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Intelligenz ist ein soziales Produkt: Alan Mathison Turing zum 100. Geburtstag

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Alan Turing, hier auf einem neuen Porträt der englischen Malerin Maxime Xavier. Das Gemälde soll in der National Portrait Gallery ausgestellt werden, und auch das Museum des Krypto-Zentrums Bletchley Park hat Interesse signalisiert.

(Bild: Maxime Xavier)

Der vor 100 Jahren geborene Mathematiker Alan Mathison Turing erfand mit seinem Konzept der Universalmaschine den Computer, noch bevor solche Geräte tatsächlich gebaut werden konnten. Neben seinen Arbeiten zur Turing-Maschine veröffentlichte er grundlegende Ideen zur künstlichen Intelligenz und zur Morphogenese. Der breiten Öffentlichkeit ist Turing auch lange nach seinem Tod noch als Codeknacker der deutschen Verschlüsselungsmaschine "Enigma" bekannt.

Kein Informatiker kommt am Werk von Alan Turing vorbei, ist doch sein Gedankenexperiment mit der Turing-Maschine das grundlegende Experiment zur Frage, was überhaupt berechnet werden kann. Der einfachste Computer, den man sogar mit Hilfe von Lego-Steinen anfertigen kann, ist gleichzeitig der Supercomputer, der die universale Beschränkung demonstriert: Es gibt Probleme, die niemals von einem Computer gelöst werden können.

Alan Turing wurde am 23. Juni 1912 in London geboren. Er wuchs bei einer Pflegefamilie auf, weil sein Vater als Beamter in Indien eingesetzt wurde. Seine schulischen Leistungen waren mäßig. Er wurde früh als Außenseiter behandelt, noch bevor er in der Pubertät in der Freundschaft mit Christopher Morcom seine Homosexualität entdeckte. Sein besonderes Talent zeigte sich bereits mit 15 Jahren, als er sich mit Einsteins Relativitätstheorie beschäftigte und eine Abhandlung schrieb, die Einstein richtig erklärte.

Alan Turing verstand Deutsch. Mit seinem Vater wanderte er durch den Schwarzwald, mit Freunden unternahm er Radtouren durch Deutschland. Im Jahre 1931 bewies der Mathematiker Kurt Gödel, dass es logische Aussagen gibt, die weder wahr noch falsch sind. In dem Jahr, in dem Gödel seinen bahnbrechenden Unvollständigkeitssatz veröffentlichte, schloss der junge Alan Turing seinen Schulbesuch mit Auszeichnung ab und begann sein Mathematik-Studium. Die Schule schenkte ihm das deutsche Original Mathematische Grundlagen der Quantenmechanik, mit dem John von Neumann die Quantenphysik mathematisch begründete. Von Neumann, Gödel, die Theorien von Einstein und die mathematische Philosophie von Bertrand Russell bilden die Grundpfeiler, auf denen Alan Turing ein komplett neues Gebilde entwarf, die Turing-Maschine. Sie ist eine Art Computerprogramm, erdacht zu einer Zeit, als es noch keine Computer gab, entwickelt, um Gödels Beweis maschinell durchzuführen.

Die Turing-Maschine ist im Grunde keine konkrete Konstruktion, sondern ein mathematisches Konzept zum Nachweis der algorithmischen Berechenbarkeit einer Funktion. Dennoch sind anhand von Turings Arbeiten sehenswerte konstruktionstechnische Umsetzungen entstanden.

(Bild: Familie Hasenjäger)

Die Turing-Maschine ist ein Gerät, das in der Lage ist, "jedes vorstellbare mathematische Problem zu lösen, sofern dieses auch durch einen Algorithmus gelöst werden kann", heißt es in Turings 1936 veröffentlichter Arbeit On computable numbers, with an application to the Entscheidungsproblem. Seine Arbeit wurde in Fachkreisen durchaus diskutiert. Als erster wurde Alonzo Church auf Turing aufmerksam, Er holte ihn nach Princeton, wo sie gemeinsam die Church-Turing-These entwickelten. Wie Rainer Glaschik und Norbert Ryska in der aktuellen Ausgabe von Informatik Spektrum mitteilen, korrespondierte Heinrich Scholz mit Turing. Scholz leitete an der Universität Münster das Institut für mathematische Logik und Grundlagenforschung und schrieb an Turing: "Die Methode, die Sie verwendet haben, um die Unlösbarkeit des Entscheidungsproblems schon für den Hilbertschen Prädikatenkalkül der ersten Stufe zu zeigen, ist so fein und originell, dass ich mir vorgenommen habe, über Ihre Arbeit in unserer logistischen Arbeitsgemeinschaft vortragen zu lassen."

Im Zweiten Weltkrieg brach der Kontakt zu Turing ab, denn dieser ging 1939 zur "Government Code and Cipher School" des britischen Geheimdienstes nach Bletchley Park. Dort arbeiteten zeitweise bis zu 10.000 Menschen daran, deutsche Funksprüche zu entschlüsseln. Hier entwickelte er in der legendär gewordenen Hütte 8 eine Maschine, die die Funksprüche entschlüsseln half, die deutsche Marine-Funker mit einer besonders schwer zu knackenden fünfrotorigen Version der Enigma absetzten. Turings Antwort, die klickende elektromechanische Turing-Bombe, bestand aus einer Serie von hintereinandergeschalteten Enigma-Walzensätzen. Sie suchte in einer abgefangenen Nachricht nach wahrscheinlich vorkommenden Worten und errechnete daraus den Tagesschlüssel der Enigma. Für seine Leistung, die entscheidend den U-Boot-Krieg im Atlantik beeinflusste, erhielt Turing den Orden des Britischen Empire – und das Verbot, darüber zu sprechen, wofür dieser Orden ihm verliehen wurde.

Turings "Gegenspieler" auf deutscher Seite war Gisbert Hasenjäger. Er war als Soldat noch vor seinem beabsichtigten Mathematikstudium unter Heinrich Scholz in die Chiffrierabteilung des Oberkommandos der Wehrmacht abkommandiert und der einzige Verschlüsselungsexperte, der für die Sicherheitsüberprüfung der Enigma zuständig war. Hasenjäger gelang es ebenfalls, Enigma-verschlüsselte Texte zu dechiffrieren und die Technik zu verbessern. Bis in die 1970er-Jahre, als die ersten Arbeiten über Bletchley Park erscheinen durften, wusste Hasenjäger allerdings nicht, dass Alan Turing auf der britischen Seite arbeitete und auf seine Verbesserungen reagierte. In einem Interview würdigte Hasenjäger die britische Entschlüsselungsleistung: "Wäre es nicht so gewesen, dann hätte der Krieg vermutlich länger gedauert und die erste Atombombe wäre nicht auf Japan, sondern auf Deutschland gefallen."

Im Jahre 1942 begann Turing mit der Arbeit an Delilah, einer Maschine zur Sprachverschlüsselung. Sie kam über ein Vorführmodell nicht heraus, doch brachte ihn diese Arbeit in Kontakt mit den allerneuesten Entwicklungen der Elektronik in Großbritannien wie in den USA. Versehen mit diesen Erkenntnissen, mit seiner Theorie der Universalmaschine und den Erfahrungen von Bletchley Park begann er, auf dem Papier einen Computer zu entwickeln. Was er skizzierte, nannte er "ein Gehirn bauen". Der einzige Computer, der unter Mitarbeit von Turing tatsächlich entwickelt wurde, war der Pilot ACE, der ab 1945 am Londoner National Physical Laboratory entstand. Das Design des ACE wurde von den entstehenden britischen Computerherstellern wie Ferranti und ICL aufgegriffen. Für einen dieser Computer, den Manchester Mark 1, entwickelte Turing ein Schachprogramm, das jedoch die Rechenleistung des Mark 1 überforderte. Auf Papier simulierte Turing in der einzigen bekannten Schachpartie jeden Programmschritt – und verlor mit seiner Software. Das erste lauffähige Schachprogramm auf dem Mark 1 konnte bei Partien erfolgreich agieren, die nur noch zwei Züge von der Schachmatt-Situation des Gegners entfernt waren. Es wurde 1951 von Dietrich Prinz programmiert.

Nach dem Krieg aktivierte Turing seinen Kontakt zu Heinrich Scholz in Münster. Er schickte ihm seine bahnbrechende Arbeit Computing Machinery and Intelligence und wurde von Scholz 1952 im Gegenzug zu Vorträgen eingeladen. Turing musste aber "wegen einer Krankheit" absagen: Im Februar 1952 wurde er festgenommen, weil er Sex mit einem 19-Jährigen Mann hatte, den er in der Schwulenszene Manchesters kennengelernt hatte. Er wurde zu einer "Organotherapie" mit regelmäßigen Östrogen-Injektionen verurteilt und verlor seinen Sicherheits-Status als Geheimnisträger. Damit war er von der Arbeit am Manchester-Mark-1-Computer ausgeschlossen. Bis zu seinem Tod arbeitete er an mathematischen Theorien der Musterbildung in der Biologie. Vereinsamt starb er nach einer Cyanid-Vergiftung, über die seine Biographen bis heute rätseln. Die einen sehen in seinem Tod das Auftragswerk eines Geheimdienstes, die anderen nehmen einen Selbstmord an, bedingt durch Depressionen nach der Östrogen-Therapie. Das wichtigste Beweisstück, ein angebissener vergifteter Apfel, wurde von der Polizei nicht gesichert.

In seinem 1950 veröffentlichten Aufsatz über Computing Machinery und die Frage der künstlichen Intelligenz schlug Turing ein Verfahren vor, das heute als Turing-Test zum Allgemeinwissen gehört. Bei diesem Test, wie ihn Turing beschrieb, ist ein Mensch via Tastatur und Bildschirm mit zwei Gesprächspartnern verbunden, die ihn davon überzeugen sollen, dass sie Menschen sind. Einer der Partner ist jedoch ein Computer. Wenn der Mensch nach einem längeren Gespräch nicht sagen kann, wer der Computer ist, haben die Maschinen das menschliche Denkvermögen erreicht und man kann von künstlicher Intelligenz sprechen. Mit diesem Ansatz wird bis heute um den Loebner Prize gerungen.

In seinem Aufsatz legte der Außenseiter Alan Turing eine Art Bekenntnis zum Leben ab, das dem Programm der KI entgegengerichtet ist: Intelligenz ist ein soziales Produkt und ein isoliertes Leben ist nicht lebenswert. "Wie ich erwähnt habe, entwickelt der isolierte Mensch keinerlei intellektuelle Fähigkeiten. Es ist für ihn notwendig, in eine Umgebung mit anderen Menschen eingebettet zu sein, deren Techniken er während der ersten zwanzig Jahre erlernt. Er mag dann etwas eigene Forschung betreiben und ein paar Entdeckungen machen, die er mit anderen Menschen teilt. Aus dieser Sicht muß die Suche nach neuen Techniken als Unternehmen der ganzen menschlichen Gemeinschaft, nicht so sehr einzelner Individuen, betrachtet werden."

Eine Logikmaschine von Gisbert Hasenjäger auf Grundlage von Turings Arbeiten

(Bild: Familie Hasenjäger)

Mit dem Geburtstag, den neben vielen anderen internationalen Medien auch der "Tagesspiegel" mit einem liebevollen Beitrag würdigt, ist der Höhepunkt des Turing-Jahres 2012 erreicht. Wer sich über Alan Turing informieren will, dem sei die Ausstellung Genial und Geheim empfohlen, mit der das Heinz Nixdorf Museumsforum in Paderborn in zehn Etappen das Leben und Werk des vielseitigen Denkers ausbreitet. Für IT-Interessierte besonders empfehlenswert ist die im Juli anstehende sechste Etappe, die sich mit den Turing-Maschinen befasst. Hier sind dann die Münsteraner Logikmaschinen zu sehen, die von Gisbert Hasenjäger und Dieter Rödding in den 1960er-Jahren aus Ersatzteilen der Bundespost konstruiert wurden. Dass der deutsche Sicherheitsprüfer der Enigma etliche Turing-Maschinen baute, gehört zu den Paradoxien um Alan Turing.

Beachten Sie zu Turings 100. Geburtstag bitte auch den iX-Beitrag von Michael Riepe "Eine Frage der Programmierung" . (psz)

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