início. Após sua chegada à universidade, suas principais contribuições para o desenvolvimento do computador incluíram o projeto do sistema de entrada e saída—baseado na tecnologia de Bletchley Park—e o desenvolvimento do sistema de programação. Ele também escreveu o primeiro manual de programação da história, e seu sistema foi utilizado no Ferranti Mark I (1951), o primeiro computador digital eletrônico disponível comercialmente.

Pioneiro da Inteligência Artificial

Turing foi um dos pais da inteligência artificial e da ciência cognitiva moderna, sendo um dos primeiros a defender a hipótese de que o cérebro humano é, em grande parte, uma máquina digital de computação. Ele teorizou que o córtex cerebral ao nascer seria uma “máquina desorganizada”, que, por meio de “treinamento”, se organizaria até se tornar uma máquina universal ou algo semelhante.

Em 1950, Turing propôs o que mais tarde seria chamado de Teste de Turing, um critério para avaliar se um computador artificial pode ser considerado capaz de pensar. Em 2022, o surgimento do ChatGPT reacendeu os debates sobre a possibilidade de os critérios estabelecidos no Teste de Turing terem sido atendidos.

Últimos Anos

Em março de 1951, Turing foi eleito membro da Royal Society of London, uma grande honraria acadêmica. No entanto, sua vida estava prestes a se tornar muito difícil. Em março de 1952, foi condenado por “indecência grave”—ou seja, homossexualidade, considerada crime no Reino Unido na época—e sentenciado a 12 meses de “terapia” hormonal. Com antecedentes criminais, ele jamais poderia trabalhar novamente para o Government Communications Headquarters (GCHQ), o centro de inteligência britânico responsável por decifração de códigos no pós-guerra.

Turing passou o restante de sua curta carreira em Manchester, onde, em maio de 1953, foi nomeado para uma cadeira especialmente criada para ele na área de teoria da computação. Desde 1951, ele vinha estudando um campo que hoje é conhecido como vida artificial. Em 1952, publicou The Chemical Basis of Morphogenesis, um artigo sobre sua pesquisa a respeito da formação e dos padrões no desenvolvimento dos organismos vivos. Utilizando o Ferranti Mark I, ele modelou um mecanismo químico hipotético para explicar a estrutura anatômica de plantas e animais.

No auge de seu trabalho inovador, Turing foi encontrado morto em sua cama, envenenado por cianeto. O veredicto oficial foi suicídio, mas nenhuma motivação foi estabelecida durante o inquérito de 1954. Sua morte é frequentemente atribuída ao “tratamento” hormonal imposto pelas autoridades após sua condenação por homossexualidade. No entanto, ele faleceu mais de um ano depois do fim das doses hormonais e, de acordo com seu amigo próximo Peter Hilton, enfrentou essa punição cruel com o que ele descreveu como uma “fortaleza divertida”.

Além disso, conforme os registros do inquérito, não foi apresentada nenhuma evidência de que Turing tivesse intenção de tirar a própria vida, nem de que sua saúde mental estivesse comprometida, apesar da alegação do legista. Na verdade, seu estado psicológico parecia estar dentro da normalidade. Embora o suicídio não possa ser descartado, também é possível que sua morte tenha sido um acidente, resultado da inalação de vapores de cianeto provenientes de um experimento realizado no pequeno laboratório anexo ao seu quarto. Outra possibilidade que não pode ser completamente eliminada é a de assassinato por parte dos serviços secretos, uma vez que Turing possuía vasto conhecimento sobre criptoanálise em um período em que homossexuais eram vistos como ameaças à segurança nacional.

No início do século XXI, a condenação de Turing por sua orientação sexual tornou-se um escândalo histórico. Em 2009, o primeiro-ministro britânico Gordon Brown, em nome do governo do Reino Unido, fez um pedido público de desculpas pelo tratamento “totalmente injusto” dado a Turing. Quatro anos depois, em 2013, a Rainha Elizabeth II concedeu-lhe um perdão real.

Com conteúdo do Britannica.