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Alan Turing
Er gilt heute als einer der einflussreichsten Theoretiker der frühen Computerentwicklung und Informatik. Turing schuf einen großen Teil der theoretischen …
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Bedeutung und Grundideen
Alan Mathison Turing OBE, FRS (* 23. Juni 1912 in London; † 7. Juni 1954 in Wilmslow, Cheshire) war ein britischer Logiker, Mathematiker, Kryptoanalytiker, Philosoph und Informatiker. Er zählt zu den einflussreichsten Theoretikern der frühen Computerentwicklung und legte wesentliche Grundlagen der modernen Informations- und Computertechnik. Auch seine Beiträge zur theoretischen Biologie waren richtungsweisend.
Sein wichtigstes theoretisches Modell ist die Turingmaschine: eine abstrakte, Zeichenketten verarbeitende Rechenmaschine. Sie liest Zeichen auf einem Band, schreibt Zeichen und bewegt ihren Lesekopf. Mit diesen drei Operationen kann sie alle Probleme bearbeiten, die durch einen Algorithmus lösbar sind. Eine universelle Turingmaschine kann jede andere Turingmaschine simulieren: Sie erhält dafür ein kodiertes Programm und einen Startwert. Dieses Modell ist ein Fundament der theoretischen Informatik und besonders der Berechenbarkeitstheorie, also der Lehre davon, welche Aufgaben grundsätzlich algorithmisch lösbar sind.
Turing zeigte, dass es keine allgemeine Lösung für das Entscheidungsproblem gibt. Es ist also nicht allgemein algorithmisch feststellbar, ob eine beliebige syntaktisch korrekt gebildete mathematische Aussage beweisbar oder widerlegbar ist. Zentral dafür ist das Halteproblem: Es gibt kein Verfahren, das für jede Turingmaschine und jede Eingabe entscheiden kann, ob die Rechnung irgendwann endet. Alle später definierten Berechenbarkeitsbegriffe erwiesen sich, abgesehen von der Zuordnung von Wörtern und Zahlen, als äquivalent.
Ausbildung und theoretische Forschung
Turing zeigte schon als Kind außergewöhnliche Begabung, brachte sich Berichten zufolge innerhalb von drei Wochen selbst das Lesen bei und interessierte sich früh für Zahlen und Rätsel. An der Sherborne School lagen seine Stärken in den Naturwissenschaften, obwohl die Schule eher geisteswissenschaftlich ausgerichtet war. 1928 beschäftigte er sich mit Arbeiten Albert Einsteins und leitete selbständig Newtons Bewegungsgesetz aus einem Text ab, in dem es nicht ausdrücklich genannt wurde.
Von 1931 bis 1934 studierte er am King’s College, Cambridge, bei dem Mathematiker Godfrey Harold Hardy. Seine grundlegende Arbeit On Computable Numbers, with an Application to the “Entscheidungsproblem” datiert vom 28. Mai 1936 und erschien 1937. Darin formulierte Turing Ergebnisse Kurt Gödels von 1931 mit dem anschaulichen Modell der Turingmaschine neu. Sein Beweis zum Entscheidungsproblem wurde nach einem unabhängigen Beweis von Alonzo Church mit dem Lambda-Kalkül veröffentlicht; Turings Ansatz gilt als einfacher und intuitiver zugänglich.
1938 und 1939 studierte Turing an der Princeton University unter Alonzo Church und erhielt dort 1938 den Doktorgrad. Seine Dissertation führte die Hypercomputation ein: Turingmaschinen werden dabei zu Orakel-Maschinen erweitert, um nicht-deterministisch lösbare Probleme untersuchen zu können. Nach der Rückkehr nach Cambridge diskutierte Turing mit Ludwig Wittgenstein über Grundlagen der Mathematik. Turing verteidigte den mathematischen Formalismus, während Wittgenstein keine absolute mathematische Wahrheit annahm.
Kriegsarbeit und frühe Computer
Während des Zweiten Weltkriegs arbeitete Turing in Bletchley Park an der Entzifferung verschlüsselter deutscher Funksprüche. Er entwickelte mathematische Modelle zum Brechen der Enigma und der Lorenz-Schlüsselmaschine. Für Enigma konzipierte er die nach ihm benannten Bombes. Diese elektromechanischen Geräte enthielten im Prinzip mehrere Enigma-Maschinen und prüften viele mögliche Schlüsseleinstellungen, indem sie widersprüchliche Einstellungen ausschlossen. Die Bombes bauten auf der Bomba des polnischen Kryptoanalytikers Marian Rejewski auf.
Turings Anteil an der Enigma-Entzifferung blieb bis in die 1970er Jahre geheim, sogar vor engen Freunden. Die Entzifferung war laut Artikel kriegsentscheidend für den Sieg der Alliierten im U-Boot-Krieg und im Afrikafeldzug. Seine Erkenntnisse aus der Analyse der Fish-Verschlüsselungen halfen später bei der Entwicklung von ENIAC. Colossus, 1943 von einem Team um Tommy Flowers gebaut, entzifferte die Lorenz-Maschine.
Von 1945 bis 1948 arbeitete Turing im National Physical Laboratory am Entwurf der ACE (Automatic Computing Engine). Ab 1948 lehrte er an der Universität Manchester, wurde 1949 stellvertretender Direktor der Computerabteilung und arbeitete an Software für den Manchester Mark I. In Computing Machinery and Intelligence von 1950 schlug er den Turing-Test für künstliche Intelligenz vor. Nicht ein formalisierter Denkvorgang wird geprüft, sondern das Verhalten im Dialog: Erscheinen die Antworten einer Maschine nicht von menschlichem Verhalten unterscheidbar, soll sie als maschinell intelligent gelten. 1952 entwickelte er das Schachprogramm Turochamp. Weil kein leistungsfähiger Computer verfügbar war, rechnete Turing die Züge selbst aus; dies konnte bis zu 30 Minuten pro Zug dauern.
Morphogenese, Verfolgung und Tod
Von 1952 bis zu seinem Tod befasste sich Turing mit theoretischer Biologie. In The Chemical Basis of Morphogenesis (1952) beschrieb er erstmals, wie Reaktions-Diffusions-Systeme spontan Strukturen bilden können. Der Turing-Mechanismus ist weiterhin wichtig für chemisch-biologische Theorien der Strukturbildung. Außerdem interessierte er sich für Fibonacci-Zahlen in Pflanzenstrukturen; weitere Arbeiten wurden erst 1992 in seinen gesammelten Werken veröffentlicht.
1952 geriet Turing nach einem Einbruch in seinem Haus in polizeiliche Ermittlungen, weil er eine gleichgeschlechtliche Beziehung mit dem 19-jährigen Arnold Murray hatte. Homosexuelle Handlungen waren damals in England strafbar. Wegen „grober Unzucht und sexueller Perversion“ angeklagt, erhielt Turing nach einer Verurteilung die Wahl zwischen Gefängnis und Behandlung. Er entschied sich für eine einjährige medizinische Behandlung mit Östrogen, dem eine triebhemmende Wirkung zugeschrieben wurde. Zu den Folgen gehörte eine Vergrößerung der Brustdrüse; Turing erkrankte an einer Depression und begann im Herbst 1952 eine Therapie bei dem Psychoanalytiker Franz Greenbaum.
Turing starb 1954 im Alter von 41 Jahren an einer Cyanidvergiftung. Die offizielle Feststellung lautet wahrscheinlich Suizid; neben ihm lag ein halb gegessener, offenbar vergifteter Apfel. Der Apfel wurde jedoch nicht auf Gift untersucht. Eine Unfallthese im Zusammenhang mit einem chemischen Versuch wird im Artikel genannt, von seinem Biographen Andrew Hodges aber entschieden zurückgewiesen. Unter Biographen ist die Annahme verbreitet, dass die Auswirkungen der Hormonbehandlung die Hauptursache des Suizids gewesen seien.
Rehabilitierung und bleibende Würdigung
2009 forderte eine von rund 30.000 Briten unterstützte Petition eine postume Entschuldigung. Premierminister Gordon Brown entschuldigte sich am 10. September 2009 im Namen der britischen Regierung für Turings Verfolgung und würdigte seinen außergewöhnlichen Kriegsbeitrag. Eine Aufhebung der Verurteilung galt zunächst als schwierig, weil die Strafverfolgung damals gesetzeskonform gewesen war. Am 24. Dezember 2013 begnadigte Königin Elisabeth II. Turing mit einem Royal Pardon auf Antrag von Justizminister Chris Grayling; damit gilt er offiziell als rehabilitiert. 2016 entschuldigte sich auch GCHQ-Leiter Robert Hannigan für die Behandlung homosexueller Menschen durch seine Institution.
Das 2017 in Kraft gesetzte, als „Turings Gesetz“ bezeichnete Gesetz hob aufbauend auf seiner Begnadigung Strafen für Männer auf, wenn beide Beteiligten beim einvernehmlichen geahndeten Akt über 16 Jahre alt waren. Es schließt Verstorbene ein; Lebende können die Streichung aus ihrer polizeilichen Führungsakte beantragen. Verurteilungen wegen Handlungen in öffentlichen Toiletten blieben ausgenommen. Das Gesetz ergänzt den Policing and Crime Act und bezieht sich nicht auf alle Gesetze, nach denen homosexuelle Handlungen verfolgt werden konnten.
Zu den bedeutenden Ehrungen gehören der jährlich von der Association for Computing Machinery vergebene Turing Award, der als „Nobelpreis“ der Informatik gilt, sowie Benennungen eines Asteroiden 1999 und einer britischen 50-Pfund-Note, die am 25. März 2021 erstmals ausgegeben wurde. Nach Turing benannt sind außerdem der Test für künstliche Intelligenz und das 2021 etablierte britische Programm zur Förderung des Auslandsstudiums. Im Turing-Jahr 2012 fanden weltweit Veranstaltungen zu seinem hundertsten Geburtstag statt.
