1.3 SOBRE LO QUE ES COMPUTABLE
1936 sería un año mágico para Turing —aunque probablemente él nunca alcanzó a vislumbrarlo—, ya que publicaría uno de los artículos más influyentes en la historia de la informática. Titulado On Computable Numbers, with an application to the Entscheidungsproblem, efectivamente marcaría el inicio de una nueva área del conocimiento. En él, Turing presentaría una máquina abstracta, un modelo matemático que representa el concepto de computar. En el artículo, Turing llama a este modelo a-machine (automatic machine), en la actualidad lo conocemos simplemente bajo el nombre de máquina de Turing.
Además, y para evitar confusiones, Turing no inventó el ordenador, más bien fue el artífice del modelo matemático de cómo se realiza la computación, esto es, su aporte fue teórico. Fue un lógico-matemático, no un ingeniero. Turing trabajó más con lápiz y papel que con aparatos físicos. Luego, otros grandes pensadores, a saber, Von Neumann, llevarían sus ideas a algo aplicado, a algo real, a algo concreto, ¿a qué? A la primera arquitectura del ordenador digital.
La máquina de Turing consiste en una cinta (infinita) compuesta de celdas, con un cabezal que puede ir escribiendo o borrando un símbolo en cualquier celda. Turing escribió:
Algunos de los símbolos anotados formarán la secuencia de cifras que es el decimal del número real que se está calculando. Los demás son solo notas aproximadas para «ayudar a la memoria». Solo estas notas aproximadas serán susceptibles de ser borradas.
[…] la máquina de cálculo es una máquina que puede hacer el trabajo de cualquier máquina de propósito especial, es decir, realizar cualquier trabajo de cálculo, si se le inserta una cinta con las «instrucciones» adecuadas. (Newman, 1955)
En el párrafo previo (en negrita) se puede ver que Turing demostró la existencia de una máquina universal, pues la idea de «inserta una cinta de instrucción» es similar a copiar el código de un programa en otro ordenador, compilarlo y ejecutarlo. En efecto, Turing daría los primeros bosquejos de lo que sería no tan solo el funcionamiento de un ordenador, sino también de lo que conocemos como lenguajes de programación9. (Cabe señalar que, cuando en su artículo Turing hablaba de máquina, se refería a una persona; por aquel entonces a una persona que hacía una tarea rutinaria para resolver un problema se la llamaba «computer» [que vendría siendo «computador» u «ordenador»]).
Algo notable y que inspiró la película Código Enigma10 es la labor secreta de Turing en la lucha contra la Alemania nazi en la Segunda Guerra Mundial. Cada bando debe tener un sistema de mensajería para comunicar las órdenes que se dan de un lugar a otro; por eso mismo, y para evitar que esos mensajes caigan en manos enemigas, es necesario un sistema de encriptado. Para ello, los nazis tenían la máquina Enigma, y por aquellos años dicho aparato parecía intratable, «las máquinas Enigma de la armada alemana eran mucho más difíciles de descifrar, pero este era el tipo de desafío con el que Turing disfrutaba», así pues, el trabajo de Turing fue decisivo en el triunfo de los aliados en el combate, pues consiguió, junto a otras personas, desencriptar los mensajes de Enigma.
Así, junto a otro matemático, William Gordon Welchman, Turing desarrolló la Bombe (véase la figura 1), una máquina que tomaba lo mejor de los trabajos que venían realizando los matemáticos polacos desde finales de 1940 (descifrando los códigos de Enigma de la Luftwaffe [fuerza área]). Con esta nueva máquina Turing incorporó métodos estadísticos que permitieron descifrar los códigos de la marina alemana en su estadía en Bletchley (O’Connor y Robertson, 2003).
Figura 1. Máquina electromecánica Bombe11.
Al término de la guerra, Turing fue invitado al National Physical Laboratory de Londres, para construir un nuevo ordenador, conocido como ACE (Automatic Computing Engine; véase la figura 2). En 1946, Turing presentó el primer informe de dicho ordenador, bastante original y con la arquitectura de un ordenador moderno, «el tamaño de almacenamiento que planeó [Turing] para el ACE fue considerado por la mayoría de los que leyeron el informe como irremediablemente demasiado ambicioso y hubo retrasos en la aprobación del proyecto». No obstante, el informe publicado un año antes (1945) por Von Neumann (First Draft of a Report on the EDVAC) tendría más influencia y se convertiría en la arquitectura de ordenadores modernos; asimismo, varios ordenadores fueron construidos, de manera exitosa usando el diseño de ACE.
Aunque Von Neumann no cita explícitamente a Turing en su informe, varios especialistas dicen que estaba al tanto del trabajo de Turing y que le habría influenciado. (Aquí menciono el EDVAC y ACE, no obstante, la historia del primer ordenador no es algo tan simple de dilucidar. En diferentes partes del mundo se estaba trabajando en paralelo en distintos ordenadores, por ejemplo, el Z3 creado por Konrad Zuse12, años antes, en 1941. Sin embargo, hay un consenso a la hora de mencionar cuál tuvo más influencia e impacto en el futuro del desarrollo de los ordenadores digitales modernos, y fue EDVAC [a diferencia de ENIAC, este tenía un sistema binario y no decimal, además de ser el primero en contener un programa para ser almacenado]. No siempre lo primero es lo que causa mayor impacto para la posteridad).
En 1948, Maxwell Newman13 le ofreció un puesto en la Victoria University of Manchester (Reino Unido), el a lo cual Turing aceptó y renunció así al National Physical Laboratory. Y es que en esta universidad se estaba preparando el diseño de un nuevo ordenador (Manchester Mark 1)14 y el conocimiento de Turing era fundamental. Newman más adelante explicó que se esperaba que Turing dirigiera la parte matemática, primero construyendo la lógica detrás de las subrutinas que permiten desarrollar los programas, hasta llegar a cuestiones más generales de análisis numérico (Newman, 1955).
Figura 2. Ordenador ACE15.
Fue aquí donde comenzó a tener interés en la matemática biológica, y donde realizó algunos trabajos muy interesantes sobre la morfogénesis (proceso biológico que permite a un organismo desarrollar su forma). Cabe señalar que Turing nunca fue reconocido durante su vida en su país, pues muchos de sus logros fueron mantenidos en secreto por tema de seguridad. Principalmente, sus trabajos que involucraron desencriptar los códigos de Enigma durante la Segunda Guerra Mundial).
En consecuencia, es en este momento cuando Turing comenzó a interesarse por un área que en la actualidad ha cobrado una enorme fuerza, pero que, sin embargo, por aquel entonces no tenía ese nombre: la inteligencia artificial.
1.4 INTELIGENCIA ARTIFICIAL
Turing no solo fue un gran lógico-matemático. Tuvo inclinaciones filosóficas, producto, probablemente, de sus lecturas de diferentes textos que tocaban temas filosóficos en la adolescencia. Asimismo, él ya avizoraba lo que podrían hacer las máquinas automáticas (ordenadores digitales), primero automatizando tareas rutinarias que hacían las personas. Pero ¿podrían algún día estos ordenadores simular el cerebro humano?