Alan Turing

Wer war Alan Turing?

Alan Turing gilt als einer der einflussreichsten Wissenschaftler des 20. Jahrhunderts. Er legte den Grundstein der modernen Informatik, knackte im Zweiten Weltkrieg die als unknackbar geltende Enigma und stellte die bis heute relevante Frage: Kann eine Maschine denken? Ohne seine Arbeit gäbe es weder moderne Computer noch künstliche Intelligenz in der heutigen Form.

Biographie

Frühes Leben

Alan Mathison Turing wurde am 23. Juni 1912 im Londoner Stadtteil Paddington geboren. Seine Eltern lebten zuvor in der indischen Stadt Chatrapur, die damals unter britischer Kolonialherrschaft stand. Sein Vater Julius war Beamter im Indian Civil Service. Da die Eltern regelmäßig nach Indien zurückkehren mussten, wuchsen Alan und sein Bruder John bei einer Pflegefamilie in St. Leonards-on-Sea auf.

Schulzeit und Studium

Schon früh fiel Alan durch außergewöhnliche mathematische Begabung auf. Nach der Sherborne School in Dorset begann er 1931 ein Mathematikstudium am King's College in Cambridge, das er bis 1934 bei Godfrey Harold Hardy absolvierte. Dort entwickelte er das Konzept der Turingmaschine. Zwischen 1938 und 1939 war er an der Princeton University, wo er seinen Doktortitel in Mathematik erwarb.

Zweiter Weltkrieg: Bletchley Park und die Enigma

Mit Ausbruch des Zweiten Weltkriegs arbeitete Turing in Bletchley Park für die britische Code- und Chiffrierschule. Sein bekanntester Beitrag war die Entwicklung der Turing-Bombe, einer Maschine die dabei half, die Enigma-Verschlüsselung der Deutschen zu knacken. Diese Arbeit gilt als einer der entscheidenden Wendepunkte des Krieges.

Von 1945 bis 1948 arbeitete er am National Physical Laboratory in Teddington an der Automatic Computing Engine, einem der ersten elektronischen Computer mit Speicher. Ab 1948 lehrte er an der Universität Manchester und wurde 1949 stellvertretender Direktor der Computerabteilung.

Statue von Alan Turing in Manchester

Verurteilung und Tod

1952 wurde Turing wegen einer homosexuellen Beziehung strafrechtlich verfolgt, da Homosexualität in Großbritannien zu dieser Zeit illegal war. Als Strafe wurde ihm eine Hormonbehandlung mit Östrogen auferlegt. In Folge dieser Behandlung entwickelte Turing schwere Depressionen. Am 7. Juni 1954 nahm sich Alan Turing das Leben. Er war 41 Jahre alt.

Am 24. Dezember 2013 wurde er durch ein Royal Pardon von Queen Elizabeth II. posthum begnadigt und rehabilitiert.

Die Turingmaschine

Alan Turing stellte die Turingmaschine erstmals 1936 in seiner Schrift "On Computable Numbers, with an Application to the Entscheidungsproblem" vor. Es handelt sich dabei nicht um eine physische Maschine, sondern um ein abstraktes mathematisches Modell eines Computers.

Die Turingmaschine besteht aus einem potenziell unendlichen Band, das in Felder eingeteilt ist und pro Feld genau ein Zeichen aufnehmen kann, einem beweglichen Schreib-Lesekopf sowie einem definierten internen Zustand. Trotz ihrer einfachen Konstruktion sind Turingmaschinen berechnungsuniversell, das heißt, sie können jede im intuitiven Sinn berechenbare Funktion ausführen. Sie modellieren die Arbeitsweise moderner Computer auf eine grundlegende, abstrakte Weise.

Die Turingmaschine ist bis heute Grundlage der theoretischen Informatik

Der Turing-Test

Im Jahr 1950 stellte Turing in seiner Arbeit "Computing Machinery and Intelligence" die Frage: Kann eine Maschine denken? Er entwickelte dazu ein Testverfahren, das heute als Turing-Test bekannt ist.

Das Prinzip ist einfach: Eine Testperson chattet gleichzeitig mit einem Menschen und einer künstlichen Intelligenz, ohne zu wissen, wer wer ist. Kann die Testperson nicht zuverlässig unterscheiden, welcher Gesprächspartner der Computer ist, gilt die KI als intelligent. Dieses Konzept ist bis heute Grundlage der KI-Forschung und wird in modernen Sprachmodellen wie ChatGPT praktisch demonstriert.

Der Turing-Test prüft, ob eine Maschine menschliches Denken imitieren kann

Kryptoanalyse: Die Enigma knacken

Die Enigma war die Verschlüsselungsmaschine der deutschen Wehrmacht im Zweiten Weltkrieg. Sie funktionierte ähnlich wie eine Schreibmaschine: Ein eingegebener Buchstabe durchlief drei Walzen und wurde dabei mehrfach substituiert. Mit jeder Eingabe drehten sich die Walzen weiter, sodass derselbe Buchstabe jedes Mal anders codiert wurde. Die Enigma galt mit ihren rund 150 Millionen Möglichkeiten als unknackbar.

Die Enigma-Verschlüsselungsmaschine der deutschen Wehrmacht

Turing entwickelte in Bletchley Park die sogenannte Turing-Bombe: eine Maschine, die durch das Zusammenschalten mehrerer Enigma-Einheiten die Tageseinstellung der deutschen Verschlüsselung automatisch durchprobierte. Die erfolgreiche Entschlüsselung der Enigma ermöglichte den Alliierten entscheidende Vorteile im U-Boot-Krieg und in Nordafrika. Historiker schätzen, dass Turings Arbeit den Krieg um mindestens zwei Jahre verkürzt hat.

Seine Geschichte wurde 2014 im Kinofilm "The Imitation Game" mit Benedict Cumberbatch in der Hauptrolle verfilmt.

Die Entschlüsselung der Enigma war entscheidend für den Ausgang des Zweiten Weltkrieges

Einfluss und Bedeutung

Alan Turing ist einer der wichtigsten Wissenschaftler der Moderne. Ohne die Turingmaschine gäbe es keine modernen Computer. Ohne den Turing-Test keine strukturierte KI-Forschung. Ohne seine Arbeit in Bletchley Park hätte der Zweite Weltkrieg einen anderen Verlauf genommen.

2014 wurde er in die Hall of Honor der NSA aufgenommen. Im Januar 2017 setzte Queen Elizabeth II. ein Gesetz in Kraft, das aufbauend auf Turings Begnadigung allen homosexuellen Männern rückwirkend die Strafe aufhebt, sofern beide Partner zum Zeitpunkt der Handlung über 16 Jahre alt und einvernehmlich handelten. Das Gesetz ist informell als "Turing Law" bekannt.

Fazit

Alan Turing war Mathematiker, Kryptoanalytiker, Informatiker und Visionär. Er lebte in einer Zeit, die seine Leistungen zunächst nicht anerkannte und ihn für das verfolgte, was er war. Heute gilt er als Vater der Informatik und künstlichen Intelligenz. Sein Vermächtnis lebt in jedem Computer, jedem Smartphone und jedem KI-System weiter.