Era una misión que implicaba salvar vidas o multiplicar muertes. Secreta como la mejor de las armas. Asignada a un selecto equipo de brillantes matemáticos e ingenieros, entre ellos, Alan Turing. Tenía 27 años y, tras estallar la Segunda Guerra Mundial (1939), fue convocado a recluirse en una mansión en Bletchley Park, Inglaterra, para trabajar en criptoanálisis. Debían descifrar los códigos de Enigma, la máquina alemana con la cual los nazis armaron una red militar de comunicaciones secretas.

A simple vista Enigma parecía una máquina de escribir. Estaba compuesta por un teclado en el que se presionaba una letra a cifrar (por ejemplo, “A”) y esta se sustituía por otra distinta (por ejemplo, “L”). De esta forma, se podían cifrar textos —como órdenes militares— mediante sustitución de caracteres, para transformarlos en párrafos incomprensibles para quienes no tuvieran la máquina.

La complejidad del sistema residía en la rotación continua de sus rotores, entre otros mecanismos para complejizar los cifrados. Había trillones de combinaciones posibles. Cada día, Enigma presentaba una nueva configuración y el equipo de Bletchley Park debía ingeniárselas para descubrirla y luego descifrar los mensajes.

Era un trabajo similar a adivinar la clave bancaria de Hitler. ¿Cuántas combinaciones posibles? No existían ni computadores ni hackers. Lograrlo parecía un delirio. Era como tener un cofre del tesoro, un manojo de llaves y escoger a diario la llave que abre… presionados por las 24 horas en que volaban mensajes bélicos.

Antes de estallar la guerra los polacos tuvieron acceso a una máquina Enigma y lograron entender el funcionamiento de su sistema. Redujeron la búsqueda de las configuraciones posibles de sus rotores con unos dispositivos electromecánicos que inventaron con este propósito, llamados “Bombas”.

La Bomba polaca podía encontrar la posición inicial de los rotores de Enigma. Esto fue posible porque detectaron una falencia operativa: los operadores alemanes cifraban dos veces la misma clave al inicio del mensaje; los polacos obtenían patrones para deducir cómo estaban conectados los rotores.

Los alemanes corrigieron este error en 1940 y la Bomba polaca quedó obsoleta. No obstante, Turing pensó en una máquina más compleja, denominada por los británicos como “Bombe”. A una velocidad sobrehumana, este nuevo aparato exploraba las configuraciones posibles de los rotores de la Enigma. Las Bombes (había más de una, tal como las Enigmas) detectaban inconsistencias lógicas.

Para encontrar la configuración diaria —que les permitía descifrar el resto de mensajes que se enviaran en ese mismo día— los Aliados usaban palabras que los alemanes empleaban con frecuencia en sus mensajes. Se trataba de frases que presumiblemente contendrían, como por ejemplo “Heil Hitler”. Al descifrar una sola clave diaria, podían leer cientos de mensajes alemanes. Pero cada día planteaba un nuevo reto a los criptoanalistas.

Soledad compartida

Alan Mathison Turing nació el 23 de junio de 1912 en Maida Vale (norte de Londres). Creció en Inglaterra a cargo de niñeras y criados, mientras sus padres residían en India. Su padre era funcionario del servicio civil británico en la entonces colonia del imperio británico. Lo visitaban ocasionalmente cuando les daban un permiso gubernamental. Turing conservaba más cartas escritas a mano contando sus inventos caseros que recuerdos junto a sus padres.

Pasaba horas estudiando matemáticas avanzadas y abstraído en sus pensamientos. El director de su colegio lo catalogó como “decididamente antisocial”. Sin embargo, “como cualquiera, Turing ansiaba afecto y compañía, pero jamás pareció encajar bien en ningún lado”, se lee en La catedral de Turing, de George Dyson. Sin lugar a dudas, se sentía más cómodo en los paseos por la naturaleza y la soledad.

Desde joven tuvo gran interés por el deporte, quizás una forma de compensar con el cuerpo la velocidad de los pensamientos en su mente. Correr, nadar, tenis, hockey, remo, fueron algunos de sus pasatiempos favoritos. Incluso, tras la guerra se preparó para los Juegos Olímpicos de Londres de 1948, tras salir cuarto en la competencia clasificatoria para el evento deportivo mundial. Pero una lesión de cadera le impidió seguir en su estatus de maratonista de élite. También solía recorrer trayectos de muchos kilómetros en su bicicleta, a la cual siempre se le salía la cadena.

En un pasillo rodeado de gente, esquivaba las miradas. En una reunión social era común su silencio, a menos que estuviera en confianza y pudiera soltar su agudo humor seguido de sus risas, a ratos nerviosas. El introvertido joven, de vestir desgarbado y con aire de distraído, se tituló en matemáticas en el King’s College de Cambridge y recibió su doctorado en lógica matemática en la Universidad de Princeton (EE.UU.). La escasez de sus palabras contrastó con la fluidez y elocuencia de sus ideas.

El primer computador fue un secreto

Era ciencia ficción que una máquina pudiera pensar humanamente. Como Mary Shelley, Turing soñaba con monstruos de Frankstein sin corteza prefrontal, máquinas que pudieran razonar o resolver como un human; esto, en tiempos en que solo existían calculadoras mecánicas de suma y resta, multiplicación y división.

Durante la Segunda Guerra Mundial, gran parte de los cálculos eran realizados por las llamadas “computadoras humanas”: personas —en su mayoría mujeres— que ejecutaban operaciones matemáticas para aplicaciones como balística, trayectorias de misiles o navegación. Sin embargo, la urgencia y escalada de la guerra exigió más velocidad y precisión, imposibles para el cálculo a mano. Esto impulsó al desarrollo de los primeros computadores electrónicos digitales, capaces de procesar grandes volúmenes de información a velocidades sobrehumanas.

A partir de los requerimientos del equipo de Bletchley Park —especialmente del grupo liderado por el catedrático de Cambridge, Max Newman— se diseñó y construyó Colossus: el primer ordenador electrónico digital programable de la historia. Colossus empezó a funcionar operativamente a principios de 1944. Se llegaron a construir diez de estas máquinas que, al finalizar la guerra, fueron destruidas o desmanteladas para mantener el secreto del proyecto.

Este computador fue utilizado para el análisis de mensajes estratégicos del alto mando nazi. Cifraban con la máquina alemana de alta seguridad Lorenz SZ40/42, la cual los británicos la llamaban, en clave, Tunny. Aunque Turing no participó directamente en el diseño ni en la operación de Colossus, su contribución teórica —especialmente en métodos estadísticos y lógicos de reducción de hipótesis— fue esencial para facilitar el proceso de descifrado.

Además del uso de máquinas de cálculo veloces, en Bletchley Park se utilizaba el enfoque deductivo-lógico basado en métodos de Turing. Así se aceleró enormemente el trabajo de Colossus, ya que solo debía comprobar hipótesis “candidatas” y no todas las posibles. Además, este enfoque antecede los métodos modernos de estadística de la inteligencia artificial, con sus técnicas probabilísticas actuales.

Disparan los segundos

En el frágil tiempo de exigir creatividad por supervivencia, hubo un momento clave que exigió aún más. Las islas británicas recibían por mar todos sus suministros y Estados Unidos les enviaba, a través del Atlántico Norte, cargamentos de municiones, petróleo y provisiones. Viendo los alemanes una ventaja para debilitarlos, los submarinos de Hitler comenzaron a torpedear convoyes para detener estos suministros. La situación fue crítica para el conglomerado de potencias mundiales contrarias a Alemania, los Aliados.

Fue entonces cuando la hazaña del equipo de Bletchley Park fue fundamental para vencer. Al descifrar la Enigma naval, los Aliados pudieron anticipar los movimientos alemanes. Paralelamente, el desciframiento de Tunny permitió conocer planes estratégicos del alto mando alemán, lo que fortaleció las decisiones militares. Historiadores como Harry Hinsley estiman que esta operación acortó la guerra entre dos y cuatro años.

Alan Turing tuvo que ocultar por décadas sus aportes y los avances científicos que conoció en la mansión inglesa; eran información reservada de Estado. En 1946, recibió la Orden del Imperio Británico, una medalla que le llegó por correo y que el matemático guardó en una caja de herramientas.

Cuando Turing definió su Máquina Universal, utilizó el concepto de ‘procedimiento mecánico’, lo que actualmente entendemos como un algoritmo. Es decir, un conjunto finito y preciso de instrucciones que, partiendo de una configuración inicial, producen un resultado, resuelven una tarea determinada. Demostró que podía existir una máquina general capaz de ejecutar cualquier proceso computacional cambiando solo las instrucciones, principio que fundamenta el funcionamiento de todos los computadores actuales.

Marcas en el pensamiento de Turing

Un salón expectante de jóvenes dispuestos a cambiar paradigmas matemáticos escuchaban hablar sobre el “problema de decisión” sin resolver, planteado por Hilbert y Ackermann en 1928. También sobre los teoremas de incompletitud de Kurt Gödel (1931), que habían puesto en duda los límites de la lógica formal. Tenía que estar ahí el joven que rehuía de las conversaciones sociales, pero disfrutaba enfrentando incógnitas teóricas. Alan Turing asistió en Cambridge (1935) a una conferencia del matemático Max Newman.

Ese encuentro fue decisivo. Inspiró a Turing a proponer un modelo matemático abstracto de una máquina universal —teórica y no física— de computación. Esto se plasmó en su artículo de 1936: “Sobre números computables, con una aplicación al Entscheidungsproblem” (problema de decisión). Diseñó en términos abstractos la denominada “Máquina Universal de Turing”, que es el antecesor directo de los ordenadores de propósito general. Este artículo es la piedra angular de la teoría de la computación moderna y sentó las bases para la posterior construcción de computadores programables.

Cuando Turing definió su Máquina Universal, utilizó el concepto de “procedimiento mecánico”, lo que actualmente entendemos como un algoritmo. Es decir, un conjunto finito y preciso de instrucciones que, partiendo de una configuración inicial, producen un resultado, resuelven una tarea determinada. Demostró que podía existir una máquina general capaz de ejecutar cualquier proceso computacional cambiando solo las instrucciones, principio que fundamenta el funcionamiento de todos los computadores actuales. Aunque sistemas actuales como Google operan de forma mucho más compleja, sus algoritmos siguen principios que se derivan de esta noción definida por Turing.

Tras ese artículo de Turing, la Segunda Guerra Mundial fue el catalizador para el comienzo de una “carrera de bits” liderada por Inglaterra y Estados Unidos. Como aliados en tiempos de guerra, compartieron mucha información científica y tecnológica para el desarrollo de computadores veloces y programables. Sin embargo, lo que faltaba era desarrollar uno que además tuviera memoria para almacenar instrucciones.

Si bien el computador de programa almacenado se suele asociar a la figura de John von Neumann, Jack Copeland dice que la idea estaba ya en la Máquina Universal de 1936 de Alan Turing. Y que Von Neumann estaba bastante al tanto de las ideas del inglés.

Inteligencia artificial a pasos de gigante

En el actual escenario mundial de innovación tecnológica, la nueva “batalla” en el terreno de códigos binarios se da en la trinchera de la inteligencia artificial. Con las novedades en IA, emerge una y otra vez la pregunta de si los nuevos inventos tecnológicos en esta área pasan o no la famosa prueba de Turing.

El test de Turing surge en su artículo de 1950 “Computing, Machinery and Intelligence”, donde se pregunta: ¿Pueden pensar las máquinas tal y como lo hacen los humanos?”. Esto consiste en determinar si una máquina, mediante un conjunto adecuado de instrucciones, puede emular tan bien alguna tarea o conducta humana como para que un juez (humano) no consiga distinguir si está frente a una máquina o a un ser humano.

Alan Turing decía que, en vez de crear programas computacionales que simulen la mente adulta, había que desarrollar programas que simularan la mente de un niño. Pensaba que si a la máquina se le daba una formación adecuada e instrucciones precisas, se obtendría un cerebro adulto.

También proponía un sistema de recompensas y castigos que permitiría a la máquina repetir ciertas actividades y evitar otras. Así podría elaborar mecanismos propios para entender las cosas y desarrollar ideas propias. Esto se refleja hoy en los LLM (Large Language Models) que son sistemas de inteligencia artificial diseñados para entender y generar lenguaje humano, tales como ChatGPT. Estos son entrenados mediante técnicas como el aprendizaje por refuerzo con retroalimentación humana, sobre grandes volúmenes de datos.

Estos modelos de lenguaje se basan en técnicas probabilísticas que, aunque mucho más avanzadas, recuerdan algunos principios formulados por Alan Turing. Por ejemplo, su método de banburismo, que consistía en asignar pesos numéricos a hipótesis sobre la configuración de la máquina Enigma, para decidir cuál era más probable y debía ser comprobada.

Un modelo como ChatGPT evalúa probabilísticamente qué palabra es más factible dado el prompt o pregunta que se le hace. Si el usuario menciona la palabra “Enigma”, el modelo podría considerar su significado como definción lingüística de “algo misterioso”, como también su vínculo con la máquina nazi. Pero si el enunciado del usuario también menciona “Turing”, “Segunda Guerra Mundial” o “Alemania”, esto pondera más “peso” y el modelo infiere que el contexto más probable es criptográfico y no una mera definición conceptual. Lo mismo hace Siri cuando se le pregunta algo.

Almendras dulces que nutren, almendras amargas que matan

Las rayas de las cebras y las manchas de los tigres se forman de acuerdo a una lógica matemática que, en sus últimos años de vida, Alan Turing intuyó. Se preguntó por la conformación de pelajes con exclusivos “diseños pictóricos”. Donde todos veían objetos aislados, Turing observaba patrones, un orden que sigue una lógica. Fue precursor en matemática biológica y publicó su artículo “La base química de la morfogénesis” (1952).

¿Cómo un formidable matemático termina escribiendo sobre biología y química? Eso aún estaba en sus inicios. A su mirada de libélula, es decir, con un campo de visión de casi 360º, parecía no escaparse detalle alguno de lo que lo rodeaba. Aunque fuera finamente selectivo a la hora de escoger en qué particularidad se quedaba presa su atención.

No obstante ser un héroe de guerra, Alan Turing fue enjuiciado por tener relaciones sexuales con otro hombre, una conducta penada por la ley inglesa de la época. El juez lo condenó a 12 meses de libertad provisional, pero debía hacerse un tratamiento con hormonas femeninas durante un año, para reducir el deseo sexual. En 2009, el primer ministro británico Gordon Brown hizo pública una disculpa en nombre del gobierno a Turing.

El 7 de junio de 1954, a los 41 años, Turing fue encontrado muerto en su cama por el ama de llaves. El informe concluyó que se había envenenado con cianuro, que su hígado estaba “normal”, pero que otros órganos “olían a almendras amargas”. Su espectro se pasea en la actualidad, y no solo en los billetes de 50 libras de Reino Unido, donde aparece desde el 2021.