martes, 24 de diciembre de 2013

664.- La tragedia de Alan Turing


La tragedia de Alan Turing

AFP Londres 24 DIC 2013

El matématico Turing, condenado por ser gay, recibe el perdón real 60 años después de su muerte

Fue el inventor de la computación y tuvo un papel fundamental en la victoria en la II Guerra Mundial tras descifrar los códigos nazis

El matemático británico Alan Turing (1912-1954), que jugó el papel decisivo en la victoria en la II Guerra Mundial tras descifrar los códigos nazis y al que se considera el padre de la computación, recibió este martes el perdón real a título póstumo, más de 60 años después de su condena por homosexualidad en el Reino Unido.

Considerado el Einstein de las matemáticas, este pionero de la informática murió en 1954 a la edad de 41 años, envenenado con cianuro que había sido impregnado en una manzana. La tesis general es que se suicidó aunque nunca ha sido demostrado en una investigación oficial. Dos años antes, había sido condenado por "atentado contra las moral pública" y obligado a la castración química a causa de su homosexualidad, ilegal en el Reino Unido hasta 1967.

Durante su vida, Turing logró sentar las bases de la informática moderna y definió los criterios de la inteligencia artificial, que siguen todavía en vigor a través del famoso test de Turing, que detecta la capacidad de una máquina para mantener una conversación.

Su hazaña más conocida es haber conseguido descifrar el código de la máquina Enigma, utilizado por los submarinos alemanes en el Atlántico norte durante la II Guerra Mundial. Muchos historiadores creen que sin este logro, que consiguieron los matemáticos de Benchley Park, cerca de Londres, no se hubiese ganado la guerra.

Alan Turing recibió el perdón de la reina Isabel II tras una propuesta del ministro de Justicia, Chris Grayling, que evocó "un hombre excepcional de espíritu brillante". Desde hace años, había una campaña para exigir al Reino Unido el perdón público a Turing. "Su genio aplicado en Benchley Park durante la II Guerra Mundial, donde su aportación fue decisiva para quebrar el código Enigma, ayudó a poner fin al conflicto y salvó millones de vidas", ha comentado el ministro. "Su vida se vio ensombrecida por su condena por homosexualidad, condena que consideramos hoy injusta y discriminatoria y que, por lo tanto, queda anulada", añade.

En 2009, el entonces primer ministro, Gordon Brown, le pidió perdón póstumamente. En 2012, el año del centenario de su nacimiento, 11 científicos británicos, entre ellos Stephen Hawkings, pidideron la anulación de su condena. En 2012, después de que se hubiesen recogido 23.000 firmas, el Gobierno británico rechazó el perdón alegando que "fue condenado por una ley que estaba entonces vigente".

Existe una teoría que señala que la manzana mordida, símbolo de Apple, es un homenaje a la manzana con cianuro con la que Turing presuntamente se suicidó.




Alan Turing

Alan Mathison Turing, OBE (Maida Vale, Londres, 23 de junio de 1912 - Wilmslow, Cheshire, 7 de junio de 1954), fue un matemático, lógico, científico de la computación, criptógrafo y filósofo británico.
Es considerado uno de los padres de la ciencia de la computación siendo el precursor de la informática moderna. Proporcionó una influyente formalización de los conceptos de algoritmo y computación: la máquina de Turing. Formuló su propia versión de la hoy ampliamente aceptada Tesis de Church-Turing.
Durante la Segunda Guerra Mundial, trabajó en descifrar los códigos nazis, particularmente los de la máquina Enigma; durante un tiempo fue el director de la sección Naval Enigma del Bletchley Park. Tras la guerra diseñó uno de los primeros computadores electrónicos programables digitales en el Laboratorio Nacional de Física del Reino Unido y poco tiempo después construyó otra de las primeras máquinas en la Universidad de Mánchester.
Entre otras muchas cosas, también contribuyó de forma particular e incluso provocativa al enigma de si las máquinas pueden pensar, es decir a la Inteligencia Artificial. La carrera de Turing terminó súbitamente luego de ser procesado por ser homosexual.

Turing fue concebido en Chatrapur (India británica). Su padre Julius Mathison Turing era miembro del Cuerpo de funcionarios británicos en la India. Julius y su esposa Ethel querían que su hijo Alan naciera en el Reino Unido y regresaron a Paddington, donde finalmente nació.

Su infancia

Durante su infancia sus padres viajaban constantemente entre el Reino Unido y la India ya que su padre aún debía cubrir su puesto de funcionario en la India, por lo que sus dos hijos eran cuidados por amigos ingleses de sus padres para evitar poner en peligro su salud en la colonia británica.
Turing dio muestras ya desde una edad muy temprana del ingenio que más tarde mostraría prominentemente. Se cuenta que aprendió a leer por sí solo en tres semanas y que desde el principio mostró un gran interés por los números y los rompecabezas. Sus padres lo inscribieron en el colegio St. Michael cuando tenía seis años. Su profesora se percató enseguida de la genialidad de Turing, tal y como les ocurrió a sus posteriores profesores.


Alan Turing a los 16 años de edad


Estudios

En 1926, con catorce años, ingresó en el internado de Sherborne en Dorset. Su primer día de clase coincidió con una huelga general en Inglaterra, pero era tan grande la determinación de Turing por asistir a su primer día de clase que recorrió en solitario con su bicicleta las más de 60 millas que separaban Southampton de su escuela, pasando la noche en una posada — una hazaña que fue recogida en la prensa local.
Las esperanzas y las ambiciones de Turing en la escuela fueron plantadas por la estrecha amistad que desarrolló con un compañero un poco mayor, Christopher Morcom, que fue el primer amor de Turing. Morcom murió repentinamente el 13 de febrero de 1930,2 sólo unas pocas semanas en su última temporada en Sherborne, debido a complicaciones de la tuberculosis bovina, contraída después de beber la leche de vaca infectada. La fe religiosa de Turing se hizo pedazos y se hizo ateo. Adoptó la convicción de que todos los fenómenos, incluyendo el funcionamiento del cerebro humano, debe ser materialista, sin embargo, siguió creyendo en la supervivencia del espíritu después de la muerte.
La inclinación natural de Turing hacia las matemáticas y la ciencia no le forjó el respeto de sus profesores de Sherborne, cuyo concepto de educación hacía más énfasis en los clásicos. Pero a pesar de ello, Turing continuó mostrando una singular habilidad para los estudios que realmente le gustaban, llegando a resolver problemas muy avanzados (para su edad) en 1927 sin ni siquiera haber estudiado cálculo elemental.
En 1928, con dieciséis años, Turing descubrió los trabajos de Albert Einstein y no sólo pudo comprenderlos sino que además infirió las críticas de Einstein a las Leyes de Newton de la lectura de un texto en el que no estaban explícitas. Durante su edad escolar Turing fue un joven cuyo optimismo y ambiciones se vieron acrecentados debido en gran parte a su intensa unión con su amigo Christopher Morcom, cuya muerte, aún joven, afectaría a Turing profundamente.

La Universidad y sus estudios sobre computabilidad

El King's College de Cambridge, donde estudió en 1931 y se convirtió en miembro en 1935. Su sala de computación lleva actualmente su nombre.
Debido a su falta de voluntad para esforzarse con la misma intensidad en el estudio de los clásicos que en el de la ciencia y las matemáticas, Turing suspendió sus exámenes finales varias veces y tuvo que ingresar en la escuela universitaria que eligió en segundo lugar, King's College, Universidad de Cambridge, en vez de en la que era su primera elección, Trinity. Recibió las enseñanzas de Godfrey Harold Hardy, un respetado matemático que ocupó la cátedra Sadleirian en Cambridge y que posteriormente fue responsable de un centro de estudios e investigaciones matemáticas de 1931 a 1934. En 1935 Turing fue nombrado profesor del King's College.

Solución al problema de decisión

Entscheidungsproblem

El Entscheidungsproblem, que se traduce como problema de decisión, fue un reto en lógica simbólica de encontrar un algoritmo general que decidiera si una fórmula del cálculo de primer orden es un teorema. En 1936, de manera independiente, Alonzo Church y Alan Turing demostraron ambos que es imposible escribir tal algoritmo. Como consecuencia, es también imposible decidir con un algoritmo si ciertas frases concretas de la aritmética son ciertas o falsas.

Tesis Church-Turing

La tesis de Church-Turing formula hipotéticamente la equivalencia entre los conceptos de función computable y máquina de Turing, que expresado en lenguaje corriente vendría a ser "todo algoritmo es equivalente a una máquina de Turing". No es en si un teorema matemático, es una afirmación formalmente indemostrable, una hipótesis que, no obstante, tiene una aceptación prácticamente universal.
La tesis Church-Turing postula que cualquier modelo computacional existente tiene las mismas capacidades algorítmicas, o un subconjunto, de las que tiene una máquina de Turing.

La Máquina de Turing

En su memorable estudio "Los números computables, con una aplicación al Entscheidungsproblem" (publicado en 1936), Turing reformuló los resultados obtenidos por Kurt Gödel en 1931 sobre los límites de la demostrabilidad y la computación, sustituyendo al lenguaje formal universal descrito por Gödel por lo que hoy se conoce como Máquina de Turing, unos dispositivos formales y simples.
Turing demostró que dicha máquina era capaz de implementar cualquier problema matemático que pudiera representarse mediante un algoritmo. Las máquinas de Turing siguen siendo el objeto central de estudio en la teoría de la computación. Llegó a probar que no había ninguna solución para el problema de decisión, Entscheidungsproblem, demostrando primero que el problema de la parada para las máquinas de Turing es irresoluble: no es posible decidir algorítmicamente si una máquina de Turing dada llegará a pararse o no. Aunque su demostración se publicó después de la demostración equivalente de Alonzo Church respecto a su cálculo lambda, el estudio de Turing es mucho más accesible e intuitivo. También fue pionero con su concepto de "Máquina Universal (de Turing)", con la tesis de que dicha máquina podría realizar las mismas tareas que cualquier otro tipo de máquina. Su estudio también introduce el concepto de números definibles.

Máquinas oracle

La mayor parte de 1937 y 1938 la pasó en la Universidad de Princeton, estudiando bajo la dirección de Alonzo Church. En 1938 obtuvo el Doctorado en Princeton; en su discurso introdujo el concepto de hipercomputación, en el que ampliaba las máquinas de Turing con las llamadas máquinas oracle, las cuales permitían el estudio de los problemas para los que no existe una solución algorítmica.
Tras su regreso a Cambridge en 1939, asistió a las conferencias de Ludwig Wittgenstein sobre las bases de las matemáticas. Ambos discutieron y mantuvieron un vehemente desencuentro, ya que Turing defendía el formalismo matemático y Wittgenstein criticaba que las matemáticas estaban sobrevaloradas y no descubrían ninguna verdad absoluta.

Análisis criptográfico (ruptura de códigos)

El Bombe replicaba la acción de varias máquinas Enigma.

Durante la Segunda Guerra Mundial fue uno de los principales artífices de los trabajos del Bletchley Park para descifrar los códigos secretos nazis. Sus perspicaces observaciones matemáticas contribuyeron a romper los códigos de la máquina Enigma y de los codificadores de teletipos FISH (máquinas de teletipos codificados que fabricaron conjuntamente Lorenz Electric y Siemens&Halske). Sus estudios del sistema Fish ayudarían al desarrollo posterior de la primera computadora programable electrónica digital llamada Colossus, la cual fue diseñada por Max Newman y su equipo, y construida en la Estación de Investigaciones Postales de Dollis Hill por un equipo dirigido por Thomas Flowers en 1943. Dicha computadora se utilizó para descifrar los códigos Fish (en concreto las transmisiones de la máquina Lorenz).
Para romper los códigos de la máquina Enigma y permitir a los aliados anticipar los ataques y movimientos militares nazis, Turing diseñó la bombe, una máquina electromecánica —llamada así en reconocimiento de la diseñada por los polacos bomba kryptologiczna— que se utilizaba para eliminar una gran cantidad de claves enigma candidatas. Para cada combinación posible se implementaba eléctricamente una cadena de deducciones lógicas. Era posible detectar cuándo ocurría una contradicción y desechar la combinación. La bombe de Turing, con una mejora añadida que sugirió el matemático Gordon Welchman, era la herramienta principal que usaban los criptógrafos aliados para leer las transmisiones Enigma.
Los trabajos de ruptura de códigos de Turing han sido secretos hasta los años 1970; ni siquiera sus amigos más íntimos llegaron a tener constancia.

Estudios sobre las primeras computadoras y el Test de Turing


El Test de Turing es una prueba que propuso Alan Turing buscando una manera de demostrar la existencia de inteligencia en una máquina.


De 1945 a 1948 trabajó en el Laboratorio Nacional de Física en el diseño del ACE (Motor de Computación Automática [Automatic Computer Engine]). En 1949 fue nombrado director delegado del laboratorio de computación de la Universidad de Mánchester y trabajó en el software de una de las primeras computadoras reales — la Manchester Mark I. Durante esta etapa también realizó estudios más abstractos y en su artículo "Máquinas de computación e inteligencia" (octubre de 1950) Turing trató el problema de la inteligencia artificial y propuso un experimento que hoy se conoce como Test de Turing, con la intención de definir una prueba estándar por el que una máquina podría catalogarse como "sensible" o "sintiente".

Primer programa de ajedrez por computadora

En 1952 Turing escribió un programa de ajedrez. A falta de una computadora lo suficientemente potente como para ejecutarlo, él simulaba el funcionamiento de la computadora, tardando más de hora y media en efectuar un movimiento. Una de las partidas llegó a registrarse; el programa perdió frente a un amigo de Turing.

Estudios sobre cibernética

Trabajó junto a Norbert Wiener en el desarrollo de la cibernética. Esta rama de estudios se genera a partir de la demanda de sistemas de control que exige el progresivo desarrollo de las técnicas de producción a partir del siglo XX. La cibernética pretende establecer un sistema de comunicación entre el hombre y la máquina como premisa fundamental para administrar los sistemas de control. Sus estudios profundizaron en esta relación estableciendo el concepto de interfaz y cuestionando los límites de simulación del razonamiento humano.

Estudios sobre la formación de patrones y la biología matemática.

Turing trabajó desde 1952 hasta que falleció en 1954 en la biología matemática, concretamente en la morfogénesis. Publicó un trabajo sobre esta materia titulado "Fundamentos Químicos de la Morfogénesis" en 1952. Su principal interés era comprender la filotaxis de Fibonacci, es decir, la existencia de los números de Fibonacci en las estructuras vegetales. Utilizó ecuaciones de reacción-difusión que actualmente son cruciales en el campo de la formación de patrones. Sus trabajos posteriores no se publicaron hasta 1992 en el libro Obras Completas de A. M. Turing.

Procesamiento por su homosexualidad y muerte de Turing

La carrera profesional de Turing se vio truncada cuando lo procesaron por su homosexualidad. En 1952 Arnold Murray, el amante de Turing, ayudó a un cómplice a entrar en la casa de Turing para robarle. Turing acudió a la policía a denunciar el delito. Durante la investigación policial, Turing reconoció su homosexualidad, con lo que se le imputaron los cargos de "indecencia grave y perversión sexual" (los actos de homosexualidad eran ilegales en el Reino Unido en esa época), los mismos que a Oscar Wilde más de 50 años antes.
Convencido de que no tenía de qué disculparse, no se defendió de los cargos y fue condenado. Según su ampliamente difundido proceso judicial, se le dio la opción de ir a prisión o de someterse a castración química mediante un tratamiento hormonal de reducción de la libido. Finalmente escogió las inyecciones de estrógenos, que duraron un año y le produjeron importantes alteraciones físicas, como la aparición de pechos o un apreciable aumento de peso, que le condujeron a padecer de disfunción eréctil. Dos años después del juicio, en 1954, Turing falleció debido a la ingestión de una manzana contaminada con cianuro en un contexto que indica un posible suicidio.


Estatua de Alan M. Turing en Whitworth Gardens, Mánchester, Reino Unido.

En una carta de esta época a su amigo Norman Routledge, Turing escribió en forma de falso silogismo una reflexión, relacionando el rechazo social que provoca la homosexualidad con el desafío intelectual que supone demostrar la posibilidad de inteligencia en los ordenadores. En particular, le preocupaba que los ataques a su persona pudieran oscurecer sus razonamientos sobre la inteligencia artificial:

Turing cree que las máquinas piensan
Turing yace con hombres
Luego las máquinas no piensan

Dos años después del juicio, en 1954, murió por envenenamiento con cianuro, aparentemente tras comerse una manzana envenenada que no llegó a ingerir completamente. La mayoría piensa que su muerte fue intencionada y oficialmente se le consideró como un suicidio. Sin embargo su madre intentó negar la causa de su muerte, atribuyéndola a una ingestión accidental provocada por la falta de precauciones de Turing en el almacenamiento de sustancias químicas de laboratorio. La vida de Turing terminó amargamente y envuelta en una nube de misterio. Esta misteriosa muerte ha dado lugar a diversas hipótesis incluida la del asesinato.
El 10 de septiembre de 2009 el primer ministro del Reino Unido, Gordon Brown, emitió un comunicado declarando sus disculpas en nombre del gobierno por el trato que recibió Alan Turing durante sus últimos años de vida. Este comunicado fue consecuencia de una movilización pública solicitando al Gobierno que pidiera disculpas oficialmente por la persecución sufrida por Alan Turing. Sin embargo, en 2012 el Parlamento británico volvió a negar el indulto al científico, aduciendo que la homosexualidad era considerada entonces un delito penal.


Reconocimiento póstumo


Placa conmemorativa en la antigua casa de Turing

Estatua de Turing en la Universidad de Surrey.

El 23 de junio de 2001 se inauguró una estatua de Turing en Mánchester. Se encuentra en Sackville Park, entre el edificio de la Universidad de Mánchester en la calle de Whitworth y la gay village de la calle del Canal.
En el 50º aniversario de su muerte se develó una placa conmemorativa en su antiguo domicilio, Hollymeade, en Wilmslow el 7 de junio de 2004.
La Association for Computing Machinery otorga anualmente el Premio Turing a personas destacadas por sus contribuciones técnicas al mundo de la computación. Este premio está ampliamente considerado como el equivalente del Premio Nobel en el mundo de la computación.
El Instituto Alan Turing fue inaugurado por el UMIST (Instituto de Ciencia y Tecnología de la Universidad de Mánchester) y la Universidad de Mánchester en el verano de 2004.
El 5 de junio de 2004 se celebró un acontecimiento conmemorativo de la vida y la obra de Turing en la Universidad de Mánchester, organizado por el "British Logic Colloquium" y la "British Society for the History of Mathematics".
El 28 de octubre de 2004 se develó una estatua de bronce de Alan Turing esculpida por John W. Mills en la Universidad de Surrey. La estatua conmemora el 50º aniversario de la muerte de Turing. Representa a Turing transportando sus libros a través del campus.
El 23 de junio de 2012, día conmemorado a la fecha de nacimiento de Turing (100 años atrás) Google presentó entre sus habituales doodles una pequeña Máquina de Turing capaz de comparar dos cadenas de caracteres binarios.

Turing en la literatura

Turing es uno de los personajes de la sección de la Segunda Guerra Mundial del Criptonomicón de Neal Stephenson.
La obra de teatro Breaking the Code de Hugh Whitemore trata sobre la vida y la muerte de Turing.
En la novela de John L. Casti titulada "El Quinteto de Cambridge" (1998), perteneciente al género de ficción científica, uno de los personajes centrales es Alan Turing.
El cuento de ciencia ficción Oracle (2000) de Greg Egan es protagonizado por un alter ego de Turing en una línea temporal paralela y con un nombre distinto.
En la novela de ciencia-ficción, 2001 de Arthur C. Clarke se hacen constantes referencias a Turing y a su test de máquinas en el caso de HAL.
En la novela de Edmundo Paz Soldán titulada "El delirio de Turing" (2003), uno de los personajes se inspira en Turing y a otro, le ponen de sobrenombre el mismo.
En la novela de ciencia-ficción, Neuromante de William Gibson se menciona a "La Policía Turing", que vigila la aparición de inteligencias artificiales en el ciberespacio.
En la novela "La tienda de los suicidas", de Jean Teulé, uno de los hijos de la familia Tuvache lleva el nombre de Alan por Alan Turing.



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Epílogo

Por: Año Turing | 09 de julio de 2013

PEDRO MESEGUER
JUAN JOSÉ MORENO NAVARRO

Este blog sobre Alan Turing comenzó a finales de junio de 2012 cuando se cumplían 100 años del nacimiento del genial matemático británico que puso los fundamentos teóricos de la informática tal y como la conocemos actualmente. Y se cierra ahora, un año después, tras 41 entradas en donde 60 autores no solo han glosado la figura de Turing y sus hallazgos, sino también han hablado de informática –actual y pasada– de investigación y en definitiva de ciencia, esa actividad en donde muchos seres humanos se afanan por arrancar los secretos de cómo están organizadas las cosas.
En torno a Alan Turing se ha escrito mucho. Además de su contribución más genial, la máquina de Turing, propuesta para resolver un problema planteado por el gran matemático David Hilbert, Turing fue un auténtico precursor, un adelantado a su tiempo, capaz de ideas que eran totalmente revolucionarias para la ciencia de su época. Y en el periodo que le tocó vivir, contribuyó de manera decisiva a romper las comunicaciones encriptadas del ejercito alemán, lo cual representó un avance muy significativo para la victoria aliada en la Segunda Guerra Mundial. Desgraciadamente, la historia personal  de Alan Turing terminó de un modo trágico. Condenado judicialmente por homosexual y habiéndose sometido a una castración química, se suicidó (casi con toda probabilidad) en 1954 pocos días antes de cumplir 42 años.
En este blog hemos contabilizado 41 entradas. La mayoría se han centrado en la figura de Alan Turing, en el impacto que tuvieron sus contribuciones en la formalización de la informática y en la proyección de sus ideas en el medio siglo largo que ha pasado desde su muerte. También ha habido contribuciones muy notables sobre historia de la informática, especialmente considerando los primeros ordenadores (tema sobre el que Turing realizo diversas aportaciones). Y sobre diversas áreas de informática, considerando esta disciplina desde un punto de vista amplio. También hemos de mencionar entradas de carácter histórico sobre investigadores relevantes que han tenido una huella indudable en el desarrollo de la informática. Ha habido entrevistas con figuras muy importantes de la informática actual. En algunas entradas, se han tocado temas científicos o tecnológicos no directamente relacionados con la informática.
Estas 41 entradas han sido escritas por 60 autores, a una media de casi 1,5 autores por entrada. Sucede que esos 60 autores son en realidad 33 personas (es decir, en muchos casos la misma persona ha aparecido más de una vez como autor). Estas personas proceden en su inmensa mayoría del mundo académico (profesores de universidad –con una gran mayoría de catedráticos– e investigadores del CSIC), aunque también aparecen periodistas, doctorandos.... y hasta un alto cargo del MEC (Ministerio de Economía y Competitividad)!
Para los coordinadores de este blog, esta experiencia ha sido muy positiva y enriquecedora, aunque también ha exigido un trabajo constante para contactar autores potenciales y para editar las contribuciones que se han publicado. Concluimos esta tarea con la esperanza de que este blog haya contribuido a popularizar la figura de Alan Turing, y a diseminar una visión de la informática como una disciplina científica, más allá de una visión simplista basada en el fácil acceso a las tecnologías digitales.
Pedro Meseguer es investigador científico del CSIC.
Juan José Moreno Navarro es catedrático de la Universidad Politécnica de Madrid e investigador sénior del instituto IMDEA software.




John tiene razón

Por: Año Turing | 20 de junio de 2013

PABLO NOGUEIRA

Turing

El Test de Turing y la Habitación China de John Searle han sido comentados en entradas anteriores de este blog. Esta entrada trata de por qué el argumento de la Habitación China de Searle es una presentación insatisfactoria de una seria objeción al Test de Turing, y por extensión a la Teoría Computacional de la Mente.
Recordamos brevemente el argumento de Searle:
Tenemos un operador humano sin ningún conocimiento del lenguaje chino dentro de una habitación. El operador recibe a través de una ventanilla de entrada hojas de papel escritas en chino. El operador sigue al dedillo un libro de instrucciones que le indica el texto que debe escribir a partir del texto recibido. El operador desliza la hoja de papel con el texto resultante por la ventanilla de salida, y se repite el proceso.
Fuera de la habitación hay una persona, el «juez» (que podríamos llamar también el «intérprete») que, Searle da por supuesto, está convencida de que está conversando con otra persona china dentro de la habitación. Sin embargo, la persona dentro de la habitación no entiende chino, sólo produce símbolos a partir de símbolos, según le indican las instrucciones del libro.
John_Searle_cortoSearle establece la siguiente analogía: una computadora es como el operador dentro de la habitación. Sigue un libro de instrucciones, un programa. No entiende el significado de los símbolos. Solamente manipula sintaxis. Por lo tanto, la manipulación sintáctica de símbolos no es suficiente para explicar el entendimiento del significado de los mismos. Más llanamente: si una computadora pasa el Test de Turing de chino, no tiene por qué saber realmente de lo que está hablando.
Antes de continuar es preciso aclarar algunos aspectos importantes:
En su argumento, Searle usa la palabra «semántica» en vez de «entendimiento». También dice que las mentes humanas «tienen semántica» y «contenidos mentales», que los cerebros tienen «poderes causales», etc. No estoy interesado en esa terminología. Entiendo que Searle la usa de forma intuitiva, y por tanto yo también deseo usar «entendimiento» de forma intuitiva. Ciertamente sería idóneo poseer un significado preciso de «entendimiento». La cuestión es si la manipulación de símbolos sintáctica es suficiente como significado de dicha palabra. Al introducir su terminología Searle está intentando dar una explicación alternativa pero insatisfactoria al entendimiento.
El problema de los argumentos ideales es que introducen ruido, oportunidades para debates interminables sobre terminología, sobre las inexactitudes inconsecuentes, o sobre las particularidades del escenario. ¿Es el libro de instrucciones una metáfora adecuada de un programa? ¿Cómo puede elegirse una única respuesta de entre las infinitas posibles? ¿Cómo hace el operador para encontrar la respuesta? ¿Qué significa «significado»? ¿Son «semántica» y «significado» la misa idea? En esta entrada no ahondaré en estos aspectos que, como veremos, son irrelevantes.
Hay una objeción biológica al argumento de Searle que atribuye importancia al medio en el que se forman los símbolos. Pero el medio es irrelevante. Los símbolos pueden ser garabatos en papel, caldos moleculares, patrones de bits en la memoria de una computadora, etc. Se trata de una noción de símbolo bastante concreta: algo que el juez es capaz de interpretar como chino.
Hay una objeción de sistemas mucho más interesante que dice que el operador no entiende chino porque el entendimiento ocurre en el libro, o más precisamente, en la ejecución de las reglas del libro por el operador. La respuesta de Searle a esta objeción es decepcionante: «aunque el operador memorice el contenido del libro, sigue sin entender chino». Ciertamente, pero esa no es la cuestión. Los programas se almacenan en las memorias de las computadoras. La cuestión es si el programa (en ejecución) entiende chino. Las computadoras son diseñadas para ejecutar programas, una tarea que no requiere entendimiento de chino, más bien (y afortunadamente) no requiere entendimiento de nada. Técnicamente, la computadora es un actor irrelevante. (La idea de Sistema Formal Automático [2], un sistema formal de reglas que ejecuta las reglas por sí mismo y está construido en soporte físico, es quizás un concepto más preciso.) Podemos decir, por extensión o analogía, que una computadora entiende chino, pero lo que realmente decimos es que la computadora ejecuta un programa que entiende chino. Basta con que Searle responda a esta objeción diciendo que la ejecución de reglas por el operador sigue sin explicar el entendimiento del chino.
Curiosamente ambas respuestas presuponen que el intérprete es convencido. Pero la afirmación «si un programa convence a un juez de que entiende chino entonces debemos concluir que entiende chino» es una implicación. La premisa no ha sido realizada. Además, el entendimiento no tiene que ser una consecuencia inexorable de un comportamiento adecuado. Basten como contraejemplo los innumerables trabajos en Inteligencia Artifical «suave» (soft AI). Muchos propietarios del perrito robot AIBO de Sony le atribuyen capacidades que los fabricantes niegan categoricamente. Existen programas que realizan tareas mejor que los humanos pero que no entienden dichas tareas.
He aquí una versión más sencilla del argumento de la Habitación China:
Una calculadora no entiende el concepto de suma.
Calculadora-chinaSegún la objeción de sistemas, el entendimiento de la suma se encuentra en las reglas de la suma. La calculadora pasa de sobra el Test de Turing Aritmético, convence al juez de que entiende el concepto de suma, pues sabe sumar. Searle nos dice que el entendimiento no se encuentra en las reglas de la suma. Sólo son reglas que permiten a la calculadora comportarse como si las entendiera.
Algo parece faltar en las reglas de la suma y en las hipotéticas reglas del arte de conversar en chino. Si bien la escala es diferente, ambas se construyen utilizando las mismas piezas de acuerdo a la Tesis Church-Turing.
Dejando a un lado el factor importante de la decibilidad y la computabilidad, cualquier programador sabe que sus programas no entienden lo que hacen. Una cosa es atribuir entendimiento a los programas como convencíon de lenguaje: «el programa elige una frase», etc. Otra diferente es reducir el entendimiento a la ejecución del programa: «elegir una frase es ejecutar el programa de elección de frases».
Para entender el entendimiento debemos mirar dentro de la habitación. No basta con atribuciones operacionales. No debería ser necesario justificar ésto invocando un super-libro de reglas de chino. Eso es ciencia ficción. Como no entendemos cómo se puede tener entendimiento en un mundo sintáctico, decidimos que la sintaxis es todo lo que hay. Como los conductistas que afirman que sólo existe el comportamiento. La Teoría Computacional de la Mente parece razonable. Entender chino debe explicarse según el funcionamiento del cerebro, donde observamos procesos electro-químicos, organizaciones celulares, y diferentes niveles de abstracción. El cerebro se parece a una computadora. Se «parece». ¿Pero cómo se explica el entendimiento? ¿Y la conciencia?
A pesar de lo que se venda, nadie sabe cómo. La Teoría Computacional de la Mente no es una teoría. Es una hipótesis. Razonable, con evidencia favorable, pero hipótesis.
Existen programas capaces de derrotar a grandes maestros en el ajedrez. Esto no significa que el cerebro de un gran maestro cuando juega al ajedrez es uno de esos programas. Lo llamativo es que el gran maestro puede competir con uno de esos programas, utilizando la misma «máquina» que utiliza para lavarse los dientes. Es razonable suponer una analogía entre la máquina del gran maestro y el programa. Pero también es una duda razonable que quizás no se trata de un problema de escala y que hay muchos factores que todavía se nos escapan. (Esta falta de conocimiento no justifica las otras cajas negras causales como el alma, que carecen de mucha más evidencia favorable.)
Turing fue práctico: podemos utilizar un test operacional para atribuir X a una máquina, pues ahora mismo no sabemos cómo atribuir X de otra forma que operacionalmente. Searle nos recuerda que una atribución basada en un test operacional es sólo una atribución, no una caracterización. John tiene razón que para entender X debemos mirar dentro de la habitación.
Pablo Nogueira es profesor ayudante doctor de la Universidad Politécnica de Madrid
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[1] Searle, J. (1980). Mind, brains and programs, Behavioural and Brain Sciences 3, pp. 417-424.
[2] Haugueland, J. (1985). Artificial Intelligence: The Very Idea. MIT Press.






Robots y seres humanos: Los vínculos se estrechan

Por: Año Turing | 22 de mayo de 2013

CARME TORRAS


En el marco del IEEE Conference on Robotics and Automation (ICRA'13) celebrado del 6 al 10 de mayo en Karlsruhe tuvieron lugar tres foros abiertos al público general, dedicados a la industria, la ciudadanía y la ciencia, respectivamente. Este último, organizado por los Profs. Yoshihiko Nakamura y Giulio Sandini, estuvo centrado en la confluencia de la Robótica con las Humanidades. 

En la presentación del evento, el Prof. Sandini hizo una breve referencia a la celebración del año Turing y al test tratado previamente en diversas entradas de este blog: 8-11-2012, 6-12-2012, 13-12-2012, 24-1-2013. Habida cuenta del contexto,  planteó una adaptación del test de  Test de Turing y robotsTuring a la robótica, en donde se trataría de decidir si dentro de un robot humanoide hay una persona manejándolo o no. Véase la foto adjunta, en cuyo pie se lee “Sistemas que pueden pasar el test de Turing basado en comportamientos” (en lugar de basado en textos escritos, como en el test original), y la mujer piensa “Hay un hombre dentro!”. Ello va en la línea de las investigaciones recientes que resaltan que la verdadera inteligencia ha de ser corpórea, encarnada (“embodied”).

Los dos ponentes siguientes, Profs. W. McCarty y Y. Kasai, rastrearon los orígenes del efecto “uncanny valley” en la filosofía griega y en la teoría psicoanalítica. Se refiere dicho efecto a la respuesta emocional de un humano frente a un robot, que es más positiva y empática cuanto más antropomórfico es el robot, hasta que se llega a un punto de gran parecido pero comportamiento inquietante,  Robot Wall-eque provoca de repente una fuerte repugnancia.

Es más fácil empatizar con el robot WALL-E que con un androide de rostro casi humano, que resulta inquietante y provoca cierta repugnancia.

A continuación, el cineasta G. Cimini, fundador de Wonder Room Productions, habló sobre tres arquetipos de robot que aparecen en el cine de ciencia-ficción: el positivo (helper), el negativo (evil) y el que responde a la máxima “yo no soy malo, pero ellos me han arrastrado a serlo”. Después de dirigir la película “La città nel cielo”, está actualmente rodando “The nostalgist”, basada en un relato de D.H. Wilson, autor del bestseller “Robocalipsis”. Aquí puede verse un sugerente tráiler, así como la campaña de crowdsourcing iniciada recientemente.

El conocido dramaturgo y actor Marcel·lí Antúnez presentó un resumen de su trayectoria desde sus inicios como fundador de la compañía La Fura dels Baus hasta la actualidad. Al final realizó una breve performance vistiendo un exoesqueleto que le permite controlar diversos elementos del escenario. Mostró asimismo imágenes de una cabeza artificial articulada, que es una réplica de la suya, y otro exoesqueleto mediante el cual el público puede telecomandarle como si se tratara de un robot de telepresencia.
El fórum concluyó con una mesa redonda, en donde el representante de la Comisión Europea O. Da Costa dio a conocer la iniciativa Futurium, una plataforma a la que cualquier persona puede contribuir su visión del futuro, y una presentación por mi parte de los retos que puede plantearnos la creciente interacción con robots en un futuro próximo. Dada la capacidad de la ciencia-ficción para anticipar posibles escenarios, me centré en las estrechas relaciones entre humanos y robots ejemplificadas en tres películas. 

“Robot and Frank” narra la historia de un anciano a quien su hijo regala un robot para que cuide de él cuando su memoria empieza a deteriorarse. Merece destacarse que el robot actúa de forma bastante verosímil ateniéndose casi siempre al comportamiento que le ha sido programado. 

”Eva” trata de las difíciles relaciones de un robot con los investigadores que le han dado vida. En lugar de abordar el conflicto desde la perspectiva del robot, como en el caso de “Inteligencia Artificial” de S. Spielberg, aquí se narra desde la perspectiva de la pareja humana.

Por último, “Surrogates” parte de la noticia de que el profesor Ishiguro ha construido una réplica de sí mismo para, a continuación, mostrar una sociedad futura en que las personas permanecen en sus casas conectadas a sensores y actuadores mediante los cuales controlan sus respectivos robots de telepresencia. Se justifica porque así los humanos mantienen sus puestos de trabajo sin exponerse a posibles accidentes o enfermedades, y es llevado al extremo de que incluso las relaciones personales se vehiculan a través de las réplicas que además tienen la ventaja de poder ser múltiples y con apariencias diversas.Tres películas, en mi opinión, muy recomendables.
El subsiguiente debate giró en torno a la posibilidad de predecir la evolución tecnológica y sus efectos sobre la sociedad, así como el gran papel que ha jugado y puede continuar jugando la ciencia-ficción en  ¿Evolución hipotética?la anticipación de futuros posibles, deseables (utopías) o a evitar (ucronías).
Después de un animado debate con interesantes intervenciones por parte del público, los Profs. Nakamura y Sandini cerraron la mesa redonda expresando su firme voluntad de dar continuidad a este encuentro de la Robótica con las Humanidades, que propicia la inspiración mutua del trabajo académico y la ficción.
Carme Torras es profesora de investigación del CSIC. También es autora de la novela “La mutación sentimental” (Editorial Milenio, 2012), en la confluencia de la investigación robótica y la ciencia-ficción.







La huella europea en el desarrollo de las primeras máquinas de calcular y computadores

Por: Año Turing | 25 de abril de 2013

De Blaise Pascal a Maurice Wilkes

ALBERTO PRIETO ESPINOSA

En la conmemoración del centenario del nacimiento de Alan Turing, muy merecidamente se han destacado las dotes de este extraordinario personaje. Me mueve a escribir estas líneas pensar que muchas personas erróneamente crean que la contribución europea al desarrollo de las primeras máquinas de calcular y computadores se circunscribe al loable trabajo de Turing; cuando ha habido otros pioneros, algunos coetáneos a él, que también destacaron por su inteligencia e imaginación en este campo. Voy a referirme básicamente a aspectos de ingeniería, a máquinas en sí, no a aspectos teóricos.
La historia reconoce que las primeras máquinas de calcular, basadas fundamentalmente en ruedas dentadas y engranajes, fueron desarrolladas en Europa, destacando las siguientes contribuciones:
Blaise Pascal (1624) ideó y construyó la primera calculadora mecánica para sumar y restar (Pascalina). La desarrolló para ayudar a su padre que era recaudador de impuestos de la alta Normandia, nombrado por el cardenal Richelieu.
Gottfried W. Leibnitz (Leipzig) en 1671 concluyó una máquina que, Aritmómetromediante el uso de cilindros escalonados, incluía por primera vez el producto y la división
Charles Xavier Thomas de Colmar (Francia) patentó  el 18 de noviembre de 1820 el Aritmómetro, que fue la primera calculadora de sobremesa capaz de realizar las cuatro operaciones básicas de forma sencilla y sin errores con resultados de hasta 12 cifras.
Mención aparte merece Charles Babbage que ideó en 1837 su Máquina Analítica, e introdujo conceptos fundamentales como:

Máquina Analítica

La definición de una estructura funcional para las máquinas de calcular: almacén (lo que hoy denominamos “memoria”), taller (en la actualidad “unidad aritmético-lógica”), y unidades de entrada y salida.
La noción de programabilidad de la máquina, por medio del encadenamiento automático de secuencias por medios mecánicos.

Brunsviga

En 1982 la empresa alemana GNC (Grimme, Natalis & Co.) diseña la calculadora mecánica de sobremesa “dupla” Brunsviga, siendo de las más utilizadas en el mundo desde 1885 hasta la década de los 1950. En 1955 la empresa ocupaba a más de mil personas y hasta 1957 se fabricaron más de 500.000 de esas máquinas en varios modelos.

El Ajedrecista

Dentro de los sistemas mecánicos de cálculo que se concibieron en aquella época conviene hacer referencia a la contribución del español Leonardo Torres Quevedo (1852-1936). En la línea de Babbage trabajó en la construcción de máquinas automáticas de cálculo analógico, siendo celebre su estudio sobre “máquinas algebraicas” que presentó en las academias de ciencias española (1893) y francesa (1900). En la Feria Mundial de Paris de 1914 presentó una máquina (El Ajedrecista) que jugaba automáticamente un final de rey y torre contra el rey de un oponente humano.  Siempre ganaba, pero no en un número mínimo de movimientos. El 6 de noviembre de 1915 en la revista Scientific American se citaba a este trabajo como "Torres and His Remarkable Automatic Device“.

Sin lugar a dudas dos de los europeos que más contribuyeron en el desarrollo de los primeros computadores fueron el alemán Konrad Zuse (1910-1995) y el inglés Maurice Wilkes (1913-2010). Zuse trabajó en la  Ford Motor Company y en la Henschel Aircraft Factory ubicadas en Berlin-Schönefeld. Su trabajo requería realizar muchos operaciones matemáticas a mano, lo que le llevó a proyectar sistemas automáticos de cálculo. Así, en  mayo de 1941 concluyó el Z3 que es considerado como el primer computador controlado por programa en funcionamiento. Este computador estaba proyectado para realizar cálculos aeronáuticos y no era de uso general, y utilizaba en su construcción relés de telefonía. Otro hecho notable es que era entre  Konrad Zuse4 y 5 veces más rápido que el computador Mark I, concluido 3 años más tarde por  Howard T. Aiken en la Universidad de Harvard  con la colaboración de IBM. De 1943 a 1945 definió un lenguaje de programación de alto nivel que denominó Plankalkül  (“Plan de Cálculo”). Posteriormente construyó el Z4 que se convirtió en 1950 en el primer computador comercializado del mundo (un año antes que el UNIVAC I en Estados Unidos).

Desde un  punto de vista conceptual, la contribución de Sir Maurice Wilkes (Universidad de Cambridge) a la   arquitectura de computadores fue fundamental. En el verano de 1946  Wilkes asiste a un curso de verano sobre computadores electrónicos  impartido por Mauchly y Eckert en la Moore School (Filadelfia). Estos investigadores acababan de concluir el ENIAC, que puede considerarse como el primer computador electrónico del mundo. Durante esta estancia cae en sus manos el documento First Draft of a Report on the EDVAC donde John von Neuman proponía la idea de introducir los programas en una memoria como si fuesen datos y junto a estos (programa almacenable en memoria). Literalmente en una noche “devora” este documento (no había por entonces fotocopiadoras) que tenía que devolver con premura.

A su vuelta a Cambridge concibe el EDSAC que construye en tres años y, se adelanta al EDVAC, ya que ejecuta su primer programa el 6 de mayo de 1949. El EDSAC es considerado el primer computador operativo de programa almacenado. Algunas aplicaciones del EDSAC fueron:
1950, resolución de ecuaciones diferenciales que modelan la frecuencia de generación de genes (primer uso del computador para resolver un problema en el campo de la biología)

EDSAC1951, obtención de un número primo de 79 dígitos.
1952, desarrollo del primer videojuego del mundo: el tres en raya (OXO). La salida gráfica se obtiene en una pantalla de un osciloscopio (CRT).
1960, recopilación de una serie de evidencias numéricas sobre las soluciones de las ecuaciones elípticas.

En 1951 Wilkes publica con David J. Wheeler y Stanley Gill el primer libro del mundo sobre programación de computadores “The preparation of programs for an electronic digital computer”. Personalmente opino que la contribución más notable a la arquitectura de computadores de Wilkes, que tuvo también lugar en 1951, fue el concepto de unidad de control microprogramada. Supuso una alternativa para el diseño de los computadores, y que para poner de manifiesto su ingenio paso a describir a continuación.
Una unidad de control tradicional o “cableada” (“hard-wired”) de un computador está constituida por componentes electrónicos interconectados (mediante cables o conductores) que generan las señales eléctricas de control para monitorizar el funcionamiento de los distintos elementos del sistema. Obviamente, un modelo de computador distinto a otro requiere de una unidad de control distinta con diferentes circuitos e interconexiones. La ejecución de una instrucción lleva consigo la generación por la unidad de control de una serie precisa y ordenada en el tiempo de señales de control binarias. Pues bien, la genial idea de Wilkes consiste en sustituir la unidad de control cableada por una memoria especializada (de control) que tenga almacenados los valores de las señales de control. El conjunto de valores de las señales de control correspondientes a la ejecución de una instrucción se denomina “microprograma”, diciéndose por ello que  estas unidades de control son microprogramadas.
Una unidad de control microprogramada es como si hubiese un computador de control dentro del  computador. Podemos pasar de un computador a otro sin más que cambiar los microprogramas almacenados en su memoria de control. Las ventajas que se obtienen son: facilidad de diseñar e implementar nuevos procesadores, posibilidad de que con una misma estructura hardware  se puedan emular distintas arquitecturas, facilidad de migración dentro de una serie de computadores, y computación reconfigurable. Hablando con rigor, cuando decimos que una persona debe de “cambiar el chip” deberíamos decir “debe de cambiar los microprogramas”, lo cual sería  mucho más sencillo de realizar.
El concepto de unidad de control microprogramada, ha sido ampliamente adoptado por la industria desde sus orígenes hasta la actualidad. Una gran parte de los procesadores de uso general actuales lo utilizan, así como sistemas más especializados como es el caso del co-procesador Reality de la Nintendo 64 o las unidades vectoriales VU0 and VU1 de la Sony PlayStation 2.
Maurice WilkesMe gustaría no concluir estas líneas sin relacionar la vida de Maurice Wilkes con la de Alan Turing. Los dos fueron coetáneos, es más, estudiaron un grado en matemáticas en la misma clase en la Universidad de Cambridge obteniendo exactamente las mismas calificaciones. Como confesó el propio Wilkes, posteriormente sus encuentros fueron ocasionales, eran plenamente cordiales aunque encontraba a Alan reservado en sus maneras, existiendo cierta rivalidad entre ellos. Turing fue un pionero de la computación teórica describiendo un computador sobre el papel, mientras que Wilkes construyó el primer computador operativo de programa almacenado del mundo y desarrolló conceptos de arquitectura y métodos de programación que aún hoy día se siguen utilizando. Otro contraste notable entre ellos: mientras Alan Turing vivió sólo 42 años (1954), Wilkes murió con 97 (2010). Curiosamente Maurice recibió el premio Alan Turing (considerado el Nobel de la Informática), en su segunda edición (1967).
En mi modesta opinión, el desarrollo de los computadores se ha producido, en gran medida, por la conjunción de: 1) la inventiva europea, 2) los medios y recursos de los Estados Unidos y 3) el poder de “asimilación y reproducción” asiático.
La Academia de Ciencias Matemáticas, Físico-Químicas y Naturales de Granada, en el centenario del nacimiento de Alan Turig organiza el ciclo de conferencias De Alan Turing a nuevos retos científicos europeos en procesamiento de la información, en la ciudad de Granada durante el mes de mayo. Más información puede encontrarse aquí.
Alberto Prieto Espinosa es catedrático de la Universidad de Granada.
Para las fotografías relacionadas con M. Wilkes, derechos de autor del Laboratorio de Informática de la Universidad de Cambridge. Reproducidas con permiso.













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