Alan Turing

Statue von Turing an der University of Surrey

Schieferskulptur Turings mit einer Enigma

Alan Mathison Turing [ˈælən ˈmæθɪsən ˈtjʊəɹɪŋ] (* 23. Juni 1912 in London; † 7. Juni 1954 in Wilmslow, Cheshire) war ein britischer Logiker, Mathematiker und Kryptoanalytiker. Er gilt heute als einer der einflussreichsten Theoretiker der frühen Computerentwicklung und Informatik. Turing schuf einen großen Teil der theoretischen Grundlagen für die moderne Informations- und Computertechnologie. Als richtungsweisend erwiesen sich auch seine Beiträge zur theoretischen Biologie.

Das von ihm entwickelte Berechenbarkeitsmodell der Turingmaschine bildet eines der Fundamente der theoretischen Informatik. Während des Zweiten Weltkrieges war er maßgeblich an der Entzifferung der mit der Enigma verschlüsselten deutschen Funksprüche beteiligt. Der Großteil seiner Arbeiten blieb nach Kriegsende jedoch unter Verschluss.

Turing entwickelte 1953 eines der ersten Schachprogramme, dessen Berechnungen er mangels Hardware selbst durchführte. Nach ihm benannt sind der Turing Award, die bedeutendste Auszeichnung in der Informatik, sowie der Turing-Test zum Nachweis künstlicher Intelligenz. ^[1]

Kindheit und Jugend

Turings Vater Julius Mathison Turing, ein britischer Staatsdiener in Chatrapur, Indien, und dessen Frau Ethel (geborene Stoney) wollten, dass ihr Kind in Großbritannien geboren wird. Deshalb kehrten sie nach London-Paddington zurück, wo Alan Turing am 23. Juni 1912 zur Welt kam. Da der Staatsdienst seines Vaters noch nicht beendet war, pendelte dieser während Turings Kindheit zwischen England und Indien. Seine Familie ließ er aus Furcht vor Gefahren in der britischen Kolonie bei Freunden in England zurück. Schon in frühester Kindheit zeigte sich die hohe Begabung und Intelligenz Turings. Es wird berichtet, dass er sich innerhalb von drei Wochen selbst das Lesen beibrachte und sich schon früh zu Zahlen und Rätseln hingezogen fühlte.

Im Alter von 6 Jahren wurde Turing nach St. Michaels in eine Ganztagsschule geschickt. Seine Klassenlehrerin erkannte frühzeitig seine Begabung – genauso wie viele seiner späteren Lehrer im privaten Marlborough College. In Marlborough berichtete Turing erstmals von Problemen mit Mobbing. 1926, im Alter von 14 Jahren, ging er ins Sherborne-Internat in Dorset. Sein erster Schultag in Dorset fiel auf einen Generalstreik in England. Turing war jedoch so motiviert, dass er die 60 Meilen von Southampton zur Schule allein auf dem Fahrrad zurücklegte und dabei nur einmal in der Nacht an einer Gaststätte Halt machte; so berichtete jedenfalls die Lokalpresse.

Turings Drang zur Wissenschaft traf bei seinen Lehrern in Sherborne auf wenig Gegenliebe. Sie setzten eher auf Geisteswissenschaften als auf Naturwissenschaften. Trotzdem zeigte Turing auch weiterhin bemerkenswerte Fähigkeiten in den von ihm geliebten Bereichen. So löste er für sein Alter fortgeschrittene Aufgabenstellungen, ohne zuvor irgendwelche Kenntnisse der elementaren Infinitesimalrechnung erworben zu haben.

Im Jahr 1928 stieß Turing auf die Arbeiten Albert Einsteins. Er verstand sie nicht nur, sondern entnahm einem Text selbständig Einsteins Bewegungsgesetz, obwohl dieses nicht explizit erwähnt wurde.

College und theoretische Arbeiten

Turings Widerstreben, für Geisteswissenschaften genauso hart wie für Naturwissenschaften zu arbeiten, hatte zur Folge, dass er einige Male durch die Prüfungen fiel. Weil dies seinen Notendurchschnitt verschlechterte, musste er 1931 auf ein College zweiter Wahl, das King’s College, Cambridge, gehen, entgegen seinem Wunsch, am Trinity College zu studieren. Turing studierte von 1931 bis 1934 unter G. H. Hardy, einem respektierten Mathematiker, der den Sadleirian Chair in Cambridge innehatte, das zu der Zeit ein Zentrum der mathematischen Forschung war.

1-Band-Turingmaschine: abstraktes Modell eines Rechners, der mit nur drei Operationen (lesen, schreiben und Kopf bewegen) sämtliche berechenbaren Probleme lösen kann

In seiner für diesen Zweig der Mathematik grundlegenden Arbeit On Computable Numbers, with an Application to the “Entscheidungsproblem” (28. Mai 1936) formulierte Turing die Ergebnisse Kurt Gödels von 1931 neu. Er ersetzte dabei Gödels universelle, arithmetisch-basierte formale Sprache durch einfache, formale Geräte, die heute unter dem Namen Turingmaschine bekannt sind. („Entscheidungsproblem“ verweist auf eine Problemstellung, die David Hilbert in seinen „Problemen“ formuliert hatte.) Turing bewies, dass solch ein Gerät in der Lage ist, „jedes vorstellbare mathematische Problem zu lösen, sofern dieses auch durch einen Algorithmus gelöst werden kann“.

Auch wenn aufgrund der schlechten Performance keine Turingmaschine praktische Anwendung finden wird, so sind Turingmaschinen doch bis zum heutigen Tag Schwerpunkt der theoretischen Informatik. Mit Hilfe der Turingmaschine gelang es Turing zu beweisen, dass es keine Lösung für das Entscheidungsproblem gibt. Er zeigte also, dass die Mathematik nicht nur unvollständig ist, sondern auch, dass es im allgemeinen keine Möglichkeit gibt zu sagen, ob eine bestimmte Aussage beweisbar ist. Dazu bewies er, dass das Halteproblem für Turingmaschinen nicht lösbar ist, d. h., dass es nicht möglich ist, algorithmisch zu entscheiden, ob eine Turingmaschine jemals zum Stillstand kommen wird. Obwohl Turings Beweis erst nach dem von Alonzo Church mit Hilfe des Lambda-Kalküls geführten Beweis veröffentlicht wurde, so ist Turings Arbeit doch beträchtlich populärer, da einfacher und intuitiver zugänglich. Auch war der Begriff der „Universellen (Turing-) Maschine“ neu, einer Maschine, welche jede beliebige andere Turing-Maschine imitieren kann.

1938 und 1939 verbrachte Turing zumeist an der Princeton University und studierte dort unter Alonzo Church. 1938 erwarb Turing den Doktortitel in Princeton. Seine Doktorarbeit führte den Begriff der „Hypercomputation“ ein, bei der Turingmaschinen zu so genannten Orakel-Maschinen erweitert werden. So wurde das Studium von nicht-algorithmisch lösbaren Problemen ermöglicht.

Nach seiner Rückkehr nach Cambridge im Jahr 1939 besuchte Turing Vorlesungen von Ludwig Wittgenstein über die Grundlagen der Mathematik. Die beiden diskutierten und stritten vehement: Turing verteidigte den mathematischen Formalismus, während Wittgenstein der Meinung war, dass Mathematik überbewertet sei und keine absolute Wahrheit zutage bringen könne.

Kryptoanalyse

Nachbau einer Turing-Bombe

Während des Zweiten Weltkriegs war Turing einer der herausragenden Wissenschaftler bei den erfolgreichen Versuchen in Bletchley Park, verschlüsselte deutsche Funksprüche zu entziffern. Er steuerte einige mathematische Modelle bei, um sowohl die Enigma- als auch Fish-Verschlüsselungen zu dechiffrieren. Die Einblicke, die Turing bei den Fish-Verschlüsselungen gewann, halfen später bei der Entwicklung des ersten digitalen, programmierbaren elektronischen Röhrencomputers ENIAC. Konstruiert von Max Newman und seinem Team und gebaut in der Post Office Research Station in Dollis Hill von einem von Thomas Flowers angeführten Team im Jahr 1943, entzifferte Colossus die Fish-Chiffren. Weiterhin half Turing die so genannten Bomben zu konstruieren. Diese Rechenmaschinen wurden wegen ihres Tickens so genannt und waren eine weiterentwickelte Version der von dem Polen Marian Rejewski konstruierten Bomba-Maschinen zur Suche nach den Schlüsseln für Enigma-Nachrichten. Dabei handelte es sich um elektromechanische Geräte, die mehrere nachgebaute Enigma-Maschinen verbanden und so in der Lage waren, viele mögliche Schlüsseleinstellungen der Enigma-Nachrichten durchzutesten und gegebenenfalls zu eliminieren.

Turings Mitwirkung als einer der wichtigsten Codeknacker bei der Entzifferung der Enigma war bis in die 1970er Jahre geheim; nicht einmal seine engsten Freunde wussten davon. Es ist heute unbestritten, dass die aus Turings Arbeit resultierenden Entzifferungen geheimer deutscher Funksprüche für den Sieg im U-Boot-Krieg eine kriegsentscheidende Komponente gewesen sein könnten.

Arbeit an frühen Computern – Der Turing-Test

Von 1945 bis 1948 war Turing im National Physical Laboratory in Teddington tätig, wo er am Design der ACE (Automatic Computing Engine) arbeitete. Der Name der Maschine ist abgeleitet von der Analytical Engine des Mathematikers Charles Babbage, dessen Werk Turing zeitlebens bewunderte. Ab 1948 lehrte Turing an der Universität Manchester und wurde im Jahr 1949 stellvertretender Direktor der Computerabteilung. Hier arbeitete er an der Software für einen der ersten echten Computer, den Manchester Mark I und gleichzeitig weiterhin verschiedenen theoretischen Arbeiten. In „Computing machinery and intelligence“ (Mind, Oktober 1950) griff Turing die Problematik der künstlichen Intelligenz auf und schlug den Turing-Test als Kriterium vor, ob eine Maschine mit dem Menschen vergleichbar denkfähig ist. Er beeinflusste durch die Veröffentlichung die Entwicklung der Künstlichen Intelligenz maßgeblich.

1952 schrieb er ein Schachprogramm. Da es keine Computer mit ausreichender Leistung gab, um es auszuführen, übernahm Turing dessen Funktion und berechnete jeden Zug selbst. Dies dauerte bis zu 30 Minuten pro Zug. Das einzige schriftlich dokumentierte Spiel verlor er gegen einen Kollegen.

Arbeit an mathematischen Problemen der Biologie

Von 1952 bis zu seinem Tod 1954 arbeitete Turing an mathematischen Problemen der Biologie. Er veröffentlichte 1952 eine Arbeit zum Thema „The Chemical Basis of Morphogenesis“. In diesem Artikel wurde erstmals ein Mechanismus beschrieben, wie Reaktions-Diffusions-Systeme spontan Strukturen entwickeln können. Dieser heute als Turing-Mechanismus bekannte Prozess steht noch heute im Mittelpunkt vieler chemisch-biologischer Strukturbildungstheorien. Turings weiteres Interesse galt dem Vorkommen der Fibonacci-Zahlen in der Struktur von Pflanzen. Spätere Arbeiten blieben bis zur Veröffentlichung seiner gesammelten Werke 1992 unveröffentlicht.

Verfolgung wegen Homosexualität und Turings Tod

1952 half ein junger Mann, Arnold Murray, zu dem Turing eine gleichgeschlechtliche Beziehung hatte, einem Komplizen, in Turings Haus einzubrechen. Turing meldete daraufhin einen Diebstahl bei der Polizei, die ihm als Folge der Ermittlungen eine sexuelle Beziehung zu dem 19-jährigen Murray vorwarf. Homosexuelle Handlungen waren, wie in den meisten anderen Ländern, auch in Britannien strafbar, Turing wurde wegen „grober Unzucht und sexueller Perversion“ angeklagt. Turing sah keinen Anlass, sich wegen dieser Vorwürfe zu rechtfertigen. Nach seiner Verurteilung zu einer Gefängnisstrafe wurde er vor die Wahl gestellt, die Haftstrafe anzutreten oder sich psychiatrisch behandeln zu lassen. Er entschied sich für die psychiatrische Behandlung, welche die Verabreichung des Hormons Östrogen beinhaltete. Diesem Hormon wurde eine triebhemmende Wirkung zugeschrieben. Diese „Therapie“ dauerte ein Jahr und führte zu Nebenwirkungen wie der Entwicklung von Brüsten. Auch wenn er seine körperlichen Veränderungen mit Humor kommentierte, musste die Verweiblichung seiner Konturen den sportlichen Läufer und Tennisspieler schwer getroffen haben. Turing erkrankte an einer Depression, was häufig eine Nebenwirkung von Hormonbehandlungen ist. 1954 starb Turing, wahrscheinlich durch Suizid, an einer Cyanid-Vergiftung, dem Anschein nach von einem vergifteten Apfel herrührend, den man halb aufgegessen neben ihm auffand. Die Ermittler versäumten es jedoch, den Apfel auf Gift untersuchen zu lassen. Es wird berichtet, dass Turing seit 1938, nachdem er den Film „Schneewittchen und die sieben Zwerge“ gesehen hatte, immer wieder die Verse „Dip the apple in the brew / Let the sleeping death seep through“ („Tauch den Apfel ins Gebräu / Lass den Schlaftod einziehen“) sang. Unter seinen Biographen ist die Annahme verbreitet, die psychiatrische Behandlung mit ihren Nebenwirkungen sei eine der Hauptursachen für den Suizid gewesen.

Postume Ehrungen

Gedenktafel an Turings Haus

Eine Turing-Statue wurde am 23. Juni 2001 in Manchester enthüllt. Sie steht im Sackville Park, zwischen den wissenschaftlichen Gebäuden der Universität Manchester und dem Homosexuellenviertel der Canal Street.

An seinem 50. Todestag, dem 7. Juni 2004, wurde zum Gedenken an Turings frühzeitigen Tod eine Tafel an seinem früheren Haus „Hollymeade“ in Wilmslow enthüllt.

Der Turing Award wird jährlich von der Association for Computing Machinery an Personen verliehen, die große Arbeit im Informatikbereich geleistet haben. Er wird weithin als Nobelpreis der Informatik angesehen.

Der Bletchley Park Trust hat am 19. Juni 2007 eine Statue Turings in Bletchley Park enthüllt. Die Skulptur wurde von Stephen Kettle gestaltet, der als Material für sein Kunstwerk walisischen Schiefer verwendete.^[2]

2009 unterzeichneten tausende Briten eine Petition, in der sie eine postume Entschuldigung von der britischen Regierung forderten. Der Initiator der Kampagne, der britische Programmierer John Graham-Cumming, regte zudem an, Alan Turing den Titel „Sir Alan“ zu verleihen. ^[3][4] Am 10. September 2009 veröffentlichte der britische Premierminister Gordon Brown eine Erklärung, in der er, im Namen der britischen Regierung, die Verfolgung Turings bedauerte und den außerordentlichen Beitrag während des Zweiten Weltkriegs würdigte.^[5]

“So on behalf of the British government […] I am very proud to say: we’re sorry, you deserved so much better”

– Gordon Brown, Britischer Premierminister

Trivia

• Alan Turing war ein hervorragender Marathonläufer. Bei den Vorausscheidungen für die Olympische Sommerspiele 1948 in London erreichte er einen fünften Platz und war mit 2:46 Stunden nur elf Minuten langsamer als der spätere britische Silbermedaillengewinner Tom Richards.^[6]
• Angeblich hat sich Apple beim Design seines Logos, eines Apfels in Regenbogenfarben, vom tragischen Tod des Vordenkers der Computertechnik, Alan Turing inspirieren lassen. Diese Theorie wurde von Steve Jobs bestritten.^[7] Apple hatte wohl die Legende im Sinn, nach der Isaac Newton zu seiner Gravitationstheorie inspiriert worden sein soll, als ihm ein Apfel auf den Kopf fiel.^[8]

Werke

• 1937: On computable numbers, with an application to the “Entscheidungsproblem”
• 1950: Computing machinery and intelligence – schlägt den „Turing-Test“ vor, um die Frage der Intelligenz eines Computerprogramms zu klären
• 1950: Patent GB718895 (= US2799449, FR1047715)
• 1951: Patent GB694679
• 1987: Intelligence Service. Schriften. Hrsg. von Friedrich Kittler und Bernhard Dotzler, Berlin (Brinkmann & Bose) ISBN 3-922660-22-3

Literatur

• Friedrich L. Bauer: Entzifferte Geheimnisse, Methoden und Maximen der Kryptographie. Springer, Berlin 2000 (3. Aufl.). ISBN 3-540-67931-6
• Francis Harry Hinsley, Alan Stripp: Codebreakers - The inside story of Bletchley Park. Oxford University Press, Reading, Berkshire 1993. ISBN 0-19-280132-5
• Rolf Hochhuth: Alan Turing. Erzählung, Rowohlt, Reinbek 1987, ISBN 3-499-22463-1
• Andrew Hodges: Alan Turing, Enigma, Springer, Berlin 1994, ISBN 3-211-82627-0 (hervorragende Biographie)
• David Leavitt: The Man Who Knew Too Much. Alan Turing and the Invention of the Computer, W W Norton & Co Ltd 2006. ISBN 0-393-32909-7
• Wolf Schneider: Große Verlierer. Von Goliath bis Gorbatschow, Rowohlt. Reinbek 2004. ISBN 3-498-06365-0, darin enthalten ein Kapitel über Alan Turing
• Gordon Welchman: The Hut Six Story - Breaking the Enigma Codes. Allen Lane, London 1982; Cleobury Mortimer M&M, Baldwin Shropshire 2000. ISBN 0-947712-34-8

Film

• Breaking the code (UK 1996, dt. Der codierte Mann) – Regie: Herbert Wise. Film über Leben und Arbeit Turings, gespielt von Derek Jacobi.^[9]

Weblinks

 Commons: Alan Turing – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

 Wikiquote: Alan Turing – Zitate

• Literatur von und über Alan Turing im Katalog der Deutschen Nationalbibliothek
• Andrew Hodges: Eintrag, in: Stanford Encyclopedia of Philosophy (englisch, inklusive Literaturangaben)Vorlage:SEP/Wartung/Parameter 1 und Parameter 3 und nicht Parameter 2
• The Turing Archive for the History of Computing (englisch)
• Eine ausführliche Liste von Turings Artikeln und Vorlesungen, sowie übersetzte Artikel und Artikelsammlungen
• Homepage mit Lebenslauf und vielen weiterführenden Texten (englisch)
• Turing und Schach

Belege

1. ↑ turing.org: Andrew Hodges, Alan Turing: a short biography
2. ↑ Die Turing-Statue in Bletchley Park. Abgerufen am 1. Juli 2008.
3. ↑ BBC News: Thousands call for Turing apology. Abgerufen am 31. August 2009.
4. ↑ Spiegel online: Netzweltticker. Abgerufen am 1. September 2009.
5. ↑ Number10: Treatment of Alan Turing was “appalling” Abgerufen am 11. September 2009
6. ↑ guardian.co.uk: Alan Turing als Spitzensportler
7. ↑ „He [Steve Jobs] replied that he wished he had thought of that, but hadn’t.“ in „Walter Isaacson: Steve Jobs. 2011“
8. ↑ Understanding the Enigma of the Apple Computer Logo. Greggore.com. Abgerufen am 13. September 2010.
9. ↑ „Breaking the code“ / „Der codierte Mann“ in der deutschen und englischen Version der Internet Movie Database

Codeknacker von Bletchley Park

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