Alan Turing

V roce 2009 byl natočen ve Spojených státech dokumentární snímek s názvem "Decoding Alan Turing". Nevypovídá o nikom jiném nežli o člověku, jehož jméno představuje stěžejního průkopníka novodobé kryptoanalýzy. Alan Turing se do análů světové vědy zapsal prolomením tajných kódů a systému šifrovacího stroje Enigma a v podstatě tím tak nepřímo pomohl Spojencům k zásadním zvratům v dění druhé světové války. Navzdory věhlasu a nepochybně obrovskému inteligenčnímu potenciálu, díky němuž mohl celý život Alan Turing zasvětit průkopnictví moderní informatiky, byl jeho život ukončen předčasně a za velmi smutných okolností, kdy přestaly být podstatné jeho pracovní výsledky a na Alana Turinga začalo být pohlíženo pouze a jen z hlediska roviny osobní. Nepředbíhejme však a v následujících řádcích se zaměřme na život a dílo této bezesporu velmi významné vědecké osobnosti 20. století. ALANOVO DĚTSTVÍ A DOSPÍVÁNÍ Plným jménem Alan Mathison Turing se narodil ve čtvrti Maida Vale v Londýně 23. června roku 1912 jako syn Julia a Ethel Turingových. Před narozením syna pobývali Turingovi v Chatrapuru, což je město ležící poblíž Madrasu v jižní Indii. Zde působil Julius Turing jako úředník. Rodiče si však přáli, aby jejich dítě přišlo na svět na anglické půdě. Brzy po narození malého Alana se otec vrátil zpět do Indie. O pouhých patnáct měsíců později ho následovala také Ethel. Malý chlapec se tak stal jakýmsi "slaměným sirotkem", kdy rodiče dleli tisíce kilometrů daleko, zatímco o Alana se starali rodinní přátelé a také chůvy. Počítalo se s tím, že jakmile Alan dospěje do potřebného věku, stane se žákem internátní školy, kde převezmou jeho výchovu. V roce 1926 bylo Alanu Turingovi 14 let. Zapsal se na školu Sherborne School v Dorsetu, na níž byl přijat. Smůla však tomu chtěla, že první den jeho školní docházky se konala generální stávka. Preciznost a důslednost byla Turingovi vlastní po celý život. Svůj první školní den se rozhodl nezmeškat a do školy tak dojel na kole. Asi by nešlo o nic mimořádného, kdyby ovšem vzdálenost do místa studia (Sherborne) od místa bydliště (Southampton)nečinila 100 km! O tomto neuvěřitelném nedobrovolném sportovním výkonu mladého chlapce dokonce psaly místní noviny. POČÁTKY VĚDECKÉ ČINNOSTI V KONFRONTACI S OSOBNÍM ŽIVOTEM Jaký vlastně byl Turing student? Řekněme, že byl poměrně průměrný. Vyjma přírodních věd, v nichž se projevoval určitý talent, nikdo by tehdy z profesorského sboru Sherborne School neřekl, že jejich nenápadný žák bude hrát klíčovou úlohu v mnoha válečných strategiích druhé světové války. Turing byl navíc studentem spíše držícím se v ústraní, pro něhož byl stresující poměrně přísný školní výchovný dril. Našel však sobě spřízněnou duši, talentovaného nadšence pro přírodní vědy, jako byl on sám - studenta Christophera Morcoma. Mezi oběma studenty se vyvinulo silné přátelství. Morcom byl zřejmě ještě více talentovaný nežli Turing, ale bohužel nebylo mu dopřáno svůj život zasvětit milované vědě. Christopher Morcom zemřel na tuberkulózu dne 13. února 1930, pro Alana představovala jeho smrt obrovskou osobní tragédii. Morcom byl jeho velkým přítelem, avšak nejen to – Alana Turinga k Christopherovi poutal skutečně ten nejvyšší cit, a to je láska. Ano, Alan Turing byl homosexuál a ačkoliv svou orientaci vysloveně neskrýval, přesto byl natolik obezřetný v době svých studií, aby velmi opatrně nakládal se svými city s ohledem na stanovisko společnosti k odlišným sexuálním orientacím. Alan Turing po skonu milovaného člověka ještě více zintenzívnil svou snahu o vědeckou činnost a ze všech sil se snažil, aby byl přijat na stipendium do Cambridge. Christopher již totiž byl na Cambridge přijat a není pochyb o tom, že by náležel mezi nejlepší studenty této prestižní univerzity. Ve jménu památky Christopherovy udělal Alan vše pro to, aby byl na Cambridge přijat sám a mohl tak svůj život zasvětit vědecké práci, na níž měl původně dělat právě s Christopherem. Úsilí se Alanu Turingovi vyplatilo. Roku 1931 byl přijat na King´s College v Cambridgi. MATEMATIKA A LOGIKA OČIMA MLADÉHO STUDENTA V době Turingových studiích na Cambridgi probíhala mezi studenty velmi intenzívní debata o povaze matematiky a logiky. Doposud totiž panovalo všeobecné tvrzení, že na všechny matematické otázky lze nalézt odpověď. Nyní však bylo dokázáno, že existují i takové matematické otázky, které nelze zcela zodpovědět. Pod vlivem této vědecké diskuze napsal Turing odbornou stať s názvem „On Computable Numbers“ (O vyčíslitelnosti), publikovanou r. 1937, v níž se přiklání k novému tvrzení, že v matematice nelze vždy zcela jednoznačně určit, co je pravda a co je omyl, neboť matematická logika je spletitější a hlubší pojem, než se všeobecně předpokládalo. Není bez zajímavosti, že (nejen) této otázce se věnuje dialog hlavních postav divadelní hry „Prolomení kódu“, která je věnována právě Turingově práci. Autorem této hry je Hugh Whitemore. Ve své odborné stati přichází Turing s vizí zkonstruovat jakýsi pomyslný stroj, který by bylo možno sestrojit pro provádění matematických operací či algoritmů. To vše vycházelo z Turingova předpokladu, že: „...by se čísla k vynásobení vložila do stroje prostřednictvím papírové pásky podobné děrné pásce, pomocí niž se vkládala melodie do mechanického piána. Výsledek násobení by se pak zapsal na jinou pásku.“ (Singh, Kniha kódů a šifer, str. 163) IMAGINÁRNÍ PŘEDCHŮDCE DNEŠNÍCH POČÍTAČŮ Zmíněný stroj, jehož konstrukci Turing zvažoval, by samozřejmě neprováděl pouze operace násobení, nýbrž samozřejmě také dělení, umocnění či rozklad na činitele. Ovšem dle původní vědcovy vize by musel být na každou operaci samostatný stroj. Turing z tohoto důvodu šel ve své představě ještě dál a vymyslel stroj, jehož vnitřní chod by se dal měnit tak, aby mohl vykonávat všechny funkce všech strojů v jednom. Turing toto své imaginární zařízení označil jako „univerzální Turingův stroj“, neboť: „...by byl schopen odpovědět na jakoukoli otázku, kterou si jen dokáže logik vymyslet.“ (Singh, Kniha kódů a šifer, str. 163) Turing se tak stal zakladatelem moderní informatiky. Doba studií na Cambridgi byla pro Turinga vpravdě velmi šťastným obdobím. Dosáhl výrazného akademického úspěchu a překvapivě se pohyboval také v prostředí velmi tolerantním, neboť jeho skutečná orientace se samozřejmě neutajila. Nicméně navzdory 30. létům byl jeho odlišný životní styl přijímán relativně bez připomínek a nedocházelo k žádným diskriminačním náznakům vůči osobě mladého vědce. MÝTUS ZVANÝ ENIGMA – TURINGŮV OSUD Druhá světová válka znamenala zlom v životech mnoha lidí – vojáků, civilistů a samozřejmě i nejrůznějších členů akademické sféry. Alan Turing byl i přes své mládí již natolik uznávanou osobností v oblasti matematiky a logiky, že to byl právě on, kdo byl po vypuknutí II. světové války osloven ke spolupráci s kryptoanalytickým oddělením, aby se podílel na prolomení kódu šifrovacího stroje Enigma. Enigma – legendární šifrovací stroj, jehož šifra byla již jednou prolomena polským studentem statistiky a nadaným matematikem Marianem Rejewskim. To však bylo v období na sklonku první světové války. Enigma, stejně jako jiná zařízení, prošla dalším vývojem a vyšším zabezpečovacím procesem. O dvacet let později se zdála být její funkce díky přidaným scamblerům (kotoučům určených k zašifrování textu) neprolomitelná, neboť kódových variací vznikl téměř nevyčíslitelný počet s neuvěřitelným množstvím nul. Alan Turing však dokázal cosi, co lze právem označit za naprosto geniální tah v dějinách kryptoanalýzy. Velmi podrobná analýza celého vědeckého procesu prolomení šifrovacího stroje Enigma je popsána v publikaci Simona Singha „Kniha kódů a šifer“. Pro laického čtenáře lze zjednodušeně nastínit přibližně toto – Turing po důkladné analýze jednotlivých možných zapojení obvodů Enigmy v kombinaci s nastavením scamblerů vymyslel možnost prověřovat jednotlivé okruhy na samostatných dešifrovacích strojích, které jsou slangově označovány jako „bomby“. Tyto „bomby“ nepředstavovaly nic jiného, než předchůdce počítačů, resp. právem je již jako počítače můžeme nazývat. Sestava Turingových počítačů dokázala na svou dobu ve velmi rekordním čase (přibližně jedna operace za vteřinu) prověřit nejrůznější kombinace uspořádání scamblerů a propojovacích mechanismů. Tyto „bomby“: „...ověřovaly nastavení scamblerů a ohalovaly klíče, přičemž klapaly jako milion pletacích jehlic. Když šlo všechno dobře, bomba mohla nalézt klíč Enigmy za hodinu. Jakmile se podařilo pro konkrétní zprávu určit nastavení scamblerů, bylo už jednoduché odvodit denní klíč a dešifrovat všechny ostatní zprávy zaslané téhož dne.“ (S. Singh, Kniha kódů a šifer, str. 171) Fantastický vědecký průlom, co říkáte? Ano, z našeho pohledu nesmírný, kdy bychom očekávali, že ihned po skončení válečného konfliktu bude Turing spolu se svým týmem středem oslavných ceremoniálů, neboť právě jeho zásluhou mohli Spojenci vyhrát válečný konflikt a uskutečnit klíčová rozhodnutí, která byla rozhodující pro porážku nepřátelského Německa. Nic takového se ovšem nestalo. Na převratný proces v dějinách kryptoanalýzy bylo uvaleno informační embargo a teprve až o skoro 30 let později směl být zveřejněn proces kryptoanalýzy prolomení šifrovacího stroje Enigma. Alan Turing se samozřejmě mohl i nadále věnovat své vědecké činnosti, nicméně z pohledu člověka, který již svůj převratný objev učinil a nesmí jej jakkoliv dát do povědomí veřejnosti, byla poválečná léta možná na horším bodě nežli vzestupná kariéra v době cambridgeských studií. Talentovanému matematikovi a průkopníkovi moderní informatiky však nebylo osudem souzeno se dožít 70. let, kdy se zpětnou platností byl převratný krok válečné kryptoanalýzy oceněn... OD NEDOCENĚNÍ K PŘEDČASNÉMU KONCI V poválečných letech se Turing věnoval vývoji prvních počítačů řízených programem, který je uložen v jejich vnitřní paměti. Šlo však již jen o stín bývalého úspěchu, o němž ani nesměl veřejně promluvit. O to více se do popředí zájmu veřejnosti dostával Turingův soukromý života. Tatam byla léta tiché tolerance Turingovy sexuální identity z dob jeho studií. Osudovým se pro Alana Turinga stal r. 1952, kdy byl vykraden Turingův byt. Vědec tehdy ve snaze nezamlčet žádná fakta, která by mohla vést k dopadení pachatele, přiznal při výslechu na policii i svůj homosexuální vztah s devatenáctiletým přítelem. Tato skutečnost byla totiž v Británii trestná až do roku 1994. Alan Turing se stal dle tehdejších britských zákonů pachatelem trestného činu, soudem mu bylo nařízeno navštěvovat psychiatra a podstoupit hormonální léčení. Z jakékoliv výzkumné činnosti byl samozřejmě již talentovaný matematik nadobro vyloučen. Hormonální léčba, psychika narušená ztrátou zaměstnání, které představovalo celý jeho život, obezita – to vše učinilo zkázonosný krok k ukončení života jednoho z nejtalentovanějších vědců v matematicko – informatické oblasti 20. století. Nebylo již možno v dalších silách Alana Turinga zvládat neustálé depresivní stavy a silné zdravotní problémy. Dne 7. června 1954 ukončil Alan Turing svůj teprve dvaačtyřicetiletý život pozřením jablka otráveného kyanidem. Vědecký odkaz a přínos v oblasti moderní kryptografie byl u tohoto génia oceněn až mnoho let později po jeho skonu... Malou satisfakcí může být snad jen skutečnost, že od roku 1966 je udělována tzv. Turingova cena za významný přínos v oblasti informatiky. ZDROJ: SINGH, S. Kniha kódů a šifer. Nakladatelství Dokořán, Praha, 2003, vyd. neuvedeno, ISBN: 80-86569-18-7 Wikipedia. Česká verze