vie, intuitions et oeuvres du père de l’IA

Madras, début du XXe siècle. L’Empire britannique domine l’Inde. Julius, diplômé d’histoire d’Oxford, a été commis administratif colonial dans la fonction publique indienne. Avec sa femme Sara, née à Madras et fille d’un ingénieur, ils attendent leur deuxième enfant. Compte tenu de l’instabilité politique de l’époque, ils décident de retourner en Angleterre et de faire naître leur bébé à Londres. Le 23 juin 1912 dans le quartier de Maida Vale au nord de Londres, le nouveau-né pousse son premier cri. Julius Turing et Ethel Sara baptisent leur bébé avec le nom : Alan Mathison Turing. Par la suite, après avoir déménagé dans le sud de l’Angleterre, sur les côtes sud de l’East Sussex, à quelques mois d’intervalle, Julius et Sara retournent en Inde, mais vu l’état de santé précaire du petit Alan les parents décident de quitter les deux petits frères, John et Alan, à Londres, en famille d’accueil.

Garde d’Alan Turing

Alan souffre de rachitisme, une maladie du squelette apparue dans l’enfance. Ses parents préfèrent donc éviter un voyage long et stressant vers l’Inde, le laissant aux soins d’un couple de personnes âgées de Hastings dans l’East Sussex. Mais pas seulement, plus tard, de retour en Angleterre, la mère découvre qu’Alan souffre également de troubles mentaux. Parvenir à passer subitement des larmes à la colère et vice versa. Mais malgré ces troubles de la personnalité, il le décrit comme un enfant sociable, intelligent et quelque peu sympathique.

Personnalité d’Alan Turing

Dès son plus jeune âge, avant même d’apprendre à lire, il a montré un intérêt pour les chiffres et un esprit vif. Sa passion pour les sciences, mais aussi pour la géographie, le pousse à expérimenter et à inventer. Mais il n’aimait pas seulement étudier, Alan aimait aussi faire du vélo et courir. Cette passion pour l’activité physique le restera pour le reste de sa vie. Alan avait une personnalité enfantine même à l’âge adulte. Il n’était pas vaniteux et ne prêtait pas beaucoup d’attention à son apparence presque au point de paraître débraillé. A vingt-deux ans elle avait en cadeau un ours en peluche et curieusement elle connaissait par coeur le sortilège de la méchante sorcière de Blanche-Neige. Parmi les nombreux comportements extravagants, il y avait celui de cacher sa tasse de thé ou de l’enchaîner avec un cadenas pour éviter qu’elle ne soit volée.

Études à Alan Turing

Après être retourné vivre avec sa mère, à l’âge de treize ans, il s’inscrit à la Sherborne School (une école qui a également eu plus tard l’acteur Jeremy Irons et l’écrivain John le Carré comme élèves). Au cours de ses études, il démontrera immédiatement une propension pour les mathématiques et également une grande capacité à effectuer des calculs mentaux. Et c’est précisément ici, dans les dernières années du cursus, que Turing tombe amoureux d’une autre collégiale, décédée prématurément de la tuberculose. Grâce à une bourse en 1931, il s’inscrit au King’s College de Cambridge pour étudier les mathématiques et où, en 1934, il obtient son diplôme avec mention.

En avril 1936, il publie un article “Sur les nombres calculables”, dans lequel il présente l’algorithme de Turing et le concept de machine. Dans cet article, il démontre qu’il existe une classe de problèmes sans solution algorithmique et qu’elle assume un rôle fondamental dans la théorie du calcul. En 1936, Turing entre à l’Université de Princeton (USA) où en 1938 il obtient un doctorat en mathématiques. Son article a été remarqué par l’un des plus grands scientifiques de l’époque, John von Neumann.

La machine de Turing

La machine de Turing est un modèle mathématique utilisé pour étudier les fondements de l’informatique théorique. Une machine de Turing est un exécuteur abstrait capable d’effectuer uniquement des opérations élémentaires, et est dit abstrait car il est imaginé avec une mémoire infinie et sans temps d’exécution, ni temps de calcul. Cela permet de faire abstraction de l’exécuteur physique (ordinateur).

Cet exécutant idéal est ce que l’on appelle techniquement un modèle informatique. Cette abstraction de l’ordinateur nous permet de passer d’un environnement physique à un environnement mathématique. La machine de Turing est un modèle de calcul classique mais pas le seul, peut-être le plus connu. Il va sans dire que cette abstraction ne possède pas les mêmes caractéristiques que l’on pourrait attendre d’un ordinateur moderne.

Complexité et calculabilité

Bien que cela puisse sembler une simplification excessive, ce modèle classique de l’informatique théorique est utilisé pour décrire des concepts et des propriétés de la théorie de la complexité et de la théorie de la calculabilité. Théories qui étudient quels problèmes peuvent être résolus automatiquement et lesquels ne le peuvent pas. En résumé, alors que la théorie de la calculabilité il nous indique quels problèmes valent la peine d’être résolus et lesquels ne le sont pas parce qu’ils sont insolubles et s’il existe des algorithmes de résolution. La théorie de la complexité est utile pour comprendre la complexité intrinsèque des problèmes. Autrement dit, étant donné un problème, à quel point est-il compliqué à résoudre ? Et combien de ressources de calcul sont nécessaires pour une solution spécifique d’un problème ?

Qu’est-ce que la machine de Turing et comment est-elle fabriquée ?

Une machine de Turing consiste en une bande illimitée divisée en cellules que nous pouvons essentiellement définir comme mémoire. Dans chaque cellule, il est possible d’écrire des symboles appartenant à un alphabet de cette machine. L’information contenue dans chaque cellule doit être finie, un seul symbole, lettre ou chiffre, mais pas une chaîne de longueur arbitraire. La bande magnétique est donc l’endroit où notre exécuteur reçoit les données d’entrée et écrit les données de calcul intermédiaires.

Une tête mobile dont la tâche est de lire, écrire ou effacer les symboles de la cellule sur laquelle elle est positionnée. Cette tête peut être assimilée à un processeur et est régie par un programme (une série d’instructions) qui indique à la machine comment se comporter en fonction de la configuration dans laquelle elle se trouve et du symbole qu’elle trouve, c’est-à-dire qu’elle peut : lire, écrire, effacer ou déplacer une position vers la droite ou vers la gauche à la fois.

En résumé, une machine de Turing consiste en une bande illimitée, une tête et une séquence d’instructions. Peut-être surprenant de savoir qu’un modèle conceptuel aussi simple est, en théorie, capable d’effectuer n’importe quel type d’opération mathématique. L’ordinateur le plus récent ou le plus rapide, en théorie, ne fait rien de plus que ce simple objet conceptuel. Il parvient juste à le faire plus rapidement.

L’informatique théorique est née

Turing est responsable de la création d’un formalisme capable de structurer le concept d’algorithme. En utilisant les machines qu’il définit. Les algorithmes n’étaient pas nouveaux, mais leur formalisation rigoureuse l’était. Il démontre ainsi la puissance et les limites du concept d’algorithme. Turing a travaillé sur le problème de la décidabilité de l’arithmétique, simultanément mais indépendamment, par un autre mathématicien américain, Alonzo Church. Les deux introduisent deux concepts différents de calculabilité. (Lambda) ʎ-calcul un formalisme, plus tard, largement utilisé pour étudier la sémantique des langages de programmation. Turing se rend immédiatement compte que le ʎ-calcul de Church est tout à fait équivalent au formalisme de ses machines.

D’où la thèse de Church-Turing. Cela suppose la possibilité de développer un concept d’algorithme également avec des méthodes autres que la machine de Turing et le ʎ-calcul ou tout autre formalisme. Mais ce nouveau concept d’algorithme devra avoir au plus la même puissance de calcul que les machines abstraites. Il est surprenant de constater à quel point des structures théoriques aussi élémentaires cachent une puissance de calcul aussi forte. Parmi les nombreux formalismes figurent tous les langages de programmation développés dans les années 1900. Grâce à la puissance de calcul de ses machines, Turing répond également à la question de la décidabilité posée par David Hilbert. En bref, il demande : Est-il possible d’écrire un algorithme qui, en examinant un autre algorithme avec son entrée, est capable de déterminer s’il se terminera sans se retrouver dans une boucle infinie et un point de terminaison ?

Temps sombres. Guerre

1939, début de la Seconde Guerre mondiale, Turing est recruté par l’armée britannique à Bletchley Park comme cryptanalyste pour déchiffrer les codes allemands. A l’aide du premier ordinateur électronique, qui porte le nom de Colossus, construit sous la direction de Turing, et qui entre en service en 1943. En 1944, Turing est chargé de développer un ordinateur, l’Automatic Computing Engine (ACE), capable pour concurrencer le projet américain EDVAC de von Neumann. En 1947, Turing a conçu l’idée de réseaux informatiques, le concept de sous-programmes logiciels et a également décrit les idées de base des réseaux de neurones.

La fin de la guerre et les dernières années d’Alan Turing

Alan Turing a continué à concevoir des ordinateurs selon l’architecture de von Neumann. Le Mark I a été terminé en 1948 avant EDVAC. Concevoir également son langage de programmation. Un autre domaine de recherche de Turing était l’intelligence artificielle, une discipline née de l’article intitulé “Computing Machinery and Intelligence” publié par Turing en 1950.

La première phrase de cet article est très célèbre : « Je propose de considérer la question suivante : les machines peuvent-elles penser ? Turing a ensuite proposé une méthode appelée test de Turing pour déterminer si une machine peut être intelligente. La carrière de Turing s’est soudainement arrêtée après avoir été inculpé et reconnu coupable de comportement contraire à l’éthique à l’époque.

Deux ans après la condamnation de Turing, il s’est suicidé en mangeant une pomme renversée de cyanure. Apple a trouvé à côté de son corps et que se passe-t-il s’il croise le chemin de ce verset qu’il connaissait par cœur dans son enfance : le sortilège de la méchante sorcière de Blanche-Neige.