อะลัน ทัวริ่ง | บิดาแห่งวิทยาการคอมพิวเตอร์เชิงทฤษฎี

 

ใครเคยชมภาพยนตร์เรื่อง The Imitation Game หรือ ‘ถอดรหัสลับ อัจฉริยะพลิกโลก’ คงจะรู้ว่าในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 นั้น อะลัน ทัวริ่ง (Alan Turing) เป็นคนสำคัญที่ช่วยให้อังกฤษสามารถถอดรหัสข้อความลับของนาซีเยอรมันได้

ทว่า ผลงานของเขาที่ส่งผลกระทบในวงกว้างไม่ได้มีเฉพาะเรื่องถอดรหัสลับดังกล่าว แต่เป็นการวางรากฐานด้านทฤษฎีให้แก่วิทยาการคอมพิวเตอร์

อะลัน ทัวริ่ง เกิดเมื่อวันที่ 23 มิถุนายน ค.ศ.1912 ที่กรุงลอนดอน ประเทศอังกฤษ พ่อของเขาคือ จูเลียส แมธิสัน ทัวริ่ง เป็นเจ้าหน้าที่ของรัฐและถูกส่งไปประจำการที่อินเดียในช่วงที่เขายังเด็ก ส่วนแม่ก็เป็นลูกสาวของหัวหน้าวิศวกรที่ดูแลบริษัทมัทราสเรลเวยส์ (เมืองมัทราสต่อมาเปลี่ยนชื่อเป็นเจนไน) ดังนั้น ในวัยเด็ก เขาและพี่ชายชื่อจอห์นจึงถูกส่งไปอยู่กับคู่สามีภรรยาที่เกษียณแล้ว

ครูใหญ่ของโรงเรียนเซนต์ไมเคิลส์พูดถึงเขาในวัย 6-9 ปีว่า “…(ที่โรงเรียน) มีเด็กฉลาด มีเด็กขยัน แต่อะลันเป็นอัจฉริยะ”

เขายังแสดงนิสัยมุ่งมั่นให้เห็นในช่วงวัยรุ่น คือใน ค.ศ.1926 เมื่ออายุ 14 ปี เขาได้เข้าเรียนที่โรงเรียนเชอร์บอร์น โรงเรียนนี้อยู่ที่เมืองดอร์เซ็ตห่างจากเมืองเซาท์แธมป์ตันที่เขาอาศัยอยู่ถึง 97 กิโลเมตร แต่ปรากฏว่าในวันแรกของการเรียนอยู่ในช่วงการประท้วงทั่วไป ไม่มีรถบริการสาธารณะ

อะลันจึงตัดสินใจขี่จักรยานระยะทางเกือบร้อยกิโลเมตรไปเพียงคนเดียว โดยแวะค้างคืนที่โรงแรมแห่งหนึ่ง

 

ที่โรงเรียนเชอร์บอร์นนี้ เขามีเพื่อนซี้ชื่อ คริสโตเฟอร์ มอร์คอม (Christopher Morcom) ซึ่งคงเรียกได้ว่าเป็น “รักแรก” ของอะลัน เพราะเขาเป็นโฮโมเซ็กชวล

แต่อนิจจา…คริสโตเฟอร์อายุสั้น และเสียชีวิตในเดือนกุมภาพันธ์ ค.ศ.1930 เมื่ออายุเพียง 18 ปี

เหตุการณ์สะเทือนใจครั้งนั้นส่งผลกระทบต่ออะลันอย่างใหญ่หลวง เขาจัดการกับความโศกเศร้าโดยศึกษาวิทยาศาสตร์และคณิตศาสตร์ให้หนักขึ้น

ส่วนหนึ่งเป็นเพราะเขาชื่นชอบสองวิชานี้อยู่แล้ว

อีกส่วนหนึ่งเป็นเพราะเขาเคยศึกษาสองวิชานี้ร่วมกับคริสโตเฟอร์อย่างมีความสุข

นอกจากนี้ เขายังกลายเป็น atheist หรือคนที่ปฏิเสธการมีอยู่ของพระเจ้าอีกด้วย

อะลันศึกษาคณิตศาสตร์ที่คิงส์คอลเลจในมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ และได้รับปริญญาตรีใน ค.ศ.1935 เมื่อมีอายุได้ 22 ปี จากนั้นไปศึกษาต่อที่มหาวิทยาลัยพรินซ์ตันในสหรัฐอเมริกาใน ค.ศ.1936 โดยมีอะลอนโซ เชิร์ช เป็นอาจารย์ที่ปรึกษา

ใน ค.ศ.1936 นี้เองที่เขานำเสนอผลงานที่วางรากฐานเชิงทฤษฎีสำหรับวิทยาการคอมพิวเตอร์ ในบทความวิชาการชื่อ ‘On Computable Numbers and an Application to the Entscheidungsproblem (decision problem)’

เขาเสนอแนวคิดเกี่ยวกับเครื่องจักรคำนวณ ซึ่งต่อมาเรียกว่า เครื่องจักรทัวริ่งสากล (universal Turing machine)

เพื่อให้เข้าใจ ขอเล่าเกี่ยวกับเครื่องจักรทัวริ่ง (Turing machine) เล็กน้อย

 

เครื่องจักรทัวริ่งเป็นเครื่องจักรนามธรรม หรือแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่ใช้จัดการกับสัญลักษณ์ต่างๆ ที่เรียงอยู่ในช่องบนแถบเทป การจัดการนี้เป็นไปตามกฎเกณฑ์และเงื่อนไขที่ระบุไว้

พูดอีกอย่างคือ ใช้อัลกอริธึ่มจำเพาะหนึ่งๆ ในการคำนวณ เช่น บวก ลบ คูณ หาร หรือถอดรากที่สอง ฯลฯ อย่างใดอย่างหนึ่ง เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ต้องการ

ส่วนเครื่องจักรทัวริ่งสากล คือเครื่องจักรทัวริ่งที่สามารถจำลองเครื่องจักรทัวริ่งใดๆ รวมทั้งข้อมูลป้อนเข้าใดๆ ก็ได้ นั่นคือ เราสามารถตั้งโปรแกรมเครื่องจักรทัวริ่งสากลให้คำนวณได้ทุกอย่างเท่าที่เป็นไปได้ในเชิงทฤษฎี

นั่นคือ เครื่องจักรทัวริ่งสากล มีแนวคิดของอัลกอริธึ่มซึ่งเป็นหัวใจของการคำนวณที่อยู่เบื้องหลังการคำนวณของคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องที่เราใช้กันอยู่ในปัจจุบันนั่นเอง

ด้วยเหตุนี้แหละครับจึงถือกันว่า อะลัน ทัวริ่ง เป็น “บิดาแห่งวิทยาการคอมพิวเตอร์เชิงทฤษฎี”

เรื่องน่ารู้ก็คือ เครื่องจักรทัวริ่งเป็นผลพลอยได้อันวิเศษที่เกิดจากการที่อะลัน ทัวริ่ง พยายามตอบคำถามสำคัญข้อหนึ่งในทางคณิตศาสตร์

เรื่องก็คือ นักคณิตศาสตร์เกิดสงสัยว่าวิชาคณิตศาสตร์ศึกษาอะไรกันแน่?

อย่างวิชาฟิสิกส์ก็ศึกษาพฤติกรรมของวัตถุหรือระบบทางกายภาพ หรือวิชาชีววิทยาก็ศึกษาสิ่งมีชีวิต – แล้วคณิตศาสตร์ล่ะศึกษาอะไรกันแน่?

ย้อนกลับไปใน ค.ศ.1928 นักคณิตศาสตร์ชาวเยอรมันชื่อ ดาฟิด ฮิลแบร์ต (David Hilbert) นำคำถามที่เคยถามวงการคณิตศาสตร์กลับมาถามซ้ำ 3 คำถามย่อย ดังนี้ (1) คณิตศาสตร์สมบูรณ์ในตัวเองหรือไม่? (2) คณิตศาสตร์คงเส้นคงวาหรือไม่? และ (3) คณิตศาสตร์มีกระบวนการที่มีประสิทธิภาพที่ใช้ตัดสินว่าข้อความใดถูกหรือผิดหรือไม่?

ทั้งนี้ ฮิลแบร์ตเชื่อว่าคำตอบของคำถามทั้งสามข้อนี้คือ “ใช่” “ใช่” และ “ใช่” ทั้งหมด

ทว่า อีก 3 ปีต่อมา คือ ค.ศ.1931 คูร์ท เกอเดิล ก็แสดงข้อพิสูจน์เพื่อตอบคำถามข้อ (1) และ (2) ว่า “ไม่” และ “ไม่”

พอถึง ค.ศ.1936 ก็มีนักคณิตศาสตร์ถึง 3 คน คือ อะลอนโซ เชิร์ช, อะลัน ทัวริ่ง และเอมิลี โพสต์ ต่างคนต่างพิสูจน์ได้ว่าคำตอบของคำถามข้อ (3) ก็คือ “ไม่” ด้วยเช่นกัน

วิธีการของอะลอนโซ เชิร์ช เรียกว่า แลมบ์ดา แคลคูลัส (Lambda Calculus) ซึ่งซับซ้อนเข้าใจยาก ส่วนวิธีการที่อะลันคิดขึ้นคือการใช้เครื่องจักรทัวริ่งนั้นเรียบง่ายกว่ามาก

 

อะลัน ทัวริ่ง จบปริญญาเอกใน ค.ศ.1938 และได้ทำงานในหน่วยงานเกี่ยวกับการเข้ารหัสลับของอังกฤษอยู่พักหนึ่ง และเมื่ออังกฤษประกาศสงครามกับเยอรมนี คือเข้าร่วมสงครามโลกครั้งที่ 2 ในวันที่ 3 กันยายน ค.ศ.1939 เขาก็ถูกเรียกตัวไปรับใช้ชาติในวันรุ่งขึ้น

เขาทำงานร่วมกับคนที่ถูกเรียกตัวมาในเบล็ตช์ลีย์พาร์ก (Bletchley Park) ซึ่งขณะนั้นเรียกว่า Station X ภารกิจคือ ถอดรหัสข้อความของนาซีเยอรมัน เช่น ข้อความที่ส่งไปยังเรือดำน้ำอูเพื่อให้จมเรือของฝ่ายสัมพันธมิตร

ข้อความของฝ่ายเยอรมันถูกเข้ารหัสด้วยเครื่องอีนิกมา (ENIGMA) ดังนั้น อะลันและทีมงานจึงสร้างเครื่องบอมเบ (Bombe) มาช่วยย่นเวลาในการถอดรหัส และทำได้สำเร็จ (ในหนังเรื่อง The Imitation Game เรียกเครื่องนี้ว่า Christopher ตามชื่อเพื่อนซี้ของอะลัน)

นักประวัติศาสตร์บางท่านเชื่อว่าผลงานการถอดรหัสนี้มีส่วนสำคัญในการทำให้ฝ่ายสัมพันธมิตรชนะสงครามโลกครั้งที่ 2 เร็วขึ้นกว่า 2 ปี และช่วยป้องกันไม่ให้มีคนล้มตายราว 14 ล้านคน

เมื่อสงครามสิ้นสุดลง เขาได้รับพระราชทานเครื่องราชอิสริยาภรณ์ระดับชั้น OBE (Order of the British Empire) จากสมเด็จพระเจ้าจอร์จที่ 6

ในแวดวงปัญญาประดิษฐ์ ชื่อของเขายังปรากฏอยู่ใน Turing Test (การทดสอบทัวริ่ง) ซึ่งแต่เดิมใน ค.ศ.1950 นั้น อะลันเรียกว่า imitation game (ภาพยนตร์จึงได้นำคำนี้ไปใช้เป็นชื่อ)

สมมุติว่าคุณตั้งคำถามให้กับ ‘คอมพิวเตอร์’ และ ‘คน’ ซึ่งซ่อนอยู่หลังม่านไปเรื่อยๆ ทีละคำถาม แล้วรอคำตอบ หากคุณแยกไม่ออกว่าคำตอบไหนมาจากใคร ก็จะถือว่าคอมพิวเตอร์ฉลาดเทียบเท่ากับมนุษย์

 

ช่วงบั้นปลายชีวิตของเขาจบไม่สวยนัก เพราะใน ค.ศ.1952 ทัวริ่งถูกจับได้ว่าเป็นเกย์ ตำรวจจึงดำเนินคดีตามกฎหมายของอังกฤษในขณะนั้น เขามีทางเลือก 2 ทางคือ ติดคุก หรือรับการบำบัดโดยใช้ฮอร์โมน อะลันเลือกอย่างหลัง

วันที่ 7 มิถุนายน ค.ศ.1954 เขาเสียชีวิตอย่างปริศนาด้วยสารพิษไซยาไนด์ ใกล้ๆ เตียงมีผลแอปเปิลที่ถูกกัดไปแล้วครึ่งหนึ่งอยู่ด้วย

ใน ค.ศ.1967 อังกฤษประกาศยกเลิกกฎหมายต่อต้าน LGBTQ พอถึง ค.ศ.2009 มีคนกว่า 3 หมื่นคนลงนามเรียกร้องให้รัฐบาลอังกฤษออกแถลงการณ์ขอโทษต่ออะลัน ทัวริ่ง (และคนอื่นๆ ที่ต้องโทษ) จนทำให้พวกเขาต้องทนทุกข์เพียงเพราะเป็นเกย์

ใน ค.ศ.2017 อังกฤษประกาศใช้กฎหมายอะลัน ทัวริ่ง (Alan Turing Law) เพื่อยกเลิกความผิดฐานเป็นชายรักชาย และลบชื่อผู้ต้องโทษทั้งหมดออกจากประวัติอาชญากรรม

ทั้งหมดนี้คือเรื่องราวโดยย่อเกี่ยวกับอะลัน ทัวริ่ง ผู้ซึ่งมีคุณูปการต่อสังคมโลกในด้านต่างๆ ทั้งในขณะที่มีชีวิตอยู่และล่วงลับไปแล้วครับ •

 

ใต้ภาพ

อะลัน ทัวริ่ง ในวัย 16 ปี

ที่มาของภาพ > https://en.wikipedia.org/wiki/Alan_Turing

 

Pioneering Minds | บัญชา ธนบุญสมบัติ

https://www.facebook.com/buncha2509

สะดวก ฉับไว คุ้มค่า สมัครสมาชิกนิตยสารมติชนสุดสัปดาห์ได้ที่นี่https://t.co/KYFMEpsHWj

— MatichonWeekly มติชนสุดสัปดาห์ (@matichonweekly) July 27, 2022