آلان تورينج.. عالم الرياضيات ومفكك الشفرات ومؤسس علم الكمبيوتر الحديث

ربما كنت تقرأ هذه الكلمات على هاتفك الذكي أو جهازك اللوحي، أو ربما على شاشة الكمبيوتر المحمول الخاص بك. يمكنك قراءتها على شاشة كمبيوتر منفصلة. مهما كان ما تقرأه عليه، فمن المؤكد أنه ليس ورقًا. ربما يظل اختراع الكمبيوتر والتكنولوجيا الرقمية هو تكنولوجيا الاتصالات الأكثر ثورية منذ مطبعة جوتنبرج قبل أكثر من خمسة قرون. لكن مثل هذه الثورة لم تكن لتتحقق، أو ربما كانت لتتطور بطريقة مختلفة وغير معروفة، لولا وجود عالم الرياضيات البريطاني، آلان تورينج، الذي يمكن أن نعتبره مؤسس علم الكمبيوتر الحديث.

في مثل هذا الشهر، وُلد تورينج قبل 109 أعوام، ووضع الأساس لعلوم الكمبيوتر عندما كان عمره 24 عامًا فقط؛ كان له دور فعال في فك الشفرات خلال الحرب العالمية الثانية؛ وفي عام 1950، ابتكر ما أصبح يعرف باسم “اختبار تورينج” – وهو مفهوم أساسي في فلسفة الذكاء الاصطناعي الذي لا يزال قائما حتى يومنا هذا.

لكن حياته انتهت بشكل مأساوي بالانتحار في عام 1954. كان مثليًا بشكل علني، واتهم بارتكاب “الفحش الفادح” في عام 1952 – وكانت الأفعال الجنسية المثلية غير قانونية في المملكة المتحدة في ذلك الوقت – وحُكم عليه بالإخصاء الكيميائي. لم يكن الأمر كذلك حتى عام 2013 عندما تم العفو عنه بعد وفاته بعد سنوات من الحملات، مما أدى إلى ما يسمى بـ “قانون آلان تورينج” في عام 2017، والذي ينص على العفو عن جميع الرجال المدانين بموجب التشريعات التاريخية التي تحظر الأفعال الجنسية المثلية.

ولولا معاملته القاسية والهمجية، فلا شك أنه كان سيواصل المساهمة بشكل كبير في العلوم. وفي وقت إدانته ووفاته، كان قد بدأ للتو العمل في مجال علم الأحياء الرياضي، ونشر ورقة بحثية عن التشكل في عام 1951.

تلقي هذه الطبعة من رواد العلوم نظرة على حياة وأعمال آلان تورينج ومكانته ليس فقط في تاريخ العلوم، ولكن أيضًا في تاريخ LGBTQ.

البدايات

ولد آلان تورينج في مايدا فالي، لندن، في 23 يونيو 1912. مثل معظم الأطفال الإنجليز الذين ولدوا لأبوين من الطبقة المتوسطة العليا في أوائل القرن العشرين، تلقى تورينج تعليمه الخاص، حيث ركز تعليمه بشدة على الكلاسيكيات. لكن تورينج الشاب بدلاً من ذلك أبدى اهتمامًا كبيرًا بالعلوم والرياضيات، وهو مسعى وصفه مدير مدرسته بأنه “مضيعة لوقته”. وفي المدرسة التقى كريستوفر موركوم، الذي يوصف بأنه “الحب الأول” لتورينج. كان موركوم مصدر إلهام لتورينج الشاب لمتابعة اهتمامه بالرياضيات والعلوم، لكن صداقتهما انقطعت بشكل مأساوي في عام 1930 عندما توفي موركوم بسبب مرض السل البقري. كان لوفاته تأثير عميق على تورينج، الذي تعامل مع حزنه من خلال العمل بشكل مكثف على مساعيه الرياضية.

بعد المدرسة، التحق تورينج بكلية كينجز كوليدج كامبريدج حيث ازدهر. في عام 1935، عندما كان عمره 22 عامًا فقط، تم انتخابه زميلًا في King’s College، وفي العام التالي نشر بحثه الرائد ” حول الأرقام القابلة للحساب، مع تطبيق على مشكلة Entscheidungsproblem “. ورغم أن هذه الورقة كانت رائدة في عالم الرياضيات، إلا أنها كانت رائدة في مجال الحساب.

في ثلاثينيات القرن العشرين، لم يكن الكمبيوتر آلة، بل كان مسمى وظيفي، أي البشر. بالنسبة للجزء الأكبر من النساء، كانت أجهزة الكمبيوتر عبارة عن عمال بأجور منخفضة “يعالجون الأرقام” ويؤدون مهام حسابية صغيرة أخرى كجزء من فريق أوسع يعمل على حل مشاكل حسابية واسعة النطاق. ومع ذلك، لم يكن مفهوم الكمبيوتر الميكانيكي جديدًا – كان “المحرك التحليلي” المقترح لتشارلز باباج ومساهمات آدا لوفليس قبل قرن من الزمان معروفين جيدًا – ولكن في ثلاثينيات القرن العشرين، لم تكن أجهزة الكمبيوتر الميكانيكية قابلة لإعادة البرمجة.

فتحت ورقة تورينج الباب للتغلب على هذا القيد من خلال تقديم مفهوم كمبيوتر البرنامج المخزن لأول مرة، وعلاوة على ذلك، جهاز كمبيوتر للأغراض العامة؛ أي أنه يمكنه أداء أي مهمة أو برنامج حسابي يُعطى له بغض النظر عن بنيته الميكانيكية. وقد أطلق على هذه الآلة اسم “آلة الحوسبة العالمية”، والتي عُرفت فيما بعد باسم “آلة تورينج”. لا يزال هذا المفهوم الرائد، بالإضافة إلى الأفكار الأخرى الواردة في الورقة، حتى يومنا هذا من المبادئ الأساسية في النظرية الحسابية، وليس من قبيل المبالغة القول بأن هذه الورقة – وبالتالي تورينج – كانت أساس ما نسميه الآن علم الكمبيوتر.

بلتشلي بارك

بعد كامبريدج، درس تورينج للحصول على درجة الدكتوراه. في الرياضيات البحتة في جامعة برينستون تحت إشراف كنيسة ألونزو . وفي جامعة برينستون تعرف أيضًا على مجال التشفير، والذي سيكون حاسمًا في حياته المهنية. عاد إلى المملكة المتحدة في عام 1938 حيث عمل بدوام جزئي في مدرسة الكود والشفرات الحكومية (GC&CS). كانت هذه هي المنظمة البريطانية لفك الشفرات، وكانت رائدة لما يعرف الآن بمقر الاتصالات الحكومية البريطانية (GCHQ). في GC&CS، ركز على تحليل التشفير لآلة Enigma، وهو جهاز تشفير تستخدمه ألمانيا النازية لإرسال رسائل مشفرة.

عند اندلاع الحرب العالمية الثانية، أبلغ تورينج أنه يعمل في بليتشلي بارك، مركز GC&CS في زمن الحرب، في مبنى يُسمى ببساطة “الكوخ 8”. كان الفريق في الكوخ 8 مسؤولاً عن فك رموز الرسائل التي تم اعتراضها ولكن مشفرة من البحرية الألمانية، الذين كانوا يستخدمون نسخة جديدة من آلة إنجما. وقد ساهم العديد من محللي الشفرات البولنديين بالفعل بشكل كبير في هذا الجهد خلال ثلاثينيات القرن العشرين، لكن أحدث آلات إنجما كانت أقوى بكثير وكان مفككون الشفرات يكافحون من أجل فكها.

كانت المشكلة الأكبر عندما وصل تورينج إلى بلتشلي هي العثور على مفتاح التشفير الذي من شأنه فك تشفير الرسائل التي اعترضها الحلفاء. كان هذا المفتاح يتغير كل يوم، وعلى الرغم من أن الكوخ 8 كان به العديد من “أجهزة الكمبيوتر” التي تعمل على حل هذه المشكلة – أي أنه يستخدم أشخاصًا لمعالجة الأرقام والمساعدة في فك رموز إنجما – فقد أدرك تورينج أنهم بحاجة إلى الابتعاد عن أجهزة الكمبيوتر البشرية و الانتقال إلى أجهزة الكمبيوتر الميكانيكية التي يمكن أن تحل نفس المشاكل بشكل أسرع بكثير. لقد احتاجوا إلى معرفة مفتاح التشفير قبل تغيير هذا المفتاح بعد 24 ساعة.

ولهذا السبب، اعتمد تورينج على العمل الذي قامت به عالمة التشفير البولندية مريم رييفسكي في عام 1938، والتي كانت قد صممت بالفعل آلة لكسر رموز إنجما، وصممت آلة يمكنها اكتشاف مفتاح فك تشفير الرسائل بسرعة في الوقت المناسب. تم تسمية هذه الآلة باسم Bombe، تكريمًا للآلة التي بناها Rejewski، Bomba Kryptologiczna . أثبتت الآلة فعاليتها في كسر رسائل إنجما البحرية، وكان لها بعد ذلك دور فعال في العديد من انتصارات الحلفاء خلال الحرب.

على الرغم من حصوله على وسام الإمبراطورية البريطانية في عام 1946، إلا أن أعمال تورينج في بلتشلي بارك لم تكن معروفة للعامة حتى السبعينيات، بعد وفاته. في الواقع، لم يتم رفع السرية عن ورقتين بحثيتين كتبهما خلال هذا الوقت، والتي تشرح بالتفصيل تحليل الشفرات الخاص به، إلا في عام 2013. وقد أقسم تورينج نفسه على سرية هذا العمل بموجب قانون الأسرار الرسمية، وهكذا بعد الحرب استأنف مسيرته الأكاديمية. .

هل تستطيع الآلات التفكير؟

بعد الحرب، عمل تورينج في مختبر الفيزياء الوطني حيث قدم ورقة بحثية – على عكس ورقته التي نُشرت قبل عشر سنوات – والتي قدمت تصميمًا تفصيليًا لجهاز كمبيوتر مُخزن البرنامج، بدلاً من تقديم مثل هذا الكمبيوتر كمفهوم. تم تسمية هذا الجهاز بـ ACE (محرك الحوسبة التلقائية)، ويعتبر أحد أول أجهزة الكمبيوتر ذات البرامج المخزنة في العالم. ترك تورينج NPL قبل اكتمال بناء ACE، وتولى منصبًا في جامعة فيكتوريا في مانشستر، الآن جامعة مانشستر.

هناك، كتب دليل البرنامج والمبرمج لجهاز كمبيوتر آخر ذو برنامج مخزن: مانشستر مارك 1. أحدث هذا الكمبيوتر ضجة كبيرة في الصحافة البريطانية وأدخل لأول مرة قوة وإمكانات أجهزة الكمبيوتر غير البشرية إلى الخيال العام. أصبح تورينج نائبًا لمدير مختبر الآلات الحاسوبية في الجامعة، وبدأ العمل على المزيد من الرياضيات التجريدية المتعلقة بأجهزة الكمبيوتر.

قاده هذا العمل إلى اقتراح ما سيصبح واحدًا من أشهر مساهماته في علوم الكمبيوتر: لعبة التقليد ، المعروفة أكثر باسم “اختبار تورينج”. حتى أولئك الذين ليسوا على دراية بعلوم الكمبيوتر ربما سمعوا عن هذا الاختبار، وقد يعرف البعض أن له علاقة باختبار ما إذا كان الكمبيوتر يمتلك ذكاءً اصطناعيًا، أو AI.

كتبت هذه الورقة في مجلة Mind في عام 1950، وكانت أول من افترض أن الكمبيوتر يمكن أن يكون قويًا جدًا لدرجة أنه يمكن أن يخدع الإنسان ليعتقد أنه يتفاعل مع إنسان آخر، وبالتالي يمكن اعتبار الكمبيوتر ذكيًا. تظهر حقيقة نشر هذه الورقة في مجلة علم النفس والفلسفة مدى نجاح هذه الورقة البحثية؛ بالكاد بعد مرور عام على بناء أول أجهزة كمبيوتر قابلة للبرمجة في العالم، كان تورينج يشبه أجهزة الكمبيوتر ليس بالآلات، بل بالعقول.

وحتى الآن، فإن فكرة أن هاتفك الذكي قد يكون ذكيا تثير الدهشة (خاصة إذا كان عمره عدة سنوات، مثل هاتفي، وأصبح غير موثوق به على نحو متزايد). في عام 1950، كان تورينج يطرح أفكارًا مماثلة عندما كانت ذاكرة أقوى أجهزة الكمبيوتر في العالم أقل من 1 كيلو بايت. حتى يومنا هذا، يعد الذكاء الاصطناعي وآثاره موضوعًا كبيرًا في الفلسفة كما هو الحال في علوم الكمبيوتر – وهو مزيج من التخصصات التي تبدو غير مرتبطة ببعضها والتي وجدت جذورها قبل ثلاثة أرباع قرن تقريبًا في ورقة تورينج البحثية.

لم تطرح هذه الورقة البحثية فكرة اختبار تورينج فحسب، بل طرحت أيضًا فكرة التعلم الآلي، على الرغم من أن هذا المصطلح لم تتم صياغته حتى عام 1959. وفي عام 1950، تكهن تورينج بإمكانية “آلات التعلم”، والتي افترضت المرة الأولى أنه خلافًا للاعتقاد المعاصر، يمكن لأجهزة الكمبيوتر في الواقع أداء مهام لم تكن مبرمجة في الأصل أو “يُطلب منها” القيام بها. لسوء الحظ، لن يعيش تورينج أبدًا ل    يرى تبرير أفكاره.

الإدانة والموت

على الرغم من كل التقدم الذي حدث بعد الحرب – التكنولوجي والثقافي – كانت بريطانيا خلال حياة تورينج لا تزال محافظة اجتماعيًا في كثير من النواحي. وكانت الأفعال الجنسية المثلية بين الرجال جريمة ويعاقب عليها بالسجن بموجب تهمة “الفحش الفاحش” التي تبدو مثيرة للسخرية. كان آلان تورينج في كثير من الأحيان منفتحًا بشأن مثليته الجنسية أمام المقربين منه؛ أثناء وجوده في بلتشلي بارك التقى وصادق زميله في فك الشفرات جوان كلارك. لقد كانوا مخطوبين لفترة وجيزة حتى جاء تورينج إليها وفسخ الخطوبة، لكنهم مع ذلك ظلوا أصدقاء مقربين حتى وفاة تورينج.

في عام 1952، بدأ تورينج علاقة مع شاب يدعى أرنولد موراي. بعد ذلك بوقت قصير، تعرض منزله للسطو وبعد أن أبلغ موراي تورينج أنه يعرف اللص، أبلغ تورينج الشرطة بالحادثة. ومن خلال هذا التحقيق ظهرت علاقته مع موراي إلى النور، وتم توجيه الاتهامات إلى تورينج.

بعد الاعتراف بالذنب، عُرض عليه الاختيار بين عقوبة السجن أو المراقبة. لقد اختار الخيار الأخير، لكن ذلك جاء بشرط خضوعه “لعلاج” هرموني لخفض الرغبة الجنسية لديه. كان مثل هذا الحكم بمثابة الإخصاء الكيميائي ويمثل مثالاً على المعاملة القاسية والهمجية للرجال المثليين ومزدوجي التوجه الجنسي في المملكة المتحدة في ذلك الوقت.

لن يكون الأمر كذلك حتى عام 1967، عندما تم تشريع العلاقات الجنسية المثلية بين الرجال الذين تزيد أعمارهم عن 21 عامًا في المملكة المتحدة، وعام 2001 عندما تم مساواة سن الرضا للجميع بغض النظر عن التوجه الجنسي. من خلال تجنب عقوبة السجن، احتفظ تورينج بوظيفته في جامعة مانشستر، ولكن تم إلغاء تصريحه الأمني ​​​​لـ GCHQ ومنعته إدانته من السفر إلى الولايات المتحدة.

في 8 يونيو 1954، عثرت مدبرة منزله على تورينج ميتًا عن عمر يناهز 41 عامًا. وكان سبب الوفاة هو تسمم السيانيد عن طريق تناول تفاحة ملوثة عثر عليها بجوار سريره. في حين أننا لا نزال لا نعرف على وجه اليقين، فإن رأي الأغلبية هو أنه انتحر، على الأرجح نتيجة لإدانته والعقوبة القاسية اللاحقة له. لقد فقد العالم عقلًا عظيمًا في ذلك اليوم، بشكل مأساوي في عالم غير عادل. ولا يسع المرء إلا أن يتساءل عن الأشياء العظيمة الأخرى التي كان سيحققها.

وفي عام 1936، وضع أسس علوم الكمبيوتر الحديثة؛ وفي عام 1950، وضع أسس الذكاء الاصطناعي الحديث والنظرية؛ في وقت وفاته كان قد بدأ للتو المساعي الأكاديمية في مجال علم الأحياء الرياضي. وكان قد نشر بالفعل بحثًا في عام 1951 حول التشكل، محاولًا العثور على أساس كيميائي ورياضي لسبب حصول خلية أو كائن حي معين على الشكل الذي يمتلكه. تم نشر بنية الحمض النووي فقط في عام 1953؛ يمكننا أن نكون على يقين من أنه لو عاش لفترة أطول، لكان تورينج متحمسًا لمجال علم الوراثة المزدهر، وهو الموضوع الذي يعتمد في الوقت الحاضر بشكل كبير على الحوسبة.

إرث

يمكن كتابة الكثير عن الإنجازات العلمية لتورينج، ولكن نأمل أن ينصف هؤلاء الرواد أهم مساهماته. إن إرثه بعيد المدى وقد تم التطرق إليه بالفعل؛ علوم الكمبيوتر لن تكون موجودة، أو يمكن أن تكون مختلفة تمامًا، بدونه؛ ربما جاء مفهوم الذكاء الآلي والتعلم في وقت لاحق – ربما كان لدينا معيار مختلف لاختبار ما إذا كان الكمبيوتر يمتلك الذكاء الاصطناعي، لكننا لن نطلق عليه اختبار تورينج. إن إرثه محسوس في علم الأحياء من خلال ” أنماط تورينج “، مثل تلك الموجودة في السمكة المنتفخة العملاقة.

يظهر اسم تورينج في أقسام الرياضيات وعلوم الكمبيوتر في جميع أنحاء العالم، تكريمًا لعمله العظيم. المقر الحالي لكلية الرياضيات في جامعة مانشستر هو مبنى آلان تورينج، الذي تم الانتهاء منه في عام 2007.

يظهر إرثه أيضًا في تاريخ حقوق LGBTQ في المملكة المتحدة. أصبح اعتقاله وإدانته لمجرد كونه هو منذ ذلك الحين واحدة من أكثر القضايا القضائية شهرة في تاريخ LGBTQ البريطاني منذ محاكمة أوسكار وايلد في نهاية القرن التاسع عشر. وشهد عام وفاته إدانات أخرى رفيعة المستوى بموجب نفس القانون، مما أثار غضبًا شعبيًا ودفع المؤسسة البريطانية إلى إعداد تقرير لإعادة النظر فيه.

في عام 2009، بعد قوة الالتماس عبر الإنترنت، اعتذر رئيس وزراء المملكة المتحدة آنذاك، جوردون براون، علنًا نيابة عن الحكومة البريطانية عن التهم الموجهة ضد تورينج. وبعد خمس سنوات، وبعد التماس آخر والعديد من المناقشات في البرلمان، أصدرت الملكة عفواً عن آلان تورينج بعد وفاته في أغسطس 2014، بعد 60 عامًا من وفاته، مما أسقط قانونًا إدانته عام 1952.

في أعقاب هذا النصر القانوني، الذي كان هدف العديد من الناشطين في مجال حقوق المثليين، أعلن رئيس الوزراء التالي، ديفيد كاميرون، وحكومته عن نيتهم ​​العفو وتبرئة جميع الرجال الذين أدينوا بموجب التشريع التاريخي الذي يعاقب الأفعال الجنسية المثلية بعد وفاته. أطلق على هذا القانون اسم ” قانون آلان تورينج ” وهو موجود ضمن قانون الشرطة والجريمة الأوسع لعام 2017.

في شهر الفخر هذا، وفي شهر عيد ميلاده، حصل آلان تورينج على جائزة تستحقها باعتباره رائدًا في مجال العلوم.