Un attrait pour les sciences dès l’enfance

Fils d’un fonctionnaire détaché en Inde, Alan Turing débute sa scolarité dans un pensionnat en Angleterre. Peu attentif dans les matières littéraires, il est considéré comme un élève peu brillant, manquant de concentration. Il développe cependant une passion pour les sciences, lisant des ouvrages de sciences naturelles. Très jeune, il se passionne pour la régularité des formes dans la nature et pense qu’il est possible de déterminer les lois qui régissent leur construction.

À la sortie du pensionnat, son niveau en mathématiques lui permet de rejoindre le King’s College de Cambridge, un établissement très sélectif, pour préparer une licence de mathématiques. Après avoir publié plusieurs articles et obtenu une bourse de recherche, il décide de concentrer ses travaux sur le problème de la décision, problème formulé par le mathématicien David Hilbert en 1900. La question est ici de se demander s’il existe un procédé mécanique qui permette de déterminer après un certain nombre d’étapes si un énoncé mathématique est vrai ou faux.

La machine de Turing, ancêtre de l’ordinateur moderne

Cette avancée en mathématiques amène Alan Turing à s’interroger sur la résolution des problèmes calculables. Il établit que les problèmes calculables peuvent être décomposés en différentes étapes et imagine que chacune de ces étapes pourrait être réalisée par une machine. Il élabore une machine à calculer abstraite, appelée machine de Turing.

Celle-ci est composée d’une longue bande de papier divisée en cellules. Chaque cellule peut contenir un 1, un 0 ou un espace vide. Une tête de lecture/écriture peut lire le contenu de chaque cellule et éventuellement le modifier. Après chaque lecture, la tête peut soit se déplacer à gauche ou à droite, soit modifier la valeur inscrite dans la cellule. Une table de transition indique à la machine quelle action réaliser en fonction de la valeur contenue dans la cellule.

La réflexion d’Alan Turing l’a même amené à envisager la création d’une machine de Turing universelle, qui pourrait reproduire le fonctionnement de toutes les machines de Turing. Ce concept pose les bases de ce qui sera l’informatique moderne, avec un ordinateur unique permettant d’utiliser différents programmes en fonction de l’objectif visé. Après la parution d’un article sur cette invention, Alan Turing part aux États-Unis pour préparer un doctorat à l’Université de Princeton. Il reviendra cependant en Angleterre au bout de 2 ans en 1938, alors que la Seconde Guerre mondiale s’annonce.

De la « bombe Turing » aux premiers ordinateurs

Dès son retour en Angleterre, Alan Turing rejoint la Government Code and Cypher School pour se former à la cryptographie. Il rejoint ainsi le quartier général des renseignements anglais à Bletchley Park en septembre 1939 pour contribuer à décoder les messages échangés par l’armée allemande.

Au début de la guerre, les Allemands remportèrent de nombreuses victoires, utilisant une machine à coder appelée Enigma pour transmettre les ordres aux troupes sur le terrain. Cette machine permettait de coder les messages à l’aide de clés de chiffrement changées tous les jours. Alan Turing contribue à décrypter ce code en créant les « bombes Turing », des machines permettant de décrypter les messages envoyés en testant toutes les clés de chiffrement possibles en un temps très court. Ainsi, en 1942, entre 40 000 et 80 000 messages étaient décryptés chaque mois ! Certains historiens estiment que des dizaines de milliers de vies ont été sauvées grâce à ces machines.

Après la guerre, Alan Turing rejoint le Laboratoire national de physique près de Londres où il dessine les plans d’un prototype d’Automatic Computing Machine (ACE), le premier prototype d’ordinateur conçu en Angleterre, qui sera mis en service dès 1950 dans une version simplifiée. Mais un laboratoire de l’Université de Manchester réussit à finaliser le premier ordinateur dès 1948, utilisant les principes de la machine de Turing universelle pour le développer. Alan Turing rejoint alors l’université de Manchester, où il endosse le rôle de directeur adjoint du laboratoire d’informatique.

La science cognitive, discipline fondatrice de l’intelligence artificielle

Toujours passionné par les sciences naturelles, Alan Turing envisage progressivement la possibilité de construire un équivalent au cerveau humain. Il imagine ce dernier comme une machine, qui serait non organisée à la naissance et qui le deviendrait grâce à l’entraînement. Il fait alors l’hypothèse que les machines pourraient à leur tour développer une forme d’intelligence, définissant les bases de l’intelligence artificielle. Cette idée novatrice pose les bases de la science cognitive, domaine pluridisciplinaire dont l’objectif est de décrire et expliquer les processus de la connaissance.

Pour démonter cette intelligence des machines, il élabore un test, appelé test de Turing ou « jeu de l’imitation ». Dans ce test, un évaluateur humain observe une conversation écrite entre un être humain et une machine, et doit déterminer quel interlocuteur est la machine. S’il n’y est pas parvenu après 5 minutes, le test est considéré comme réussi. Ce test est encore d’actualité avec l’apparition des intelligences artificielles conversationnelles comme ChatGPT ou Perplexity. Ces IA génératives ont en effet réussi à plusieurs reprises à passer le test de Turing. Pour certains cependant, cela montre que ce critère n’est pas assez fort pour déterminer ce qui relève véritablement de l’intelligence.

Un scientifique remarquable, mais une reconnaissance tardive

Au début des années 1950, Alan Turing retourne vers ses premiers centres d’intérêt et utilise ses multiples connaissances pour étudier la croissance des êtres vivants. Il publie un article dans lequel il modélise la croissance des formes biologiques en utilisant des équations différentielles très complexes. Cet article sera fondamental pour le domaine de la biologie du développement.

Les dernières années de la vie d’Alan Turing seront plus sombres. Accusé d’homosexualité, il accepte un traitement de castration chimique pour éviter la prison. Un après la fin de ce traitement, il est retrouvé mort chez lui après s’être suicidé par empoisonnement au cyanure, potentiellement en mangeant une pomme, retrouvée croquée près de son lit. Il n’aura jamais pu voir l’impact de ses recherches, en particulier dans les domaines de l’informatique et de l’intelligence artificielle.

En 1966, la communauté informatique, à travers l’Association for Computing Machinery (ACM), rend hommage à Alan Turing en créant le prix Turing, une récompense attribuée chaque année à une personne sélectionnée pour ses apports à la communauté informatique. Ce prix est considéré comme étant équivalent à un prix Nobel en informatique et rend le plus beau des hommages à ce scientifique incontournable.

Delphine Billouard-Fuentes, Professeur associé, EM Lyon Business School

Cet article est republié à partir de The Conversation sous licence Creative Commons. Lire l’article original.