แอลัน ทัวริง อัจฉริยะพลิกโลก ผู้เป็น “บิดาแห่งวิทยาการคอมพิวเตอร์”

แอลัน ทัวริง (Alan Turing) เป็นนักคณิตศาสตร์และนักถอดรหัสลับที่มีผลงานโดดเด่นมาก เขาเป็นผู้คิดค้น Universal Turing Machine ที่เป็นต้นแบบของเครื่องคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ซึ่งทำงานด้วยโปรแกรมหรืออัลกอริทึม และยังเป็นผู้บุกเบิกเกี่ยวกับปัญญาประดิษฐ์ ระหว่างสงครามโลกครั้งที่สองเขาได้สร้างผลงานสำคัญคือถอดรหัสลับของกองทัพนาซีได้สำเร็จ ทำให้ฝ่ายสัมพันธมิตรชนะสงครามเร็วขึ้นและช่วยให้ผู้คนรอดพ้นการเสียชีวิตจากสงครามหลายล้านคน แต่เขาเป็นเกย์หรือชายรักชายซึ่งยังไม่เป็นที่ยอมรับในขณะนั้น เมื่อถูกจับได้เขาจึงถูกลงโทษจนสูญเสียความเป็นตัวตน และเขาได้จบชีวิตตัวเองไปอย่างน่าเศร้า

 
นักคณิตศาสตร์เกียรตินิยมอันดับหนึ่ง

alan-turing-02

แอลัน ทัวริง เป็นชาวอังกฤษ เกิดเมื่อปี 1912 ที่กรุงลอนดอน พ่อเป็นข้าราชการพลเรือนประจำอยู่ที่อินเดีย ในช่วงวัยเด็กทัวริงกับพี่ชายต้องอาศัยอยู่กับครอบครัวของเพื่อนพ่อเนื่องจากพ่อกับแม่ไปอยู่ที่อินเดีย ทัวริงฉายแววความเป็นอัจฉริยะด้านคณิตศาสตร์อย่างชัดเจนในช่วงที่เรียนชั้นมัธยมที่เมือง Sherborne เขาแก้โจทย์คณิตศาสตร์ยากๆได้โดยใช้วิธีของตัวเองนอกตำราเรียนหรือวิธีที่ครูสอน จึงไม่แปลกที่เขาคว้ารางวัลการแข่งขันวิชาคณิตศาสตร์ของโรงเรียนเป็นประจำ ทัวริงเรียนรู้ในระดับที่สูงกว่าสิ่งที่กำลังสอนในโรงเรียนมาก เขาศึกษาคณิตศาสตร์เชิงลึกด้วยตัวเองโดยที่คุณครูอาจไม่รู้ เขาไปไกลถึงขั้นอ่านบทความเกี่ยวกับทฤษฎีสัมพัทธภาพของ Albert Einstein รวมทั้งศึกษากลศาสตร์ควอนตัมแล้วด้วย

ปี 1928 ทัวริงในวัย 16 ปีสนิทกับ Christopher Morcom เพื่อนชายรุ่นพี่ปีหนึ่งที่โรงเรียนเดียวกันมาก พวกเขาแชร์ความคิดและไอเดียด้านวิทยาศาสตร์ด้วยกัน ความสัมพันธ์ของทั้งคู่เริ่มแน่นแฟ้นขึ้นเป็นลำดับจนความรู้สึกของทัวริงที่มีต่อ Morcom เริ่มจะเกินเพื่อน แต่ในปี 1930 Morcom ป่วยหนักและเสียชีวิตซึ่งทำให้ทัวริงเสียใจมาก แต่ในอีกด้านหนึ่งกลับเป็นแรงผลักดันให้เขาทุ่มเทศึกษาด้านวิทยาศาสตร์มากยิ่งขึ้น ทัวริงเข้าเรียนต่อระดับปริญญาตรีที่วิทยาลัย King’s College ในมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ เขาเรียนจบสาขาคณิตศาสตร์ด้วยเกียรตินิยมอันดับหนึ่งในปี 1934 และจากวิทยานิพนธ์ซึ่งเขาได้ทำการพิสูจน์ทฤษฎีแนวโน้มเข้าสู่ศูนย์กลาง (Central Limit Theorem) ทำให้เขาได้รับเลือกเป็นนักวิจัยของมหาวิทยาลัยในปี 1935 ทั้งๆที่เพิ่งเรียนจบแค่ปริญญาตรี และในปีถัดมาเขาได้รับรางวัล Smith’s Prize ในฐานะนักวิจัยดีเด่นประจำปีของมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์

 
คิดค้นต้นแบบเครื่องคอมพิวเตอร์

alan-turing-03

ปี 1936 ทัวริงได้ตีพิมพ์บทความชื่อ “On Computable Numbers, with an Application to the Entscheidungsproblem” ที่ต่อมาถูกเรียกว่า “เอกสารสถาปนายุคคอมพิวเตอร์” ในบทความนี้เขาได้เสนอว่าเราสามารถสร้างเครื่องจักรที่สามารถคำนวณปัญหาคณิตศาสตร์ทุกอย่างได้หากปัญหานั้นสามารถแสดงขั้นตอนวิธี (algorithm) ในการคำนวณได้ เครื่องจักรในความคิดของทัวริงซึ่งถูกเรียกว่า Universal Turing Machine สามารถจัดการกับปัญหาได้ด้วยการรันคำสั่งหรือขั้นตอนวิธีคำนวณที่ถูกจัดเก็บไว้ในหน่วยความจำของเครื่อง แนวคิดของทัวริงในเรื่องนี้ได้กลายเป็นพื้นฐานสำคัญและเป็นต้นแบบที่ถูกนำไปพัฒนาต่อจนกลายเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่สามารถโปรแกรมได้และสามารถคำนวณปัญหาคณิตศาสตร์ทุกอย่างได้จริง

หลังเสร็จงานสำคัญชิ้นนี้แล้วทัวริงได้ไปเรียนต่อระดับปริญญาเอกที่มหาวิทยาลัยพรินซ์ตันที่ประเทศสหรัฐอเมริกาภายใต้การดูแลของ Alonzo Church นักคณิตศาสตร์ชาวอเมริกาผู้ซึ่งตีพิมพ์บทความที่มีเนื้อหาการพิสูจน์ทางคณิตศาสตร์คล้ายกับในบทความ On Computable Numbers ของทัวริงแต่มีวิธีการที่แตกต่างกันมากก่อนหน้าการตีพิมพ์ของทัวริงเล็กน้อย นอกเหนือจากคณิตศาสตร์แล้วทัวริงยังเรียนวิชาเข้ารหัสลับ (Cryptology) เพิ่มเติมด้วย หลังจากที่เขาสำเร็จปริญญาเอกในปี 1938 John von Neumann นักคณิตศาสตร์ชาวฮังการี-อเมริกันผู้มีบทบาทสำคัญต่อการกำเนิดของเครื่องคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ต้องการให้เขาทำงานที่มหาวิทยาลัยพรินซ์ตันต่อไปในตำแหน่งนักวิจัยผู้ช่วยของเขา แต่ทัวริงต้องการกลับไปทำงานที่อังกฤษมากกว่า

 
นักถอดรหัสลับวีรบุรุษสงครามโลก

alan-turing-04

หลังจากทัวริงกลับมาทำงานที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ได้ไม่นานก็เกิดสงครามโลกครั้งที่ 2 รัฐบาลอังกฤษได้ระดมคนเก่งๆจากหลายสาขาให้มาช่วยกันคิดหาวิธีถอดรหัสลับที่ฝ่ายเยอรมันใช้ในการสื่อสารภายในกองทัพเพื่อจะได้รู้ความเคลื่อนไหวและแผนยุทธการของกองทัพนาซีอันจะนำมาซึ่งแผนป้องกันและหาวิธีเอาชนะฝ่ายตรงข้ามได้ ทัวริงถูกเรียกตัวเข้าร่วมในโครงการนี้ด้วยเนื่องจากเขาเป็นนักคณิตศาสตร์รุ่นใหม่ที่โดดเด่นและมีความรู้ด้านวิทยาการเข้ารหัสลับเป็นอย่างดี แต่งานนี้ถือยากมากๆเพราะทางฝ่ายเยอรมันสร้างรหัสลับด้วยเครื่องเข้ารหัสที่ชื่อ Enigma ซึ่งสร้างรหัสข้อความด้วยความสลับซับซ้อนสูงแต่ละคำอาจเรียงสับเปลี่ยนได้มากถึง 159 ล้านล้านล้านแบบ แต่นี่คือความท้าทายที่ทัวริงชอบและต้องการเอาชนะให้ได้

ทัวริงศึกษาข้อมูลการสร้างรหัสลับของเครื่อง Enigma อยู่ระยะหนึ่งจากนั้นได้ออกแบบเครื่องถอดรหัสที่ชื่อ Bombe ในปี 1939 มันถูกสร้างขึ้นและนำไปใช้งานในกองทัพอังกฤษและสหรัฐอเมริกา เครื่องถอดรหัส Bombe จากแนวคิดและการออกแบบของทัวริงที่ผ่านการปรับปรุงหลายครั้งสามารถถอดรหัสลับของฝ่ายนาซีได้สำเร็จ จนในที่สุดฝ่ายสัมพันธมิตรที่ได้เปรียบจากการมีเครื่อง Bombe ก็สามารถเอาชนะฝ่ายเยอรมันได้ในปี 1945 มีผู้ประเมินว่าผลงานของทัวริงที่สามารถถอดรหัสลับของฝ่ายเยอรมันได้สำเร็จนี้มีส่วนช่วยให้สงครามโลกสิ้นสุดเร็วขึ้น 2 – 3 ปี และช่วยให้ผู้คนรอดพ้นการเสียชีวิตจากสงครามหลายล้านคน ถือเป็นความสำเร็จอันยิ่งใหญ่อย่างหนึ่งในชีวิตของทัวริง กษัตริย์ของอังกฤษ George VI ได้มอบเครื่องราชอิสริยาภรณ์ OBE ให้กับทัวริงในปี 1946 สำหรับการสร้างผลงานในครั้งนี้ แต่เขาเป็นวีรบุรุษสงครามที่คนทั่วไปไม่รู้จักเพราะสิ่งที่เขาทำเป็นความลับสุดยอดมิอาจเปิดเผยได้

 
วางพื้นฐานของปัญญาประดิษฐ์ (AI)

alan-turing-05

หลังสิ้นสุดสงครามโลกครั้งที่ 2 ทัวริงทำงานอยู่ที่ห้องปฏิบัติการ National Physical Laboratory (NPL) เขาทำการออกแบบเครื่องคอมพิวเตอร์ที่เรียกว่า ACE (Automatic Computing Engine) งานของเขาสำเร็จในปี 1946 ซึ่งเป็นการออกแบบรายละเอียดของเครื่องคอมพิวเตอร์ที่โปรแกรมได้เป็นครั้งแรกของโลก แต่เนื่องจากการอนุมัติโครงการนี้ล่าช้าดังนั้นกว่าที่เครื่อง ACE ตัวแรกจะได้ลงมือสร้างจริงทัวริงได้กลับไปทำงานที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์แล้ว ขณะที่โลกกำลังกระตือรือร้นกับการสร้างเครื่องคอมพิวเตอร์รุ่นแรกๆกัน ทัวริงกลับก้าวหน้าไปไกลกว่ามากเพราะเขาเริ่มคิดเกี่ยวกับเครื่องจักรที่ฉลาดเท่าเทียมมนุษย์หรือปัญญาประดิษฐ์ (AI) แล้ว ปี 1948 ทัวริงไปทำงานที่มหาวิทยาลัยวิกตอเรียแห่งแมนเชสเตอร์เป็นคนเขียนโปรแกรมให้กับเครื่องคอมพิวเตอร์ Manchester Mark 1 ที่ถูกพัฒนาขึ้นที่นี่ พร้อมกันนั้นเขาก็ได้เริ่มต้นพัฒนาการเรียนรู้ด้วยตัวเองของเครื่องจักร (Machine Learning)

ทัวริงกับ D.G. Champernowne เพื่อนเก่าสมัยเรียนที่ King’s College ได้ช่วยกันเขียนโปรแกรมเล่นหมากรุกตัวแรกของโลกที่ชื่อ Turochamp แต่ตัวโปรแกรมมีความซับซ้อนมากจนเกินขีดความสามารถที่เครื่องคอมพิวเตอร์รุ่นแรกๆจะสามารถรันได้ ทัวริงจึงต้องทดสอบโปรแกรมแบบแมนนวลโดยทำตามขั้นตอนวิธีของโปรแกรมทีละสเต็ป การเดินหมากแต่ละตาต้องใช้เวลาราวครึ่งชั่วโมง และสุดท้ายโปรแกรมนี้ก็ไม่ได้ถูกพัฒนาจนเสร็จสมบูรณ์ ปี 1950 ทัวริงได้ตีพิมพ์บทความที่เป็นพื้นฐานสำคัญของปัญญาประดิษฐ์คือบทความชื่อ Computing Machinery and Intelligence ในบทความนี้ทัวริงได้พิจารณาถึงคำถามที่ว่า “เครื่องจักรคิดเองได้หรือไม่” พร้อมกับเสนอวิธีทดสอบว่าเครื่องจักรหรือเครื่องคอมพิวเตอร์ตัวไหนมีขีดความสามารถถึงขั้นที่เรียกว่า “ฉลาด” เขาเรียกการทดสอบนี้ว่า Imitation Game แต่ปัจจุบันเรียกกันว่า Turing test ซึ่งถูกนำมาใช้งานโดยตลอดจนถึงปัจจุบัน

 
เรื่องเศร้าของอัจฉริยะรักร่วมเพศ

alan-turing-06

ทัวริงรู้ว่าตัวเองเป็นเกย์มาตั้งแต่เกิดความรู้สึกพิเศษต่อ Christopher Morcom สมัยเรียนชั้นมัธยมแล้วซึ่งครั้งนั้นอาจเรียกว่าเป็น “รักแรก” ของเขา แต่เขาก็เกือบแต่งงานกับ Joan Clarke นักถอดรหัสลับสาวชาวอังกฤษที่ทำงานด้วยกันในโครงการถอดรหัสลับนาซี ทัวริงขอเธอแต่งงานในปี 1941 แต่เขาไม่อาจฝืนความรู้สึกที่แท้จริงจนต้องเปิดเผยความจริงต่อคู่หมั้นและตัดสินใจล้มเลิกการแต่งงาน ความเป็นเกย์ของทัวริงเป็นที่รู้กันเฉพาะคนใกล้ชิดเนื่องจากตอนนั้นยังเป็นเรื่องผิดกฎหมายของประเทศอังกฤษ ตั้งแต่ปี 1951 ทัวริงหันมาศึกษาเกี่ยวกับคณิตศาสตร์ชีววิทยา (Mathematical biology) เขาสนใจในเรื่อง Morphogenesis ซึ่งเป็นกระบวนการทางชีววิทยาในการพัฒนารูปร่างและลักษณะของสิ่งมีชีวิต เขาตีพิมพ์บทความสำคัญเกี่ยวกับเรื่องนี้ชื่อ The Chemical Basis of Morphogenesis ในปี 1952 และช่วงเวลาเดียวกันนั่นเองความเป็นเกย์ของทัวริงก็ถูกเปิดเผยต่อสาธารณะ

บ้านของทัวริงถูกโจรเข้าไปขโมยของ เด็กหนุ่มคู่ขา Arnold Murray ที่เพิ่งคบกันบอกว่ารู้จักหัวขโมยคนนี้ดีทัวริงจึงไปแจ้งความ แต่ในระหว่างการสอบสวนความสัมพันธ์ของเขากับเด็กหนุ่มได้ถูกเปิดเผยออกมา ทัวริงถูกตั้งข้อหาทำ “อนาจารอย่างร้ายแรง” และถูกศาลตัดสินว่ามีความผิด การลงโทษให้เลือกระหว่างการจำคุกหรือการคุมประพฤติทางเพศโดยการฉีดฮอร์โมนซึ่งเขาเลือกอย่างหลัง ทัวริงได้รับการฉีดฮอร์โมนเอสโตรเจนเป็นเวลา 1 ปี ผลของมันคือทำให้เขาหมดสมรรถภาพทางเพศและหน้าอกโตขึ้น นอกจากนี้เขายังถูกห้ามทำงานด้านการถอดรหัสลับที่สำนักข่าวกรองแห่งชาติด้วย แม้ว่าทัวริงยังคงทำงานด้านวิชาการต่อไปแต่ชีวิตเขาไม่เหมือนเดิมอีกแล้ว ปี 1954 ทัวริงในวัย 41 ปีถูกพบว่าเสียชีวิตด้วยพิษของไซยาไนด์ มีแอปเปิลที่ถูกกัดกินไปครึ่งหนึ่งตกอยู่ข้างร่างของเขา เชื่อกันว่าเขาฆ่าตัวตายโดยกินแอปเปิลมีพิษแบบเดียวกับสโนว์ไวต์ซึ่งเป็นความประทับใจในวัยเด็ก แต่ครอบครัวของเขายืนยันว่ามันเป็นอุบัติเหตุ

 
บิดาแห่งวิทยาการคอมพิวเตอร์

alan-turing-07

ทัวริงเป็นอัจริยะอีกคนหนึ่งที่ต้องจากโลกไปก่อนวัยอันควร เขายิ่งโชคร้ายเพราะมีชีวิตอยู่ในช่วงที่คนรักร่วมเพศยังไม่เป็นที่ยอมรับทำให้เขาต้องจบชีวิตไปอย่างน่าเศร้าใจ หลังจากทัวริงเสียชีวิตไปหลายสิบปีเบื้องหลังความสำเร็จในการถอดรหัสลับของกองทัพนาซีถูกเปิดเผยออกสู่สาธารณชนมากขึ้น วีรบุรุษสงครามที่อยู่แต่ในเงามืดอย่างทัวริงจึงเริ่มเป็นที่รู้จักในวงกว้าง ขณะเดียวกันกลุ่มคนที่มีความหลากหลายทางเพศได้รับการยอมรับและเปิดกว้างมากขึ้น การลงโทษทัวริงเมื่อหลายสิบปีก่อนจึงถูกพิจารณาว่าเป็นสิ่งไม่ถูกต้อง ปี 2009 นายกรัฐมนตรี Gordon Brown ได้ออกแถลงการณ์ขอโทษต่อการปฏิบัติที่ไม่สมควรต่อทัวริง ปี 2013 พระราชินี Queen Elizabeth II ได้ประกาศอภัยโทษแก่ทัวริงอย่างเป็นทางการ และในปี 2017 รัฐบาลอังกฤษได้ออกกฎหมายนิรโทษกรรมแก่ผู้ที่ทำผิดกฎหมายรักร่วมเพศในอดีตทั้งหมด กฏหมายนี้ถูกเรียกแบบไม่เป็นทางการว่า “Alan Turing law”

ทัวริงมีผลงานสำคัญมากมายนอกเหนือจากผลงานยิ่งใหญ่ในการถอดรหัสลับในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 แล้ว การคิดค้นต้นแบบเครื่องคอมพิวเตอร์จากบทความ On Computable Numbers ได้รับการยกย่องอย่างสูง ทัวริงได้รับเลือกเป็นสมาชิกของราชสมาคมแห่งลอนดอนในปี 1951 ด้วยผลงานนี้ ประกอบกับผลงานการบุกเบิกด้านปัญญาประดิษฐ์ โดยเฉพาะผลงานการคิดค้น Turing test ทัวริงจึงได้รับการยกย่องเป็น “บิดาแห่งวิทยาการคอมพิวเตอร์และปัญญาประดิษฐ์” เรื่องราวชีวิตที่เต็มไปด้วยความท้าทายและพลิกผันของเขาถูกนำไปสร้างเป็นภาพยนตร์เรื่อง The Imitation Game ในปี 2014 และล่าสุดธนาคารกลางอังกฤษได้เลือกรูปของทัวริงพร้อมผลงานพิมพ์บนธนบัตรมูลค่า 50 ปอนด์แบบใหม่ออกใช้หมุนเวียนตั้งแต่ปี 2021 เป็นการยกย่องเชิดชูเกียรติแก่ทัวริงอย่างสูงในฐานะนักวิทยาศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่อีกคนหนึ่งของโลก

alan-turing-08

 

ข้อมูลและภาพจาก wikipedia, historyhit, st-andrews.ac.uk


Leave a Reply

Your email address will not be published.