Alan Turing กับเครื่อง Enigma: ต้นกำเนิดคอมพิวเตอร์

     สวัสดีน้องๆ ทุกคน บทความนี้ พี่ TUTOR VIP จะมาแชร์เรื่องราวของ “อลัน ทัวริง“ ผู้ที่ได้รับการยกย่องเป็นบิดาแห่งวิทยาการคอมพิวเตอร์และปัญญาประดิษฐ์ (AI) มาศึกษาประวัติที่น่าสนใจของเขาไปพร้อมกันในบทความกันเลย!

ชีวิตในวัยเยาว์

    อลัน แมธิสัน ทัวริง (Alan Mathison Turing) เกิดเมื่อวันที่ 23 มิถุนายน ค.ศ. 1912 ที่ลอนดอน ประเทศอังกฤษ ในครอบครัวชนชั้นกลาง 

    ในวัยเด็ก อลันเติบโตในสภาพแวดล้อมที่ค่อนข้างโดดเดี่ยวเพราะพ่อแม่ต้องอยู่ต่างประเทศ เขาแสดงพรสวรรค์ด้านคณิตศาสตร์ตั้งแต่เด็ก เช่น สร้างแบบจำลองเครื่องจักรเคมีด้วยตัวเอง แต่กลับมีปัญหากับระบบการศึกษาของโรงเรียนซึ่งเน้นวิชาคลาสสิก เขาสอบตกวิชาภาษาละตินและกรีกหลายครั้งเพราะเป็นวิชาที่เขาไม่ได้สนใจ

   มิตรภาพที่เปลี่ยนชีวิตเกิดขึ้นในช่วงมัธยมที่ โรงเรียนSherborne School ปี 1926 เมื่อเขาได้พบ Christopher Morcom นักเรียนรุ่นพี่ที่แบ่งปันความหลงใหลในวิทยาศาสตร์และเคมี ทั้งคู่สนทนากันเรื่องจักรวาลและควอนตัมฟิสิกส์ แต่ Christopher เสียชีวิตกะทันหันจากวัณโรคในปี 1930 ตอนอายุ 18 ปี เหตุการณ์นี้กระตุ้นให้อลันสงสัยในธรรมชาติของจิตสำนึกมนุษย์ “จิตใจจะยังคงอยู่ได้หรือไม่ หากปราศจากร่างกาย?” คำถามนี้กลายเป็นจุดเริ่มต้นของความสนใจในทฤษฎีการคำนวณและปัญญาประดิษฐ์ เขาเริ่มศึกษางานของนักฟิสิกส์อย่าง Arthur Eddington เพื่อหาคำตอบ

ผลงานในวัยหนุ่ม

      อลันเข้าศึกษาที่ King’s College มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ในปี 1931 ด้วยทุนเรียน และจบปริญญาตรีด้วยคะแนนดีเยี่ยม ในปี 1935 เขาได้รับเลือกเป็น Fellow of King’s College ในวัยเพียง 22 ปี เป็นเกียรติยศสูงสุดสำหรับนักคณิตศาสตร์รุ่นเยาว์ ผลงานชิ้นเอก “On Computable Numbers, with an Application to the Entscheidungsproblem” ตีพิมพ์ในปี 1936 ตอนอายุ 24 ปี ซึ่งได้แนะนำแนวคิดเครื่องจักรสมมติ “Universal Turing Machine” (เครื่องจักรทัวริงสากล) ซึ่งถูกใช้อย่างแพร่หลายในการศึกษาวิทยาการคอมพิวเตอร์เชิงทฤษฎี โดยเฉพาะในทฤษฎีความซับซ้อนในการคำนวณและทฤษฎีการคำนวณ

   แนวคิดหลักคือเครื่องจักรสมมติที่อ่านและดำเนินการตามชุดคำสั่ง (โปรแกรม) บนแถบกระดาษไม่สิ้นสุด สามารถจำลองการทำงานของเครื่องจักรใดๆ ก็ได้ ทำให้เกิดคอมพิวเตอร์แบบโปรแกรมได้ (programmable computer) ซึ่งเป็นรากฐานของอุตสาหกรรมคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ เช่น CPU ในสมาร์ทโฟนและคอมพิวเตอร์ทุกวันนี้ งานนี้แก้ปัญหา Entscheidungsproblem ของ Hilbert ได้บางส่วน และพิสูจน์ว่าการคำนวณแบบอัตโนมัติ (automatic computation) ไม่สามารถทำได้ด้วยศาสตร์ทางคณิตศาสตร์ทั้งหมด

สมรภูมิแห่งรหัสลับ (The Enigma)

    ปี 1939 เมื่อสงครามโลกครั้งที่ 2 ปะทุ อลันถูกเกณฑ์เข้าทำงานที่ Bletchley Park ศูนย์ถอดรหัสของรัฐบาลอังกฤษ (Government Code and Cypher School) ในทีม Hut 8 ภารกิจหลักคือถอดรหัส Enigma ซึ่งมีลักษณะคล้ายเครื่องพิมพ์ดีด สามารถคำนวณนับล้านครั้งได้ภายในเศษเสี้ยววินาที รหัสลับควบคุมเครื่องนี้จะถูกเปลี่ยนทุกวันกว่า 159 ล้านล้านรูปแบบ และเปลี่ยนรหัสทุกเที่ยงคืน การถอดด้วยมือคนแทบเป็นไปไม่ได้

   อลันพัฒนา “Bombe” ซึ่งเป็นเครื่องจักรไฟฟ้ากว่า 100 เครื่องต่อชุด ทำงานโดยทดสอบสมมติฐานและตัดตัวเลือกที่ขัดแย้งทิ้งด้วยความเร็วสูง (ประมาณ 1,000 สมมติฐานต่อวินาที) Bombe เริ่มใช้งานปี 1940 ช่วยถอดรหัส Naval Enigma ทำให้ฝ่ายสัมพันธมิตรหลบการโจมตีจากเรือ U-boat ของเยอรมนีได้ และถอดรหัส Luftwaffe Enigma ในปี 1941

วีรบุรุษที่ไม่มีใครรู้จัก

   การถอดรหัส Enigma ช่วยให้อังกฤษรู้แผนการโจมตีของเยอรมันล่วงหน้า นักประวัติศาสตร์อย่าง Harry Hinsley คาดว่าช่วยย่นระยะสงครามได้ 2-4 ปี และช่วยชีวิตทหารสัมพันธมิตรกว่า 14-21 ล้านคน (จาก British Intelligence in the Second World War, 1993) แต่ข้อมูลนี้เป็นความลับระดับ Top Secret จนถึงปี 1974 อลันจึงได้รับการยกย่องหลังจากนั้น

    หลังสงคราม อลันทำงานที่ National Physical Laboratory (1945-1948) ออกแบบ ACE (Automatic Computing Engine) ซึ่งถือเป็นคอมพิวเตอร์ดิจิทัลเครื่องแรกๆ ที่ใช้งานได้จริง แต่ลาออกเพราะขัดแย้งเรื่องงบประมาณ จากนั้นย้ายไป มหาวิทยาลัยManchester University พัฒนาโปรแกรมสำหรับ คอมพิวเตอร์ Manchester Mark 1 ในปี 1950 เขาเผยแพร่ “Computing Machinery and Intelligence” เสนอ “Turing Test” (หรือ Imitation Game) เพื่อวัดสติปัญญาของเครื่องจักร โดยมนุษย์แชทกับ “ผู้ตอบ” สองฝ่าย แล้วทายว่าเป็นมนุษย์หรือเครื่องกล ซึ่งเป็นพื้นฐานของ AI สมัยใหม่

บั้นปลายชีวิต

   ชีวิตช่วงสุดท้ายของอลัน เต็มไปด้วยความทุกข์ เขาถูกจับกุมในปี 1952 ข้อหา “gross indecency” (เพศสัมพันธ์ระหว่างผู้ชาย) ซึ่งผิดกฎหมายในอังกฤษสมัยนั้น หลังรับโทษรอลงอาญาและบังคับให้ฉีดฮอร์โมนเพศหญิง เขาเสียชีวิตเมื่อ 7 มิถุนายน 1954 อายุ 41 ปี จากพิษไซยาไนด์ในแอปเปิ้ลครึ่งลูกที่กัดกิน (ผลชันสูตรสรุปว่าเป็นการทำอัตวินิบาตกรรม) 

    ผลงานของอลัน ถูกยอมรับช้าๆ ในปี 2009 สภาอังกฤษขอโทษและพระราชทานอภัยโทษ ในปี 2013 และได้เกิดกฎหมาย Turing Law ยกเลิกโทษทางอาญาสำหรับกลุ่มคนรักเพศเดียวกันย้อนหลัง และปี 2021 สถาบัน Turing Institute ได้รับการตั้งชื่อเพื่อเป็นเกียรติให้แก่อลัน ผู้ได้รับการยกย่องเป็นบิดาแห่งวิทยาการคอมพิวเตอร์และ AI ที่เปลี่ยนโลกอย่างแท้จริง

    เป็นอย่างไรกันบ้าง? หวังว่าหลังอ่านบทความนี้แล้ว น้อง ๆ จะได้รับเรื่องราวที่น่าสนใจของ “อลัน ทัวริง ” กันมากขึ้นนะ 

    สำหรับใครที่กำลังมองหาที่ติวตัวต่อตัว หรือมีข้อสงสัยเพิ่มเติมก็มาปรึกษาพี่ TUTOR VIP ได้นะ พี่ ๆ ยินดีให้คำปรึกษาเสมอ

   บทความต่อไป TUTOR VIP จะมาแนะนำอะไรอีกนั้น ฝากติดตามกันด้วยนะ

ด้วยความร่วมมือของ TUTOR-VIP X Clearnote Thailand