از ماشین‌های رمزشکن تا کامپیوتر

در سال 1939 جنگ با آلمان شروع شد و آلن تورینگ به وظایف اطلاعاتی گمارده شد. او را برای سرپرستی گروه رمزشکن اداره اطلاعاتی انگلستان در پارک بلتچلی، در شصت مایلی لندن فرستادند. این یک پروژه‌ی کاملاً محرمانه و تحت شدیدترین مراقبت‌های نظامی بود. تورینگ برای خدمت در ارتش آمادگی نداشت. اگر چه او هنوز رفتار کودکانه‌ی عجیب خود را داشت، اما به ظاهر به یک کمبریجی سنت‌شکن تبدیل شده بود.
در ابتدا به نظر می‌آمد که تورینگ شب را بدجوری خوابیده است. موهایش ژولیده، ناخن‌هایش کثیف بود، شلوارش با یک کمربند قدیمی مدرسه بالا نگهداشته شده بود، و خود را نیز از تراشیدن منظم ریش‌هایش رها کرده بود (هنگامی که پوستش را با تیغ می‌برید، که زیاد هم کم نبود، با دیدن خون از حال می‌رفت) در این مرحله صدای تورینگ به صدایی با فرکانس بالا ویژه طبقه‌ی اعیان همراه با لکنت زبان تبدیل شده بود که گهگاه با یک خنده عصبی ناراحت‌کننده قطع می‌شد (که گفته می‌شود شبیه عرعر خشن یک خر بود) هنگامی که در افکارش فرو می‌رفت-که حالت غالب او بود-اعمال ذهنی شدید او به همان شدت با داد و فریاد همراه بود.
نگرش اجتماعی تورینگ نیز به همان اندازه ناراحت کننده بود. او به کسانی که از نظر فکری آن‌ها را به حساب نمی‌آورد محلی نمی‌گذاشت-که لازم نیست گفته شود که شامل تمام کارمندان ارتش بود که می‌باید آن سازمان را اداره کنند. بدتر از همه او میل داشت ساعات طولانی بی‌پایانی را در شبانه روز کار کند-که پس از آن افسر بازرس می‌دید که او دارد با خدمتکار دفتر شطرنج بازی می‌کند، و یا برای یک چرت طولانی بعداز ظهر بر روی میزش دراز کشیده است.
تورینگ زیر بار انضباط ارتشی نمی‌رفت. بدتر از آن، به نظر نمی‌رسید آن چه را انجام می‌داد جدی بگیرد؛ و آن چه را که انجام می‌داد و یا می‌باید انجام دهد (آن چنان که افسر فرمانده به شدت به او یادآوری می‌کرد) واقعاً بسیار مهم بود. در واقع بسیار مهم‌تر از آن بود که حتی نظامیان تصور می‌کردند. مطمئناً کوشش‌های تورینگ و گروه‌های متعدد مأموران اطلاعاتی سطح بالا در بلچلی، جهت جنگ را تغییر داد.
داستان بلچلی در سال 1938 آغاز شد، و آن هنگامی بود که یک مهندس جوان لهستانی به نام ربرت لوینسکی به سفارت انگلستان در ورشو مراجعه کرد. او ادعا کرد در کارخانه‌ای که در آلمان کار می‌کرده ماشین‌های ارسال پیام رمز می‌ساختند. لوینسکی توانسته بود که جزئیات این ماشین را به خاطر بسپارد. او را به سرعت از لهستان مخفیانه به پاریس بردند، تا در آن جا بر ساختن این ماشین نظارت کند. انگلیسی‌ها از این ماشین که نامش «انیگما» (به معنی معما) بود، و از سوی فرماندهی آلمان‌ها برای ارسال پیام‌های رمزی به نیروهای شان در صحنه نبرد به کار می‌رفت خبر داشتند. فرماندگان زیر دریایی‌های آلمانی نیز می‌توانستند از آن‌ها برای شناسایی مواضع زیر دریایی‌هایشان استفاده کننده تا بتوانند آن‌ها را به نزدیک‌ترین کشتی‌های دشمن بفرستند.
طرز کار اینگما بسیار ساده بود، اما سیستم رمز گذاری آن به ظاهر غیر قابل شکستن بود. این سیستم اصولاً از دو ماشین تشکیل شده بود. ماشین فرستنده بر حسب یک کلید رمز تنظیم می‌شد و پیام رمزگذاری نشده با آن تایپ می‌شد. این پیام به طور خودکار توسط سه (و یا بیشتر) دسته گردنده الکتریکی که بر حسب این کلید رمز تنظیم می‌شد به هم ریخته می‌شد و سپس پیام ارسال می‌شد. در طرف دیگر ماشین گیرنده اینگما بر حسب همان کلید رمز تنظیم شده بود و پیام به هم ریخته شده دوباره مرتب شده و به شکل غیر رمز چاپ می‌شد. دسته‌های چرخان امکان میلیاردها وضعیت مختلف را برای این رمزها ایجاد می‌کرد، و بدین ترتیب اگر دشمن به این پیام‌های به هم ریخته شده دسترسی پیدا می‌کرد و می‌خواست آن را رمزگشایی کند به کاری به ظاهر غیر ممکن مواجه بود. هر بیست و چهار ساعت یک بار هزاران پیام ارسال می‌شد و کلید رمز سه بار در روز تغییر پیدا می‌کرد. آلمان‌ها حق داشتند مطمئن باشند که سیستم ارتباطی‌شان یک رمز غیر قابل شکستن دارد.
به خاطر لوینسکی اکنون عوامل اطلاعاتی انگلستان در بلتچلی به طور دقیق می‌دانستند که ماشین انیگما چگونه ساخته می‌شود و چگونه کار می‌کند. اما این کافی نبود-به هیچ وجه کافی نبود. پیچیدگی‌های انیگما بی‌نهایت بود. هنگام تایپ کردن یک پیام، هر بار که یک حرف فشار داده می‌شد، دسته‌ی چرخان یک بار می‌چرخید. بدین ترتیب حتی اگر همان حرف چندین بار پشت سر هم فشار داده می‌شد، همیشه یک حرف دیگری را در پیام به هم ریخته شده ایجاد می‌کرد. برای گشودن یک رمز باید کلید رمزی را که ماشین با آن تنظیم شده بود دانست: فقط این کلید رمز موقعیت اولیه دسته‌های چرخان را تعیین می‌کرد؛ و این می‌توانست یکی از میلیون‌ها کعب احتمال (10 بتوان 18) باشد آن هم هنگامی که فقط از سه دسته چرخان استفاده می‌شد. (پیام‌های فوق محرمانه نیروی هوایی آلمان با ماشین‌های انیگمایی که ده دسته چرخان داشت فرستاده می‌شدند. )
تورینگ و گروه او (که به زودی بسیاری از بهترین ریاضی‌دانان این کشور را شامل می‌شد) با یک کار عظیم مواجهه بودند. آن‌ها می‌باید هزاران پیام رمزی را بازرسی می‌کردند و هر گونه ترکیب، ان‌ها می‌باید هزران پیام رمزی را بازرسی می‌کردند و هر گونه ترکیب، الگو یا احتمالاتی را که ممکن بود معنای چیزی را داشته باشد بیرون آورده و از روی آن دوباره روی کلید رمز ماشین انیگما کار می‌کردند.
تورینگ این وضعیت را فوراً با همان بی‌خیالی خودش ارزیابی کرد. دست کم از نظر تئوری این مسأله بسیار ساده بود. این کار را باید ماشین تورینگ انجام دهد. ماشینی را که تورینگ در مقاله‌اش «درباره‌ی اعداد محاسبه شدنی» توصیف کرده بود کاملاً تئوریکی نبود. تورینگ ماشینی را به تصور آورده بود که دستورهایش را توسط یک نوار کاغذی دریافت می‌کرد. این نوار به مربع‌هایی تقسیم شده بود که ماشین یکی یکی آن‌ها را می‌خواند. در ساده‌ترین شکلش، هر مسأله را می‌شد به یک سری دستورهایی در دستگاه دودویی (بیت) تقلیل داد. همان طور که تورینگ درست حدس زده بود، مسأله‌ی انیگما یک مسأله‌ی دلبخواهی نبود. یعنی این که قابل حل بود-یعنی اگر دستورهای صحیح به ماشین تورینگ داده می‌شد، می‌توانست پاسخ آن را بدهد. از نظر تئوری این طور بود، اما در عمل موضوعی کاملاً متفاوت بود.
تورینگ و گروه او بر آن شدند تا یک ماشین الکترومغناطیسی بسازند که می‌توانست با سرعت زیادی پیام‌های درهم ریخته انیگما را خوانده و دنبال هر یکنواختی، پدیده‌های تکراری، و ترکیبی از آن‌ها بگردد که برای رمزگشایی مفید است. (گاهی در اثر اقدامات دشمن، ممکن بود که کلید رمز پیام‌های قبلی را پیدا کنند. این امر دید بیشتری نسبت به طرز کار انیگما می‌داد، ولی فقط یک کلید رمز تاریخ گذشته را تولید می‌کرد) ماشین رمز گشایی تورینگ کولوسوس نام داشت، و به خاطر مشکلات موجود کمتر از ده نمونه از این ماشین در بلتچلی ساخته شد.
اولین کولوسوس در دسامبر 1943 کارش را شروع کرد. جزئیات این ماشین به علت مخفی کاری شدید حکومت انگلستان و نظامیان هنوز مشخص نیست اما تا همین اواخر هم بعضی از رمزهایی که در جنگ با ناپلئون به کار رفته بود هنوز هم جزو اطلاعات طبقه بندی محسوب می‌شد. کولوسوس 2400 لوله‌ی تخلیه داشت که در دستگاه دودویی محاسبه می‌کرد. کولوسوس برنامه‌ی ذخیره شده‌ای در حافظه نداشت، اگر چه کارهای شبیه کامپیوتر انجام می‌داد. بدین ترتیب آیا ماشین تورینگ واقعاً یک ماشین تورینگ بود؟ این موضوع هنوز هم مورد بحث است. با این وجود کولوسوس عموماً به عنوان پیشگام کامپیوترهای الکترومغناطیسی دیجیتال محسوب می‌شود.
کولوسوس، هر چه که بود جهش عظیمی به جلو در تکنولوژی بود. مجموع پنج پروسسور آن با هم می‌توانست 25 هزار حرف را در یک ثانیه بخواند. اما حتی این ماشین هم کافی نبود. اکنون زیر دریایی‌های آلمانی (معروف به یو-بوت) کشتی‌های متفقین را در اقیانوس اطلس به مقدار زیادی غرق می‌کردند. اما هنوز هیچ کاری نمی‌شد کرد: هنوز هم چندین روز طول می‌کشید تا پیام‌های انیگما را از زیر دریایی‌ها و یا به دریایی‌ها رمزگشایی کرد. با کار شبانه‌روزی این مدت به تدریج کاهش پیدا کرد. در مرحله‌ای انگلستان غذای ذخیره فقط یک هفته را داشت. سرانجام توانستند محل تمام زیردریایی‌های آلمانی را در اقیانوس اطلس معین کنند، و انهدام کشتی‌های متفقین به نحو چشمگیری کاهش یافت.
آلمانی‌ها بی‌درنگ مظنون شدند، با این وجود باور داشند که رمز انیگما شکستنی نیست و انگلیسی‌ها مسلماً اطلاعات را از یک شبکه‌ی جاسوسان خود در محل‌های حساس به دست می‌آورند؛ بنابراین نیازی نبود تا ماشین رمزگشایی بهتری اختراع کنند، گشتاپو دست به کار شد و عده‌ای را دستگیر کرد.
رمز گشایی در بلتچلی فقط محل زیر دریایی‌ها را شامل نمی‌شد. به زودی تقریباً تمام مخابرات آلمانی‌ها مانند یک کتاب گشوده بود. این کار چنان مهم بود که در یک مرحله تورینگ از اقیانوس اطلس عبور کرد تا با آمریکایی‌ها ارتباط برقرار کند. در طی این سفر او فون نویمان را نیز ملاقات کرد که او هم شروع کرده بود تا نظریات موجود «در مورد اعداد محاسبه شدنی» را عملی سازد. در دانشکده‌ی مهندسی دانشگاه پنسیلوانیا، آمریکایی‌ها کار بر روی انیاک (ENEAC) مخفف واژه‌ی انتگرال‌گیر و محاسبه‌گر عددی الکترونیکی) را شروع کرده بودند. این ماشین عظیم‌تر از کولوسوس بو که تعداد حیرت‌آور 19000 لوله تخلیه داشت. اما انیاک تا پس از جنگ برای کار آماده نشد. (آلمان‌ها نیز بدون اطلاع متفقین در این زمینه کار می‌کردند. در سال 1943 کونراد زوس اولین ماشین حساب چند کاره‌ای را که با برنامه کنترل می‌شد ساخته بود. این ماشین برای تجزیه و تحلیل در تولید بمب‌های پرنده به کار می‌رفت اما آزمایشگاه زیرزمینی زوس در برلین یک سال بعد بمباران شد.)
در اواخر جنگ، تورینگ در هنسلوپ پارک نزدیک بلتچلی، بر روی پروژه‌ای در مورد رمز کردن گفتار به نام دلیله کار می‌کرد (که نامش از شخصیت توراتی گرفته شده بود که صدای فریب آمیزش سامسون را آن چنان خورد کرده بود). کار تورینگ بر روی کولوسوس فهم او را از ماشین‌های الکترونیکی به طور قابل ملاحظه‌ای عمیق‌تر کرده بود. او شروع به اندیشیدن در مورد این مسأله کرده بود که چگونه می‌توان ماشین‌هایی را ساخت که از فکر آدمی تقلید می‌کند.
در سال 1945 تورینگ به آزمایشگاه ملی فیزیک در تدینگتون که تازه در خارج از لندن ساخته شده بود پیوست. در این جا او مدیر یک پروژه برای ساخت ماشین محاسبه‌ی اتوماتیک بود. او می‌خواست طرحی برای یک کامپیوتر الکترونیک دیجیتال را که با برنامه ذخیره شده در حافظه‌اش کار می‌کرد طراحی کند. تورینگ از تجربه‌ی ساخت و کار با کولوسوس برای ساخت این کامپیوتر بهره‌ی زیادی برد، اما نقطه‌ی قوت او هم چنان زمینه‌ی تئوریکی بود. ماشین محاسبه اتوماتیکی مانند ماشین عمومی تورینگ که در «درباره‌ی اعداد قابل محاسبه» آمده بود می‌باید از یک «طراحی منطقی» کلی تبعیت می‌کرد که حاوی بسیاری از روش‌های منطقی پیچیده بود. متأسفانه این امر منجر به تعدادی مشکلات مربوط به مهندسی شد که تورینگ علاقه‌ای به آن‌ها نداشت. طرح او بسیار جلوتر از زمانش بود-بسیار برتر از انیاک (اولین ماشین از به اصطلاح «ماشین‌های فون نویمان»)بود که اکنون در آمریکا نزدیک به تکمیل شدن بود. بسیار پیشرفته‌تر از سایر پروژه‌هایی بود که در انگلستان در حال اجرا بود. اما ماشین محاسبه‌ی اتوماتیک با مشکلاتی بیشتر از مشکلات مهندسی روبرو شد. قابل توجه تر از همه اثر کمبود بودجه و سیاست گذاری‌های علمی بود.
بر خلاف حوزه‌های دیگر کوشش‌های علمی، سیاست‌های علمی با نبودن بودجه رشد می‌کند. در میان کمبودهای پس از جنگ درانگلستان (که حتی نان جیره بندی شده بود) سیاست‌های علمی به یک پیشرفت تاریخی دست یافت-و به دوران بیزانس بازگشت. چنین پیچیدگی‌های ظریفی بسیار فراتر از امثال یک نابغه‌ی ریاضی مانند تورینگ بود: تورینگ که در بهترین حالت خودش یک شخص دیپلمات نبود، به زودی دریافت که با تمام درخواست‌هایش برای بودجه مخالفت می‌شود.
دلیل معمولی که برای این موضوع می‌آوردند این بود که تورینگ یک شخصی دوست داشتنی نبود و قیافه‌ی پسرانه و لباس نامرتب او باعث می‌شد تا او را جدی نگیرند. هنگامی که در یک جلسه اداری در مرکز لندن می‌خواست شرکت کند ترجیح داد تا در حدود ده مایل فاصله تا آن جا را بدود تا این که از وسایل نقلیه‌ی عمومی استفاده کند. هر کسی که شاهد پایان خط مسابقه‌ی دویدن مسافات طولانی بوده است می‌تواند تأثیر ورود تورینگ را به کمیته‌ی کارمندان دولتی تجسم کند. اما فقدان یک روابط عمومی-به علت نبودن واژه‌ی نامناسب‌تری-تمام این قضیه را تشکیل نمی‌داد. برنامه او بهتر بود اما دیگران بهتر برنامه‌ریزی می‌کردند.
به این ترتیب در سال 1947 تورینگ توانست ببیند که به جایی نخواهد رسید. در یک اطلاعیه‌ی رسمی از آزمایشگاه ملی فیزیک استعفا داد و تکمیل «ماشین محاسبه‌ی اتوماتیک» را به عهده‌ی دیگران گذاشت. معلوم نیست که تصمیم خودش بود یا او را وادار به این کار کردند.
جالب اینکه، این بهترین چیزی بود که می‌توانست برای تورینگ پیش آید. او به کمبریج بازگشت و بی‌درنگ به یک کار انقلابی در مورد تئوری کامپیوترها پرداخت. با وجود شرکت تورینگ در ساخت کولوسوس، پایه گذاری «ماشین محاسبه اتوماتیک» (که سرانجام ساخته شد و موفقیت آمیز هم بود) و شرکت بعدی او در تکامل کامپیوتر، بیشتر به خاطر پژوهش‌های تئوریکی‌اش است که در خاطرها مانده است.
تورینگ از همان ابتدا، ماشین تورینگ را در نظر آورد که کارهایی را که مغز انسان انجام می‌دهد می‌تواند به عهده بگیرد. اما آیا یک ماشین می‌توانست معادل مغز یک انسان شود؟ تورینگ اکنون مفهوم «ماشین هوشمند» را پیشنهاد کرد و به بررسی آن پرداخت. اعتراضات مذهبی، انسانی و اخلاقی با یک حالت مشخص رد می‌شد: «از آن جایی که این اعتراضات کاملاً احساساتی هستند واقعاً لازم نیست آن‌ها را رد کرد.» اعتراضات علمی و فلسفی جدی‌تر بودند. ماشینی که هوشمند است نگرشی مکانیکی نسبت به هوش دارد که به نوبه‌ی خود به معنی جبرگرایی بود. در حالی که هوش انسانی به نظر می‌رسید که عنصری از آزادی اختیار را دارد.
بحث‌های خسته کننده و بی‌فایده فلسفی در مورد جبر و اختیار در این جا بی‌معنی است. منظور تورینگ این بود که از خارج به نظر می‌رسد که مغز انسان دارای اختیار است. طوری رفتار می‌کند که گویی اختیار دارد. بنابراین عملیات هوشمندانه صرفاً مکانیکی نیستند، ولی تورینگ می‌گفت که این عملیات می‌تواند توسط یک ماشین انجام شود. آیا در این جا او غیر منطقی بود؟ از نظر لفظی شاید. ولی تورینگ طی مراحل جنگ و کار با کولوسوس و دلیله Delilah تجربه‌ای خلاف این را داشت. این دو، ماشین‌هایی کاملاً جبرگرایانه بودند، با این حال معلوم شده بود که می‌توانند رفتارهای اتفاقی نشان دهند. (بی خود نبود که کولوسوس یک گروه «مراقب» لازم داشت تا آن را در مسیر درست نگهدارد.)
از یک سو، این ماشین‌های کامپیوتری ابتدایی کاملاً جبرگرایانه بودند. از سوی دیگر، رفتارهای کاملاً اتفاقی را نمایش می‌دادند که به نظر می‌رسید اختیار دارند. شکافی در زره آن وجود داشت: شکافی کوچک اما واقعی. حرف اصلی تورینگ این بود که این ماشین‌ها می‌توانند یاد بگیرند. به این ترتیب می‌توانند عملیات خود را فراتر از کارهای مکانیکی گسترش دهند. به این ماشین‌ها می‌شد آموخت تا رفتار خود را بهبود بخشند تا حدی که علایم «هوشمندی» را نشان دهند.
در این جا تورینگ بر اعتراض دیگری که نظریه‌ی او را محدود می‌کرد نیز غلبه کرد. یک ماشین ممکن است که هوشمندی نشان دهد، اما این هوشمندی انعکاس هوشمندی خالق آن است. تورینگ با این استدلال مخالف بود. او از مثال استاد شاگردی استفاده می‌کرد. شاگرد می‌تواند از استادش پیشی گیرد و فقط با استفاده از اطلاعاتی که توسط استادش به او داده شده، از نظر کیفی هوشمندی برتری نسبت به او به دست آورد. سپس تورینگ استدلال می‌کرد که ممکن است ماشینی ساخت که شطرنج بازی کند (با تبعیت از قواعدی که به آن داده شده است). اما با «شطرنج بازی کردن با این ماشین این احساس به وجود می‌آید که شخص دارد با استفاده از هوش خود با یک موجود زنده بازی می‌کند.» از آنجا که کامپیوتر می‌تواند یاد بگیرد، رفتار آن از جبرگرایی مکانیکی فراتر رفته و عنصری از آزادی را نمایش می‌دهد که مانند یک موجود زنده هوشمند به نظر می‌آید (که لزوماً انسان نیست).
در همین حال پیشرفت‌های بزرگی در زمینه‌ی عملی در حال انجام بود. یک ماشین محاسبه به نام ادساک (مخفف کامپیوتر اتوماتیک با ذخیره‌ی تأخیری الکترونیک) در کمبریج در حال ساخت بود، اما عجیب است که تورینگ از تماس با گروه مسئول آن خودداری کرد. در عوض پس از یک سال کار در کمبریج شغلی به عنوان معاون رییس آزمایشگاه کامپیوتر در دانشگاه منچستر گرفت. در این آزمایشگاه آن‌ها داشتند ماشین دیجیتال اتوماتیک منچستر (معروف به مادام) را می‌ساختند.
مادام اولین کامپیوتر الکترونیک با برنامه‌ی ذخیره شده در حافظه بود. در 21 ژوئن سال 1948 با استفاده از اولین برنامه‌ی ذخیره شده‌ی خود به کار پرداخت-یک عدد را به عوامل اولیه‌ی خود تجزیه کرد (یعنی 11، 7، 5، 3، و 22 = 4620).
مادام مشخصات تئوریکی ماشین تورینگ را داشت (همان طور که در «درباره‌ی اعداد قابل محاسبه» توصیف شده بود)، اگر چه براساس طرح تورینگ ساخته نشده بود. با وجود این تورینگ با علاقه در توسعه‌ی استعدادهای اولیه ماشین شرکت جست. او برای سخت افزارهای ورودی و خروجی آن مدارهایی را طراحی کرد، و حتی تله پرینتر ماشین رمز آلمانی را از بلتچلی گرفت. تورینگ ساعات سخت و طولانی را به محاسبات ریاضی می‌پرداخت، با این حال مسایل را طبق معمول با برقی از بینش شهودی حل می‌کرد.
کار با مادام فقط شامل کار فکری و مهندسی نبود. راه انداختن این غول همیشه در حال رشد یک کار عظیم بود. بر طبق گفته‌ی دستیار تورینگ: «در آغاز کار در اتاق ماشین یک نفر به مهندس خبر می‌داد و سپس با استفاده از سوییچ‌های دستی برنامه را وارد کامپیوتر می‌کرد ... هنگامی که این کار انجام می‌شد، یک نفر به طبقه‌ی بالا می‌دوید و نوار را در دستگاه نوارخوان می‌گذاشت و به اتاق ماشین باز می‌گشت. »اگر ماشین شروع به خواندن نوار می‌کرد و طبق دستور عمل می‌کرد، متصدی به مهندس خبر می‌داد تا جریانی را که عمل نوشتن را فعال می‌کند برقرار سازد. «به محض این که شکل روی مونیتور نشان می‌داد که نوشتن به پایان رسیده است، مهندس جریان نوشتن از قطع می‌کرد ... معمولاً چندین بار طول می‌کشید تا یک نوار خوانده شود-و هر بار لازم بود تا یک بار دیگر به اتاق نوار بروند.» خوشبختانه تورینگ هنوز یک فرد چابک بود.
با وجود این مشکلات، مادام به زودی توانست کارهای پیچیده‌تری را به عهده بگیرد. لوله‌های تخلیه‌ی آن می‌توانستند تا 124 کلمه 40 بیتی را ذخیره کنند، یعنی گروه‌های اعداد دوتایی که حاوی دستورهایی است که کامپیوتر می‌تواند بفهمد. این ماشین نه تنها اولین کامپیوتر در حال کار بود، بلکه بدون شک اولین کامپیوتری بود که به خدمت یک کار سازنده در مقیاس عظیم درآمد. مدتی بعد این کامپیوتر برای محاسبه طراحی کانال‌های سنت لورنس به کار رفت که یکی از عجایب مهندسی بزرگ قرن بیستم بود.
پرسش‌های تحریک‌کننده‌ای که تورینگ می‌کرد (و غالباً با آن‌ها شناخته می‌شد) تمامی این رشته را پایه گذاری کرد. این پرسش‌ها عمیقاً فلسفی بودند بدون این که آشفته باشند-و در همان حال کاملاً علمی باقی ماندند بدون آن که فقط «معجزات» جداگانه‌ای را ایجاد کنند که علوم تجربی به آسانی در آن نفوذ کند. در این جا رشته‌ای از دانش وجود داشت همانند فلسفه، اما بر خلاف بیشتر علوم معاصر، شخص می‌توانست در کنارش زندگی کند: زیرا می‌توانست بر شرایط انسانی پرتو افکند.
تورینگ نظریاتش را در چندین مقاله ارائه داد که مهم‌ترین آن‌ها «ماشین‌های محاسبه و هوش» بود و در سال 1950 منتشر شد. در این مقاله تورینگ تأکید می‌کرد که به کامپیوترها می‌توان آموخت تا برای خودشان فکر کنند. آن‌ها قادر به تفکر مستقل بودند. روشن است که مخالفت وسیع با این نگرش به طور آشکار «احساساتی» تعبیر می‌شد. تورینگ می‌گفت برای این که پردازشگر یک کامپیوتر را بتوان شبیه بوالهوسی‌های هوش انسانی کرد باید یک عنصر اتفاقی مانند چرخ رولت را در آن وارد کرد.
با این حال بسیاری از اعتراض‌های فلسفی مزاحم و بیهوده محسوب می‌شد. او نمی‌خواست تا مسأله‌ی هوش کامپیوترها درگیر مسایلی همچون آزادی، اراده، اخلاق، تعریف زندگی، و غیر این‌ها شود. فقط یک راه برای تعیین این که یک ماشین هوشمند است یا نه وجود داشت: آن را در پشت یک پرده بگذارید تا یک انسان از آن بازپرسی کند. آن وقت است که این انسان بر پایه‌ی پاسخ‌های نوشته شده می‌تواند تعیین کند که آیا او با یک موجود هوشمند سرو کار دارد و یا یک ماشین. آیا یک ماشین می‌تواند انسان را طوری گول بزند که فکر کند او یک انسان است؟ این «بازی تقلید» بود که توسط تورینگ پیشنهاد شد (و اکنون به آزمون تورینگ معروف است).
تورینگ نشان داد که چه گونه یک بازپرس ماهر می‌تواند ماشینی را بررسی کند و تصمیم‌های زیرکانه و قضاوت، و حتی پاسخ‌های عاطفی از آن بیرون بکشد. یا چنین چیزهایی از پاسخ‌های چاپ شده به دست می‌آمد. اما تورینگ به اعتراض‌های فلسفی کاملاً بی‌اعتنا نبود (او صرفاً به اعتراض‌های کسالت بار و بی‌حاصل توجهی نداشت). استدلال فلسفی او اصلاً قابل پاسخ نبود. او اصرار داشت که «بازی تقلید» را باید به عنوان یک معیار اصلی پذیرفت. چرا؟ زیرا به این ترتیب است که ما نسبت به یکدیگر واکنش نشان می‌دهیم. ما هیچ شیوه‌ی مستقیمی برای تعیین این که یک شخص هوشمند است نداریم. ما فقط با مقایسه‌ی آن‌ها با خودمان می‌توانیم استنباط کنیم که آن‌ها فکر می‌کنند و هوشیار هستند. تورینگ هیچ دلیلی نمی‌دید که چرا دید ما نسبت به کامپیوترهای نباید همین طور باشد. او می‌پرسید «چرا باید بین من و یک کامپیوتر تفاوت گذارده شود؟» (در واقع این سوآل که توسط مردی پرسیده می‌شد که خود را یک کامپیوتر به حساب می‌آورد یک رشته سوآل‌های جالبی را پیش می‌کشید. آیا در آن دوردست‌ها انسانی وجود دارد که به من گوش فرا دهد؟).
تورینگ که به طرزی بزرگوارانه دیدگاه انسانی را در پیش گرفته بود حتی تا آن جا پیش رفت که چند اعتراض به استدلال خودش وارد آورد. جدی‌ترین این اعتراض‌ها اکنون به «اعتراض خانم لاولیس» معروف است-که از نام همکار باباژ گرفته شده است که اولین بار آن را بیان کرد. خانم لاولیس باور داشت که کامپیوترها قادر به تفکر اصیل نیستند، زیرا آن‌ها فقط می‌توانند چیزهایی را که به آن‌ها گفته شده است انجام دهند. به عبارت دیگر، فقط می‌توانند در محدوده‌ای که آن‌ها را برنامه ریزی کرده‌ایم عمل کنند.
پاسخ تورینگ به این اعتراض به اندازه‌ی هر کامپیوتری حسابگرانه بود. هنگامی که برای کامپیوتری برنامه نویسی می‌کنیم ما فقط یک دید کلی و مبهم از کاری که باید انجام دهد داریم. به طور مطمئن تمام جوانب این کار را در نظر نگرفته‌ایم. در مقام مقایسه، دیده‌ایم که زمانی ریاضیات مفهوم ساده‌ای از اعداد و چند عملیات ساده محسوب می‌شد-به طوری که می‌شد آن‌ها را وارد کامپیوتر کرد. با این حال ثابت شده است که کاربردهای این سیستم اصلاً ساده نیست. در واقع ثابت شده است که نه تنها پایان ناپذیرند، بلکه تناقض خود را تکمیل کرده‌اند. همان طور که ارنس وارد گفته است: «گاهی اوقات به نظر می‌رسد که حتی ریاضیات مغز خودش را دارد.»
این چنین اندیشه‌ای سرانجام تورینگ را به رشته‌ای فرای کامپیوتر یعنی شکل زایی-تکامل در اثر رشد الگوها در جانداران هدایت کرد. تورینگ متوجه شد که هر سیستم ساده همانند ریاضیات به پیچیدگی می‌گراید. یک ساختمان یکدست و متقارن در اثر تغییر شکل آن به یک ساختمان نامتقارن با الگوهای مربوط به خودش تکامل می‌یابد. تورینگ در سال 1952 مقاله‌ی اولیه‌اش را درباره‌ی این موضوع با عنوان «بنیان شیمیایی شکل زایی» منتشر ساخت.
این مقاله این پرسش را می‌کند: چیزها چگونه رشد می‌کنند؟ ماده چگونه شکل پیدا می‌کند؟ اتفاقاً در همان زمان کریک و واتسون در کمبریج سعی می‌کردند همین مسأله را از نقطه نظر میکروبیولوژی حل کنند و سرانجام به کشف ساختمان مارپیچ دوگانه رسیدند. اما تورینگ از نقطه نظر ریاضیات به این مسأله حمله می‌کرد. چه گونه سوپ شیمیایی نسبتاً ساده روی زمین به جاندارانی با این پیچیدگی زیاد، تکامل پیدا کرد؟ کیک و واتسون به دنبال کشف این مسأله بودند که این موضوع چه گونه رخ داد؟ اما تورینگ به دنبال پاسخی برای این بود که چه گونه و چرا رخ داد. او به دنبال پاسخی ریاضی بود که ممکن بود الگوی حیات را بر حسب الگوهای ریاضیات توضیح دهد. (اگر اینشتین می‌توانست ساختار نهایی عالم را بر حسب فرمول‌های ریاضی توضیح دهد، تورینگ می‌خواست خود حیات را به همین ترتیب توصیف کند. تورینگ اگر بلند پرواز نبود که تورینگ نمی‌شد. )
سوپ شیمیایی اولیه چه گونه حاوی اطلاعاتی بود که آن را قادر می‌ساخت تا پیچیدگی پیدا کند؟ (شباهت این سوآل با این که چه گونه یک کامپیوتر ممکن است هوش پیدا کند آشکار است) اما این مسایل به ریاضیات چه ربطی داشتند؟ مثال‌های متعددی به این موضوع اشاره داشتند. یک محلول شیمیایی غیر آلی را در نظر بگیرید که بلورها در آن در حال تشکیل هستند-یا به نظر چنین می‌رسد که دارند رشد می‌کنند، و به شیوه‌ی نامتقارن و غیرمعمول «آلی» تشکیل می‌شوند. در سطح شیمیایی توضیحی برای هیچ گونه فقدان تقارن وجود ندارد. اما در سطح ملکولی حرکت‌ها و برخوردهای انفرادی ملکول ها در محلول اتفاقی است؛ بنابراین تعجبی ندارد که بلورها به شیوه‌ای نامتقارن تشکیل می‌شوند. به عبارتی پیچیدگی در همان لحظه‌ای که رخ می‌دهد خلق می‌شود.
نمونه‌ی واضح این جریان در موسیقی معاصر دیده می‌شود. آهنگساز مجاری گئورگ لیگتی قطعه‌ای را برای 100 مترونوم «نوشته است» که همه‌ی آن‌ها در سرعت‌های متفاوتی تنظیم شده‌اند. همه‌ی مترونوم ها یک دفعه با هم شروع می‌کنند و سپس از هماهنگی خارج می‌شوند. به نظر می‌رسد که این نسخه‌ای برای هرج و مرج باشد، ولی آن چه که پیش می‌آید یک «موسیقی مجازی» عجیبی است که به یک معنی توسط خود مترونوم ها خلق شده است.
تورینگ معتقد بود که یک چنین پدیده‌ی ریاضی مشابهی در طبیعت پیش آمده است. گیاهان، گل‌ها و سلول‌هایی که او مطالعه کرد همگی الگوهایی را نمایش داده و ایجاد می‌کردند. بسیاری از این‌ها دنباله‌های ریاضی شگفت آوری را آشکار می‌کردند.
مثلاً محور وسط مخروط کاج و دانه‌های درهم فشرده گل آفتاب گردان دنباله فیبوناچی را نشان می‌دهند. این دنباله شامل سری 1، 2، 3، 5، 8، 13، 21 ... می‌شود که هر عدد حاصل جمع دو عدد پیش از آن است. خواص شگفت انگیز و اسرارآمیز اعداد فیبوناچی در ریاضیات (مثلث‌های فیثاغورث، اعداد اول، و میانگین طلایی همه به آن‌ها مربوطند) و در طبیعت (آناناس، رشد برگ‌ها و فاصله‌ی سیارات از خورشید همگی دنباله فیبوناچی را نمایش می‌دهند).
الگوهای طبیعت عمیقاً ریاضی بودند. آیا ممکن است که چیزی در طبیعت ریاضیات پیدایش چنین پیچیدگی را کنترل کند؟
این‌ها پرسش‌هایی بودند که طی سال‌های 1950 ذهن تورینگ را به خود مشغول کرده بودند. او طی این تحقیقات پیچیده هم چنان از مادام استفاده می‌کرد، اگر چه از تحقیق عملی بر روی این کامپیوتر کناره گرفته بود. مادام جدید قرار بود کارهایی مهم‌تر از نوشتن نامه‌ی عاشقانه انجام دهد.
منبع:
استراترن، پل؛ (1389) شش نظریه‌ای که جهان را تغییر داد، ترجمه‌ی دکتر محمدرضا توکلی صابری و بهرام معلمی، تهران، انتشارات مازیار، چاپ چهارم.