martes, 13 de octubre de 2026

EPÓNIMOS

 «Turing» redirige aquí. Para otras acepciones, véase Turing (desambiguación).

Alan Turing

Turing en 1951
Información personal
Nombre de nacimientoAlan Mathison Turing
Nacimiento23 de junio de 1912
Maida Vale (Reino Unido de Gran Bretaña e Irlanda)
Fallecimiento7 de junio de 1954 (41 años)
Wilmslow (Reino Unido)
Causa de muerteIntoxicación cianhídrica
SepulturaWoking Crematorium
NacionalidadBritánica
ReligiónAteísmo
Lengua maternaInglés
Familia
PadresJulius Mathison Turing
Ethel Sara Stoney
Educación
Educado en
Tesis doctoral Sistemas de lógica basados en ordinales (1938)
Supervisor doctoralAlonzo Church
Información profesional
OcupaciónInformático teórico y criptógrafo
ÁreaCriptoanálisis, ciencias de la computación, matemáticas, lógica y criptografía
Empleador
Obras notables
Miembro deReal Sociedad de Londres (desde 1951)
Distinciones
Firma

Alan Mathison Turing (Londres, 23 de junio de 1912-Wilmslow, Cheshire, 7 de junio de 1954) fue un matemático, lógico, informático teórico, criptógrafo, filósofo y biólogo teórico británico.[1][2][3][4][5] Es considerado como uno de los padres de la ciencia de la computación y precursor de la informática moderna. Proporcionó una formalización influyente de los conceptos de algoritmo y computación: la máquina de Turing. Formuló su propia versión que hoy es ampliamente aceptada como la tesis de Church-Turing (1936). Durante la Segunda Guerra Mundial, trabajó en descifrar los códigos nazis, particularmente los de la máquina Enigma, y durante un tiempo fue el director de la sección Naval Enigma de Bletchley Park. Se ha estimado que su trabajo acortó la duración de esa guerra entre dos y cuatro años.[6] 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.

En el campo de la inteligencia artificial, es conocido sobre todo por la concepción de la prueba de Turing (1950), un criterio según el cual puede juzgarse la inteligencia de una máquina si sus respuestas en la prueba son indistinguibles de las de un ser humano.

La carrera de Turing terminó súbitamente tras ser procesado por homosexualidad en 1952. Dos años después de su condena, murió —según la versión oficial, por suicidio; sin embargo, su muerte ha dado lugar a otras hipótesis, incluida la del envenenamiento accidental —. Después de una campaña pública en 2009, el primer ministro británico, Gordon Brown, se disculpó públicamente en nombre del gobierno británico por «la forma espantosa en la que Turing había sido tratado». La reina Isabel II le otorgó un indulto póstumo en 2013. El término «ley Alan Turing» ahora se usa de manera informal para referirse a una ley de 2017 en el Reino Unido que perdona retroactivamente a hombres amonestados o condenados en virtud de la legislación que prohibía los actos homosexuales.[7]

Turing tiene un extenso legado con estatuas y muchas cosas que llevan su nombre, incluido un premio anual por innovación en informática. Aparece en el billete actual de 50 libras del Banco de Inglaterra,[8] que se lanzó el 23 de junio de 2021, coincidiendo con su cumpleaños. Un programa de la BBC de 2019, votado por la audiencia, lo nombró la persona más grande del siglo XX.[9]

Biografía

Turing nació en el distrito londinense de Maida Vale.[10] Su padre, Julius Mathison Turing (1873-1944), era miembro del cuerpo de funcionarios británicos en la India. Su madre, Ethel Sara Stoney, era hija de Edward Waller Stoney, ingeniero jefe de Madras Railways. Los Stoney eran una familia de la nobleza protestante angloirlandesa de los condados de Tipperary y Longford, mientras que la propia Ethel había pasado gran parte de su infancia en el condado de Clare.

Primeros años

Placa donde se consigna el nacimiento
Placa azul en la casa donde nació.

Por razones de trabajo, la familia residía en la India británica. Sin embargo, tanto Julius como Ethel querían que sus hijos se criaran en Gran Bretaña, por lo que se mudaron a Maida Vale (Londres). Allí nació Alan Turing el 23 de junio de 1912.[n. 1] Turing tuvo un hermano mayor.

Durante su infancia, sus padres viajaron constantemente entre Hastings, Reino Unido, y la India debido a que su padre seguía activo en la Administración Colonial, por lo que pasó algunos años viviendo con su hermano en la casa de un matrimonio retirado del ejército.

Muy pronto Turing mostró signos del genio que luego sería. Desde temprana edad mostró un gran interés por la lectura, por los números y los rompecabezas.

Estudios

Turing a la edad de 16 años.

Entre enero de 1922 y 1926, Turing estudió en la preparatoria Hazelhurst, una escuela independiente en el pueblo de Frant en Sussex (hoy East Oriental).[11]

En 1926, con trece años, ingresó en el internado de Sherborne, en Dorset. Su primer día de clase coincidió con la huelga general en Inglaterra, pero su determinación por asistir a clase era tan firme que recorrió con su bicicleta los más de 96 km que separaban Southampton de su escuela, pasando la noche en una posada.[12]

La inclinación natural de Turing hacia la matemática y la ciencia no le atrajo el respeto de sus profesores de Sherborne, cuyo concepto de educación hacía mayor énfasis en los clásicos. En la escuela de Sherbone, ganó la mayor parte de los premios matemáticos que se otorgaban y, además, realizaba experimentos químicos por su cuenta, aunque la opinión del profesorado respecto a la independencia y ambición de Turing no era demasiado favorable. A pesar de ello, el joven continuó mostrando una singular habilidad para los estudios que realmente le gustaban, y llegó a resolver problemas muy avanzados para su edad (16 años) sin ni siquiera haber estudiado cálculo elemental.[13]

Amistad con Christopher Morcom

Christopher Morcom estudiaba junto con Turing en la escuela de Sherborne y ambos compartían la pasión por la ciencia. Durante las clases de matemática o física, se intercambiaban notas de comentarios sobre rompecabezas. Alan se enamoró de él. Fue su primer amor y la primera persona que creyó en sus ideas y con quien podía continuar desarrollándolas.[14][15][16] El 13 de febrero de 1930,[17] solo unas pocas semanas después de su última temporada en Sherborne, Morcom falleció debido a complicaciones de la tuberculosis bovina contraída tras beber leche de alguna vaca infectada. Al recordarlo, Turing afirmaba: «Mis recuerdos más vívidos de Chris son casi siempre, sobre las cosas tan amables que me decía».[16]

A raíz de esas vivencias, su fe religiosa desapareció por completo y se convirtió en ateo. También se obsesionó por entender la naturaleza de la consciencia, su estructura y orígenes. Adoptó la convicción de que todos los fenómenos, incluyendo el funcionamiento del cerebro humano, son materialistas.[18] Sin embargo, siguió creyendo en la supervivencia del espíritu después de la muerte.

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 informática 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 la matemática, 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. Tras su graduación, se trasladó a la Universidad estadounidense de Princeton, donde trabajó con el lógico Alonzo Church. 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 entre 1931 y 1934. En 1935 Turing fue nombrado profesor del King's College.

Solución al problema de decisión

El Entscheidungsproblem, que se traduce como «problema de decisión», fue un reto en lógica simbólica para encontrar un algoritmo general que decidiera si una fórmula de cálculo de primer orden es un teorema. El problema fue planteado inicialmente por Leibniz en el siglo XVII luego de construir su máquina mecánica de cálculo. David Hilbert formalizó el problema en el VII Congreso Internacional de Matemáticas (Bolonia, 1928), planteando la búsqueda de un procedimiento algorítimico válido para solucionar las posibles cuestiones matemáticas, a través de tres preguntas:

  • ¿Son las matemáticas completas?
  • ¿Son las matemáticas consistentes?
  • ¿Son las matemáticas decidibles?

Si bien Hilbert suponía que la respuesta a las preguntas era afirmativa, Kurt Gödel, mediante los teoremas de Incompletitud demostró que las dos primeras preguntas no podrían serlo ya que, tal como afirma Gödel:

«En cualquier formalización consistente de las matemáticas que sea lo bastante fuerte para definir el concepto de los números naturales, se puede construir una afirmación que ni se puede demostrar ni se puede refutar dentro de ese sistema», mientras que el primero afirma: «Ningún sistema consistente se puede usar para demostrarse a sí mismo».[19]

Sin embargo, no podían resolver la última pregunta. La dificultad estaba en la ausencia de significado de lo que se entiende por un «procedimiento mecánico». En 1936, Alan Turing en su trabajo Acerca de los números computables, introduce el concepto de la máquina de Turing y, junto a Alonzo Church demostraron ambos que es imposible escribir tal algoritmo. Como consecuencia, es también imposible decidir con un algoritmo general si ciertas frases concretas de la aritmética son ciertas o falsas.

EPÓNIMO :

Una máquina de Turing es un dispositivo que manipula símbolos sobre una tira de cinta de acuerdo con una tabla de reglas. A pesar de su simplicidad, una máquina de Turing puede ser adaptada para simular la lógica de cualquier algoritmo de computador y es particularmente útil en la explicación de las funciones de una CPU dentro de un computador.

Originalmente fue definida por el matemático inglés Alan Turing como una «máquina automática» en 1936 en la revista Proceedings of the London Mathematical Society[nota 1]. La máquina de Turing no está diseñada como una tecnología de computación práctica, sino como un dispositivo hipotético que representa una máquina de computación. Las máquinas de Turing ayudan a los científicos a entender los límites del cálculo mecánico.[3][4]

Turing dio una definición sucinta del experimento en su ensayo de 1948, «Máquinas inteligentes». Refiriéndose a su publicación de 1936, Turing escribió que la máquina de Turing, aquí llamada una máquina de computación lógica, consistía en:

... una ilimitada capacidad de memoria obtenida en la forma de una cinta infinita marcada con cuadrados, en cada uno de los cuales podría imprimirse un símbolo. En cualquier momento hay un símbolo en la máquina; llamado el símbolo leído. La máquina puede alterar el símbolo leído y su comportamiento está en parte determinado por ese símbolo, pero los símbolos en otros lugares de la cinta no afectan el comportamiento de la máquina. Sin embargo, la cinta se puede mover hacia adelante y hacia atrás a través de la máquina, siendo esto una de las operaciones elementales de la máquina. Por lo tanto cualquier símbolo en la cinta puede tener finalmente una oportunidad.[5]

Una máquina de Turing que es capaz de simular cualquier otra máquina de Turing es llamada una máquina universal de Turing (UTM, o simplemente una máquina universal). Una definición más matemáticamente orientada, con una similar naturaleza «universal», fue presentada por Alonzo Church, cuyo trabajo sobre el cálculo lambda se entrelaza con el de Turing en una teoría formal de la computación conocida como la tesis de Church-Turing. La tesis señala que las máquinas de Turing capturan, de hecho, la noción informal de un método eficaz en la lógica y las matemáticas y proporcionan una definición precisa de un algoritmo o «procedimiento mecánico».

La importancia de la máquina de Turing en la historia de la computación es doble: primero, la máquina de Turing fue uno de los primeros (si no el primero) modelos teóricos para las computadoras, viendo la luz en 1936. Segundo, estudiando sus propiedades abstractas, la máquina de Turing ha servido de base para mucho desarrollo teórico en las ciencias de la computación y en la teoría de la complejidad. Una razón para esto es que las máquinas de Turing son simples, y por tanto amenas al análisis. Dicho esto, cabe aclarar que las máquinas de Turing no son un modelo práctico para la computación en máquinas reales, las cuales precisan modelos más rápidos como los basados en RAM.

Historia

Estatua de Alan Turing con un retrato de fondo.
Representación artística de una máquina de Turing.

Alan Turing introdujo el concepto de máquina de Turing en el trabajo On computable numbers, with an application to the Entscheidungsproblem, publicado por la Sociedad Matemática de Londres en 1936, en el que se estudiaba la cuestión planteada por David Hilbert sobre si las matemáticas son decidibles, es decir, si hay un método definido que pueda aplicarse a cualquier sentencia matemática y que nos diga si esa sentencia es cierta o no. Turing ideó un modelo formal de computador, la máquina de Turing, y demostró que existían problemas que una máquina no podía resolver.[6]

Con este aparato extremadamente sencillo es posible realizar cualquier cómputo que un computador digital sea capaz de realizar.[7]

Mediante este modelo teórico y el análisis de la complejidad de los algoritmos, fue posible la categorización de problemas computacionales de acuerdo a su comportamiento, apareciendo así, el conjunto de problemas denominados P y NP, cuyas soluciones pueden encontrarse en tiempo polinómico por máquinas de Turing deterministas y no deterministas, respectivamente.

Precisamente, la tesis de Church-Turing formulada por Alan Turing y Alonzo Church, de forma independiente a mediados del siglo XX caracteriza la noción informal de computabilidad con la computación mediante una máquina de Turing.[8]

La idea subyacente es el concepto de que una máquina de Turing puede verse como un autómata ejecutando un procedimiento efectivo definido formalmente, donde el espacio de memoria de trabajo es ilimitado, pero en un momento determinado solo una parte finita es accesible.

Descripción informal

Aquí se muestra el estado interno (q1) dentro del cabezal, y la ilustración describe la cinta como siendo infinita y llenada previamente con «0», el símbolo sirviendo como blanco. El estado completo del sistema (su configuración) consiste del estado interno, el contenido de las casillas sombreadas incluyendo el blanco leído el cabezal («11B») y la posición del cabezal.[9].
Animación de la máquina de Turing

La máquina de Turing modela matemáticamente a una máquina que opera mecánicamente sobre una cinta. En esta cinta hay símbolos que la máquina puede leer y escribir, uno a la vez, usando un cabezal lector/escritor de cinta. La operación está completamente determinada por un conjunto finito de instrucciones elementales como «en el estado 42, si el símbolo visto es 0, escribe un 1; Si el símbolo visto es 1, cambia al estado 17; en el estado 17, si el símbolo visto es 0, escribe un 1 y cambia al estado 6; etc». En el artículo original («Sobre números computables con una aplicación al Entscheidungsproblem»), Turing no imagina un mecanismo, sino una persona a la que él llama la «computadora», quien ejecuta servilmente estas reglas mecánicas deterministas (o como Turing pone, «de una manera desganada»).

Más precisamente, una máquina de Turing consta de:

  1. Una cinta que se divide en celdas, una al lado de la otra. Cada celda contiene un símbolo de algún alfabeto finito. El alfabeto contiene un símbolo especial llamado blanco (aquí escrito como «B») y uno o más símbolos adicionales. La cinta se supone que es arbitrariamente extensible hacia la izquierda y hacia la derecha, es decir, la máquina de Turing siempre es provista con tanta cinta como necesite para su computación. Las celdas que no se hayan escrito previamente se asumen que están rellenas con el símbolo blanco. En algunos modelos la cinta tiene un extremo izquierdo marcado con un símbolo especial; la cinta se extiende o es indefinidamente extensible hacia la derecha.
  2. Un cabezal que puede leer y escribir símbolos en la cinta y mover la cinta a la izquierda y a la derecha una (y solo una) celda a la vez. En algunos modelos el cabezal se mueve y la cinta es estacionaria.
  3. Un registro de estado que almacena el estado de la máquina de Turing, uno de los estados finitos. Hay un estado inicial especial con el que el registro de estado se inicia. Turing escribe que estos estados reemplazan el «estado de la mente» en que ordinariamente estaría una persona realizando cálculos.
  4. Una tabla finita de instrucciones (llamada ocasionalmente como tabla de acción o función de transición). Las instrucciones son usualmente 5-tuplas: qiaj→qi1aj1dk, (a veces 4-tuplas), que, dado el estado (qi) en que la máquina se encuentra actualmente y el símbolo (aj) que se está leyendo en la cinta (el símbolo actualmente debajo del cabezal) le indica a la máquina hacer lo siguiente en secuencia (para los modelos de 5-tupla):
    • Borra o escribe un símbolo (reemplazando aj con aj1), y entonces
    • Mueve el cabezal (que es descrito por dk y puede tener los valores: «L» para un paso a la izquierda, o «R» para un paso a la derecha, o «N» para permanecer en el mismo lugar) y luego
    • Asume el mismo o un nuevo estado como prescrito (ve al estado qi1).
En los modelos de 4-tupla, son especificadas como instrucciones separadas: borrar o escribir un símbolo (aj1) y mover el cabezal a la izquierda o la derecha (dk). Específicamente, la tabla indica a la máquina: (ia) borrar o escribir un símbolo o (ib) mover el cabezal a la izquierda o a la derecha, y luego (ii) asumir el mismo o un nuevo estado, pero no las dos acciones (ia) y (ib) en la misma instrucción. En algunos modelos, si no hay ninguna entrada en la tabla para la actual combinación de símbolo y estado, la máquina se detendrá; otros modelos requieren que estén llenas todas las entradas.

Note que cada parte de la máquina — su estado y colecciones de símbolos — y sus acciones — imprimir, borrar, movimiento de la cinta — es finito, discreto y distinguible; es la cantidad potencialmente ilimitada de cinta lo que le da una cantidad ilimitada de espacio de almacenamiento.

Definición formal

Una máquina de Turing[10] es un modelo computacional que realiza una lectura/escritura de manera automática sobre una entrada llamada cinta, generando una salida en esta misma.

Este modelo está formado por un alfabeto de entrada y uno de salida, un símbolo especial llamado blanco (normalmente b, o 0), un conjunto de estados finitos y un conjunto de transiciones entre dichos estados. Su funcionamiento se basa en una función de transición, que recibe un estado inicial y una cadena de caracteres (la cinta, la cual puede ser infinita) pertenecientes al alfabeto de entrada. La máquina va leyendo una celda de la cinta en cada paso, borrando el símbolo en el que se encuentra posicionado su cabezal y escribiendo un nuevo símbolo perteneciente al alfabeto de salida, para luego desplazar el cabezal a la izquierda o a la derecha (solo una celda a la vez). Esto se repite según se indique en la función de transición, para finalmente detenerse en un estado final o de aceptación, representando así la salida.

Una máquina de Turing con una sola cinta puede definirse como una 7-tupla

donde:[11]

  • es un conjunto finito de estados.
  • es un conjunto finito de símbolos distinto del espacio en blanco, denominado alfabeto de máquina o de entrada.
  • es un conjunto finito de símbolos de cinta, denominado alfabeto de cinta ().
  • es el estado inicial.
  • es un símbolo denominado blanco, y es el único símbolo que se puede repetir un número infinito de veces.
  • es el conjunto de estados finales de aceptación.
  • es una función parcial denominada función de transición, donde es un movimiento a la izquierda y es el movimiento a la derecha.

Existe en la literatura un abundante número de definiciones alternativas, pero todas ellas tienen el mismo poder computacional, por ejemplo se puede añadir el símbolo como símbolo de «no movimiento» en un paso de cómputo.

Funcionamiento de la máquina de Turing

La máquina de Turing consta de un cabezal lector/escritor y una cinta infinita en la que el cabezal lee el contenido, borra el contenido anterior y escribe un nuevo valor. Las operaciones que se pueden realizar en esta máquina se limitan a:

  • Mover el cabezal lector/escritor hacia la derecha.
    Visualización de una máquina de Turing, en la que se ve el cabezal y la cinta que se lee.
  • Mover el cabezal lector/escritor hacia la izquierda.

El cómputo se determina a partir de una tabla de estados de la forma:

(estado, valor) (nuevo estado, nuevo valor, dirección)

Esta tabla toma como parámetros el estado actual de la máquina y el carácter leído de la cinta, dando la dirección para mover el cabezal, el nuevo estado de la máquina y el valor a escribir en la cinta.

La memoria es la cinta de la máquina que se divide en espacios de trabajo denominados celdas, donde se pueden escribir y leer símbolos. Inicialmente todas las celdas contienen un símbolo especial denominado «blanco». Las instrucciones que determinan el funcionamiento de la máquina tienen la forma, «si estamos en el estado x leyendo la posición y, donde hay escrito el símbolo z, entonces este símbolo debe ser reemplazado por este otro símbolo, y pasar a leer la celda siguiente, bien a la izquierda o bien a la derecha».

La máquina de Turing puede considerarse como un autómata capaz de reconocer lenguajes formales. En ese sentido, es capaz de reconocer los lenguajes recursivamente enumerables, de acuerdo a la jerarquía de Chomsky. Su potencia es, por tanto, superior a otros tipos de autómatas, como el autómata finito, o el autómata con pila, o igual a otros modelos con la misma potencia computacional.

Representación como diagrama de estados

Las máquinas de Turing pueden representarse mediante grafos particulares, también llamados diagramas de estados finitos, de la siguiente manera:

Esta máquina de Turing está definida sobre el alfabeto , posee el conjunto de estados , con las transiciones que se pueden ver. Su estado inicial es y el estado final es , el lenguaje de salida
siendo el símbolo denominado «blanco». Esta máquina reconoce la expresión regular de la forma con .
  • Los estados se representan como vértices, etiquetados con su nombre en el interior.
  • Una transición desde un estado a otro, se representa mediante una arista dirigida que une a estos vértices, y está rotulada por símbolo que lee el cabezal/símbolo que escribirá el cabezal, movimiento del cabezal.
  • El estado inicial se caracteriza por tener una arista que llega a él y que no proviene de ningún otro vértice.
  • El o los estados finales se representan mediante vértices que están encerrados a su vez por otra circunferencia.

Descripción instantánea

Es una secuencia de la forma donde y que escribe el estado de una máquina de Turing. La cinta contiene la cadena seguida de infinitos blancos. El cabezal señala el primer símbolo de .

Por ejemplo, para la máquina de Turing

con las transiciones

La descripción instantánea para la cinta 1011 es:



La «interpretación estándar» de la prueba de Turing, en la cual a la entidad C, el interrogador, le es dada la tarea de tratar de determinar qué entidad —¿A o B?— es una computadora y cual un ser humano. El interrogador se limita a la utilización de las respuestas a las preguntas escritas para tomar la determinación. Imagen adaptada de Saygin, 2000.[1]

La prueba de Turing o test de Turing es un juego de evaluación de la capacidad de una máquina para exhibir un comportamiento inteligente similar al de un ser humano o indistinguible de este. Alan Turing propuso que un humano examinara conversaciones en lenguaje natural entre un humano y una máquina diseñada para generar respuestas similares a las de un humano. El evaluador sabría que uno de los participantes de la conversación es una máquina y los intervinientes serían separados unos de otros. La conversación estaría limitada a un medio únicamente textual como un teclado y un monitor por lo que sería irrelevante la capacidad de la máquina de transformar texto en habla.[2] En el caso de que el evaluador no pueda distinguir entre el humano y la máquina acertadamente (Turing originalmente sugirió que la máquina debía convencer a un evaluador, después de 5 minutos de conversación, el 70 % del tiempo), la máquina habría pasado la prueba. Esta prueba no evalúa el conocimiento de la máquina en cuanto a su capacidad de responder preguntas correctamente, solo se toma en cuenta la capacidad de esta de generar respuestas similares a las que daría un humano.

Turing propuso esta prueba en su ensayo Computing Machinery and Intelligence de 1950 mientras trabajaba en la Universidad de Mánchester (Turing, 1950; p. 460).[3] Inicia con las palabras: «Propongo que se considere la siguiente pregunta, ¿Pueden pensar las máquinas?’». Como es difícil definir la palabra «pensar», Turing decide «reemplazar la pregunta con otra que está estrechamente relacionada y en palabras no ambiguas»,[4] la nueva pregunta de Turing es: «¿Existirán computadoras digitales imaginables que tengan un buen desempeño en el juego de imitación?».[5] Turing creía que esta pregunta sí era posible de responder y en lo que resta de su ensayo se dedica a argumentar en contra de las objeciones principales a la idea de que «las máquinas pueden pensar».[6]

Desde que fue creada por Turing en 1950, la prueba ha demostrado ser altamente influyente y a la vez ampliamente criticada, además de transformarse en un concepto importante en la filosofía de la inteligencia artificial.[1][7]

Historia

Contexto filosófico

La incógnita sobre la capacidad de las máquinas de pensar tiene una larga historia, esta se divide entre las perspectivas materialista y dualista de la mente. René Descartes tuvo ideas similares a la prueba de Turing en su texto Discurso del Método (1637) donde escribió que los autómatas son capaces de reaccionar ante interacciones humanas pero argumenta que tal autómata carece de la capacidad de responder de manera adecuada ante lo que se diga en su presencia de la misma manera que un humano podría. Por lo tanto, Descartes abre las puertas para la prueba de Turing al identificar la insuficiencia de una respuesta lingüística apropiada lo que separa al humano del autómata. Descartes no llega a considerar que una respuesta lingüística apropiada puede ser producida por un autómata del futuro y por lo tanto no propone el test de Turing como tal aunque ya razonó los criterios y el marco conceptual.

Cuantos autómatas diferentes o máquinas móviles se pueden construir por la industria del hombre […] Podemos comprender con facilidad el hecho de que una máquina sea diseñada para pronunciar palabras, incluso responder ante acciones tangibles que produzca un cambio en sus órganos; por ejemplo, si se le tocara de una manera particular no preguntaría que le queremos decir; si se le toca en otra parte puede decir que se le está lastimando entre otras cosas. Pero nunca sucede que pueda ordenar su habla en distintas maneras para responder apropiadamente ante todo lo que se diga en su presencia, de la misma manera que la clase más baja de humanos puede hacerlo.[8]

Denis Diderot plantea en sus Pensamientos filosóficos un criterio de la prueba de Turing:

«Si se encuentra un loro que puede responder a todo, se le consideraría un ser inteligente sin duda alguna».[9]

Esto no significa que él esté de acuerdo pero muestra que ya era un argumento común usado por los materialistas de la época.

Según el dualismo, la mente no tiene un estado físico (o al menos cuenta con propiedades no físicas)[10] y por lo tanto no se puede explicar en términos estrictamente físicos. De acuerdo con el materialismo, la mente puede ser explicada físicamente lo que abre la posibilidad a la creación de mentes artificiales.[11]

En 1936, el filósofo Alfred Ayer consideraba la pregunta filosófica típica sobre otras mentes: ¿Cómo sabemos que otras personas experimentan el mismo nivel de conciencia que nosotros? En su libro Lenguaje, Verdad y Lógica, Ayer propuso un método para distinguir entre un hombre consciente y una máquina inconsciente: «El único argumento que tengo para asegurar que lo que parece ser consciente no es un ser consciente sino un muñeco o una máquina, es el hecho de que falle en las pruebas empíricas por medio de las cuales se determina la presencia o ausencia de la conciencia»[12] (Es una propuesta muy similar a la prueba de Turing pero esta se enfoca en la conciencia en vez de en la inteligencia). Además se desconoce si Turing estaba familiarizado con el clásico filosófico de Ayer. En otras palabras, algo no está consciente si reprueba una prueba de consciencia.

Alan Turing

La «inteligencia maquinaria» ha sido un tema que investigadores del Reino Unido han seguido desde 10 años antes de que se fundara el campo de investigación de la inteligencia artificial (IA) en 1956.[13] Era un tema comúnmente discutido por los miembros del «Club de la razón», grupo informal de investigadores cibernéticos y electrónicos británicos que incluía a Alan Turing.[14]

Turing, en particular, había estado trabajando con el concepto de la inteligencia maquinaria desde al menos 1941,[15] una de las primeras menciones de la “inteligencia computacional” fue hecha por Turing en 1947.[16] En el reporte de Turing llamado “maquinaria inteligente”,[17] él investigó “la idea de si era, o no, posible para una máquina demostrar un comportamiento inteligente"[18] y como parte de su investigación, propuso lo que se puede considerar como un predecesor de sus pruebas futuras:

No es difícil diseñar una máquina de papel que juegue bien ajedrez.[19] Hay que conseguir 3 hombres como sujetos para el experimento. A,B y C. A y C son dos jugadores malos de ajedrez mientras que B es el operador de la máquina. … Se usan dos cuartos con algún arreglo para transmitir los movimientos y se lleva a cabo un juego entre C y ya sea A o la máquina. C puede tener dificultad al decidir contra quien está jugando.[20]

El primer texto publicado escrito por Turing y enfocado completamente en la inteligencia de las máquinas fue «Computing Machinery and Intelligence». Turing inicia este texto diciendo «Me propongo tomar en cuenta la pregunta ‘¿Pueden pensar las máquinas?’».[4] Turing menciona que el acercamiento tradicional es empezar con definiciones de los términos «máquina» e «inteligencia», decide ignorar esto y empieza reemplazando la pregunta con una nueva, «que está estrechamente relacionada y en palabras no ambiguas».[4] Él propone, en esencia, cambiar la pregunta de «¿pueden las máquinas pensar?» a «¿Pueden las máquinas hacer, lo que nosotros (como entidades pensantes) hacemos?».[21] La ventaja de esta nueva pregunta es que «dibuja un límite entre las capacidades físicas e intelectuales del hombre».[22]

Para demostrar este acercamiento, Turing propone una prueba inspirada en el «Juego de imitación», en este entraban un hombre y una mujer a cuartos separados y el resto de los jugadores intentaría distinguir entre cada uno por medio de preguntas y leyendo las respuestas (escritas a máquina) en voz alta. El objetivo del juego es que los participantes que se encuentran en los cuartos deben convencer al resto que son el otro. (Huma Shah argumenta que Turing incluye la explicación de este juego para introducir al lector a la prueba de pregunta y respuesta entre humano y máquina)[23] Turing describe su versión del juego de la siguiente manera:

Nos hacemos la pregunta, «¿Qué pasaría si una máquina toma el papel de A en este juego?» ¿Se equivocaría tan frecuentemente el interrogador en esta nueva versión del juego que cuando era jugado por un hombre y una mujer? Estas preguntas sustituyen la pregunta original «¿Pueden pensar las máquinas?».[22]

Más adelante, en el texto se propone una versión similar en la que un juez conversa con una computadora y un hombre.[24] A pesar de que ninguna de las versiones propuestas es la misma que conocemos hoy en día, Turing propuso una tercera opción, la cual discutió en una transmisión de radio de la BBC, donde un jurado le hace preguntas a un ordenador y el objetivo de la computadora es engañar a la mayoría del jurado haciéndolo creer que es un humano.[25]

El texto de Turing consideraba nueve objeciones putativas las cuales incluyen a todos los argumentos mayores, en contra de la inteligencia artificial, que habían surgido en los años posteriores a la publicación de su texto (ver «Computing Machinery and Intelligence»).[6]

ELIZA y PARRY

En 1966, Joseph Weizenbaum creó un programa que aseguraba pasar la prueba de Turing. Este programa era conocido como ELIZA y funcionaba a través del análisis de las palabras escritas por el usuario en busca de palabras clave. En el caso de encontrar una palabra clave, una regla que transformaba el comentario del usuario entra en acción y se regresaba una oración resultado. Si no se encontraba alguna palabra clave, ELIZA daba una respuesta genérica o repetía uno de los comentarios anteriores.[26] Además, Weizenbaum desarrolló a ELIZA para replicar el comportamiento de un psicoterapeuta Rogeriano lo que permitía a ELIZA «asumir el rol de alguien que no conoce nada del mundo real».[27] El programa fue capaz de engañar a algunas personas haciéndolas creer que hablaban con una persona real e incluso algunos sujetos fueron «muy difíciles de convencerles de que ELIZA no era humana».[27] Como resultado, ELIZA es aclamado como uno de los programas (probablemente el primero) en pasar la prueba de Turing,[27][28] aunque esto es muy controvertido (ver más adelante).

PARRY fue creado por Kenneth Colby en 1972. Era un programa descrito como «ELIZA con carácter».[29] Este intentaba simular el comportamiento de un esquizofrénico paranoico usando un acercamiento similar (probablemente más avanzado) al de Weizenbaum. PARRY fue examinado usando una variación de la prueba de Turing con tal de validar el trabajo. Un grupo de psiquiatras experimentados analizaba a un grupo de pacientes reales y computadoras ejecutando el programa PARRY a través de teletipos. A otro grupo de 33 psiquiatras se les enseñaban transcripciones de las conversaciones. A ambos grupos se les pedía indicar qué pacientes eran humanos y cuáles eran computadoras.[30] Los psiquiatras fueron capaces de responder correctamente solo 48 % de las veces, un valor consistente con respuestas aleatorias.[31]

En el siglo XXI, versiones de estos programas (llamados «bots conversacionales») siguieron engañando a la gente. «CyberLover», un programa de malware, acechaba a usuarios convenciéndolos de «revelar información sobre sus identidades o de entrar a un sitio web que introduciría malware a sus equipos».[32] El programa surgió como un «riesgo de San Valentín», coqueteando con la gente «buscando relaciones en línea para recabar información personal».[33]

La habitación china

El texto «Minds, Brains, and Programs» de 1980 escrito por John Searle, proponía el experimento de la «habitación china» y argumentaba que la prueba de Turing no podía usarse para determinar si una máquina podía pensar. Searle observó que software (como ELIZA) podía aprobar la prueba de Turing a través de la manipulación de caracteres que no había entendido. Sin la comprensión no se les puede clasificar realmente como «pensantes» de la misma manera que los humanos, por lo tanto, Searle concluyó que la prueba de Turing no puede probar que una máquina puede pensar.[34] Al igual que la prueba de Turing, el argumento de Searle ha sido ampliamente criticado[35] al igual que respaldado.[36]

Argumentos como los de Searle en la filosofía de mente desataron un debate más intenso sobre la naturaleza de la inteligencia, la posibilidad de máquinas inteligentes y el valor de la prueba de Turing que continuó durante las décadas de los 80s y 90s.[37] El filósofo fisicalista William Lycan reconoció el avance de las inteligencias artificiales, comenzando a comportarse como si tuvieran mentes. Lycan usa el experimento mental de un robot humanoide llamado Harry que puede conversar, jugar golf, tocar la viola, escribir poesía y por consiguiente consigue engañar a la gente como si fuera una persona con mente. Si Harry fuera humano, sería perfectamente natural pensar que tiene pensamientos o sentimientos, lo que sugeriría que en realidad Harry pueda tener pensamientos o sentimientos aun si es un robot.[38][39] Para Lycan «no hay ningún problema ni objeción a la experiencia cualitativa en máquinas que no es igualmente un dilema para tal experiencia en humanos»[40] (ver Problema de otras mentes).

Premio Loebner

El Premio Loebner proporciona una plataforma anual para pruebas de Turing prácticas, siendo la primera competición en noviembre de 1991.[41] Creada por Hugh Loebner, el Centro de Estudios Conductuales de Cambridge en Massachusetts, Estados Unidos, organizó los premios hasta el año 2003 incluido. Loebner dijo que un motivo por el que se creó la competición era para avanzar el estado de la investigación de IA, al menos en parte, ya que no se había intentado implementar la prueba de Turing después de 40 años de discusión.[42]

La primera competición del Premio Loebner en 1991, llevó a una discusión renovada sobre la viabilidad de la prueba de Turing y el valor de continuar persiguiéndola en la prensa[43] y en la academia.[44] El primer concurso lo ganó un programa inconsciente sin ninguna inteligencia identificable que logró engañar a interrogadores ingenuos. Esto sacó a la luz muchas de las deficiencias de la prueba de Turing (discutido más adelante): El programa ganó gracias a que fue capaz de «imitar errores humanos al escribir»;[43] los interrogadores poco sofisticados fueron fácilmente engañados[44]y algunos investigados de IA sintieron que la prueba es una distracción de investigaciones más fructíferas.[45]

Los premios de plata (únicamente textual) y de oro (visual y aural) no han sido ganados a la fecha, sin embargo, la competición ha entregado la medalla de bronce cada año al sistema computacional que, según la opinión de los jueces, demuestra el comportamiento conversacional «más humano» entre los otros participantes. A.L.I.C.E. (Artificial Linguistic Internet Computer Entity) ha ganado el premio de bronce en 3 ocasiones recientes (2000, 2001 y 2004). La IA aprendiz Jabberwacky ganó en el año 2005 y nuevamente en el 2006.[46]

El Premio Loebner evalúa la inteligencia conversacional, los ganadores son, típicamente, bots conversacionales. Las reglas de las primeras instancias de la competición, restringían las conversaciones: cada programa participante y un humano escondido conversaban de un solo tema[47] y los interrogadores estaban limitados a una sola pregunta por cada interacción con la entidad. Las conversaciones restringidas fueron eliminadas en la competición de 1995. La interacción entre el evaluador y la entidad ha variado en las diferentes instancias del Premio Loebner. En el Premio Loebner de 2003 en la Universidad de Surrey, cada interrogador tenía permitido interactuar con la entidad por 5 minutos fuera humana o máquina. Entre 2004 y 2007, la interacción permitida era de más de 20 minutos. En 2008, la interacción permitida era de 5 minutos por par porque, el organizador Kevin Warwick, y el coordinador Huma Shah, consideraban que esta debía ser la duración de cualquier prueba por como Turing lo puso en su texto de 1950: «… la correcta identificación después de 5 minutos de cuestionamientos».[48] Ellos sentían que las pruebas largas implementadas anteriormente eran inapropiadas para el estado de las tecnologías conversacionales artificiales.[49] Es irónico que la competición del 2008 fue ganada por Elbot de Artificial Solutions, esta no simulaba una personalidad humana sino la de un robot y aun así logró engañar a tres jueces humanos de que era el humano actuando como robot.[50]

Durante la competición del 2009. Con sede en Brighton, Reino Unido, la interacción permitida era de 10 minutos por ronda, 5 minutos para hablar con la máquina y 5 minutos para hablar con el humano. Se implementó de esta manera para probar la lectura alternativa sobre la predicción de Turing que la interacción de 5 minutos debía ser con la computadora. Para la competición del 2010, el patrocinador aumentó el tiempo de interacción entre interrogador y sistema a 25 minutos.[51]

Competición en la Universidad de Reading de 2014

El 7 de junio de 2014 se realizó una competición de la prueba de Turing organizada por Kevin Warwick y Huma Shah para el 60 aniversario de la muerte de Turing y fue llevado a cabo en la Real Sociedad de Londres. Fue ganada por el robot conversacional ruso Eugene Goostman. El robot, durante una serie de conversaciones de 5 minutos de duración, logró convencer al 33 % de los jueces del concurso de que era humano. John Sharkley se incluía entre los jueces, patrocinador del proyecto de ley que promueve el perdón gubernamental a Turing, al profesor de IA Aaron Sloman y Robert Llewellyn, actor de Enano Rojo.[52][53][54][55]

Los organizadores de la competición creyeron que la prueba había sido «aprobada por primera vez» en el evento, diciendo: «algunos dirán que la prueba ya ha sido pasada. Las palabras 'Prueba de Turing' han sido aplicadas a competiciones similares alrededor del mundo. Sin embargo, este evento involucra más pruebas simultáneas de comparación al mismo tiempo como nunca antes visto, fue independientemente verificado y, crucialmente, no se restringieron las conversaciones. Una prueba de Turing verdadera no establece las preguntas ni los temas de las conversaciones».[53]

La competición ha enfrentado críticas,[56] primero, solo un tercio de los jueces fue engañado por el ordenador. Segundo, el personaje de computadora aparentaba ser una niña ucraniana de 13 años de edad que aprendió inglés como segundo idioma. El premio requería que un 30 % de los jueces fuera engañado, lo que concuerda con el texto de Turing Computing Machinery and Intelligence. Joshua Tenenbaum, experto en psicología matemática en el MIT, calificó el resultado como nada impresionante.[57]

Versiones de la prueba de Turing

El juego de la imitación, como descrito por Alan Turing en «Computing Machinery and Intelligence». El jugador C, por medio de preguntas escritas, intenta determinar cuál de los otros dos jugadores es mujer y cual hombre. El jugador A, el hombre, trata de engañar al jugador C para que yerre su decisión mientras que el jugador B trata de ayudarlo. Figura adaptada de Saygin, 2000.

Saul Traigner argumenta que hay al menos 3 versiones primarias de la prueba de Turing, de las cuales dos son propuestas en «Computing Machinery and Intelligence» y otra que el describe como «la interpretación estándar».[58] A pesar de que hay controversia en cuanto a si esta «interpretación estándar» fue descrita por Turing o si está basada en la mala interpretación del texto, estas tres versiones no se clasifican como equivalentes[58] y sus fortalezas y debilidades son diferentes.[59]

Huma Shah señala el hecho de que el mismo Turing estaba consternado con la posibilidad de que una máquina pudiera pensar y estaba proporcionando un método simple para examinar esto a través de sesiones de pregunta y respuesta entre humano y máquina.[60] Shah argumenta que existe un juego de imitación que Turing pudo haber puesto en práctica de dos maneras diferentes: a) una prueba uno a uno entre el interrogador y la máquina o b) una comparación simultánea entre un humano y una máquina interrogados paralelamente por un mismo interrogador.[23] Debido a que la prueba de Turing evalúa la indistinguibilidad en su capacidad de desempeño, la versión verbal naturalmente generaliza a toda la capacidad humana, verbal y no verbal (robótica).[61]

Juego de la imitación

El juego original descrito por Turing proponía un juego de fiesta que involucraba a tres jugadores. El jugador A es un hombre, el jugador B es una mujer y el jugador C (quien tiene el rol de interrogador) es de cualquier sexo. En el juego, el jugador C no tiene contacto visual con ninguno de los otros jugadores y se puede comunicar con ellos por medio de notas escritas. Al hacerles preguntas a los jugadores, el jugador C intenta determinar cuál de los dos es el hombre y cuál la mujer. El jugador A intentará engañar al interrogador haciéndole escoger erróneamente, mientras que el jugador B le auxiliará al interrogador en escoger al jugador correcto.[1]

Sterret se refiere a este juego como «La Prueba del Juego Original De La Imitación».[62] Turing propuso que el rol del jugador A lo cumpliera una computadora para que esta tuviera que pretender ser mujer e intentara guiar al interrogador a la respuesta incorrecta. El éxito del ordenador sería determinado al comparar el resultado del juego cuando el jugador A es la computadora junto con el resultado del juego cuando el jugador A es un hombre. Turing afirmó que si «el interrogador decide erróneamente tan frecuentemente cuando el juego es jugado [con la computadora] como cuando el juego es jugado entre un hombre y una mujer»,[22] se podrá argumentar que la computadora es inteligente.

La prueba del Juego Original de la Imitación, en la cual el jugador A es reemplazado con una computadora. El ordenador tiene el papel de un hombre mientras el jugador B tiene el papel de auxiliar al interrogador. Figura adaptada de Saygin, 2000.

La segunda versión apareció posteriormente en el texto de 1950 de Turing. Similarmente a la Prueba del Juego Original de la Imitación, el papel del jugador A sería realizado por una computadora. Sin embargo, el papel del jugador B sería realizado por un hombre y no una mujer.

«Dirijamos nuestra atención a una computadora digital en específico llamada C. ¿Será verdad que al modificar la computadora para que esta tenga un almacenamiento que aumentara su velocidad de reacción apropiadamente y proporcionándole un programa apropiado, C podrá realizar satisfactoriamente el rol de A en el juego de la imitación con el papel de B hecho por un hombre?».[22]

En esta versión ambos, el jugador A (la computadora) y el jugador B intentarán guiar al interrogador hacia la respuesta incorrecta.

Interpretación estándar

La comprensión general dicta que el propósito de la prueba de Turing no es determinar específicamente si un ordenador podrá engañar al interrogador haciéndole creer que este es un humano sino su capacidad de imitar al humano.[1] Aunque hay cierta disputa sobre cual interpretación es a la que Turing se refería, Sterret cree que era esta[62] y por lo tanto combina la segunda versión con esta mientras que otros, como Traiger, no lo hacen[58] sin embargo, esto no ha llevado a una interpretación estándar realmente. En esta versión el jugador A es una computadora y el sexo del jugador B es indiferente. El objetivo del interrogador no es determinar cuál de ellos es hombre y cual mujer sino cual es computadora y cual humano.[63] El problema fundamental con la interpretación estándar es que el interrogador no puede diferenciar cual respondedor es humano y cual es una máquina. Hay otros problemas en cuanto a la duración pero la interpretación estándar generalmente considera esta limitación como algo que debería ser razonable.

Juego de la imitación vs. Prueba de Turing Estándar

Se ha creado controversia sobre cuál de las fórmulas alternativas es la que Turing planteó.[62] Sterret argumenta que se pueden obtener dos pruebas de la lectura del texto de Turing de 1950 y que, según Turing, no son equivalentes. Se le refiere a la prueba que consiste del juego de fiesta y compara frecuencias de éxito como la «Prueba del Juego de la Imitación Original» mientras que a la prueba que consiste de un juez humano conversando con un humano y una máquina se le conoce «Prueba Estándar de Turing», nótese que Sterret trata por igual a esta con la «interpretación estándar» en vez de tratarle como la segunda versión del juego de la imitación. Sterret concuerda que la Prueba Estándar de Turing (PET) tiene los problemas que sus críticas citan, pero siente que, en contraste, la Prueba del Juego de la Imitación Original (Prueba JIO) mostró ser inmune a muchas de estas, debido a una diferencia crucial: A diferencia de la PET, esta no hace similitud con el desempeño humano, aunque emplea al desempeño humano al definir criterio para la inteligencia de la máquina. Un humano puede reprobar la Prueba de JIO, pero se argumenta que esta prueba es de inteligencia y el hecho de reprobar solo indica falta de creatividad. La Prueba JIO requiere la creatividad asociada con la inteligencia y no la sola «simulación del comportamiento conversacional humano». La estructura general de la Prueba JIO puede ser usada con versiones no verbales de juegos de imitación.[64]

Otros escritores[65] continúan interpretando la propuesta de Turing como el mismo juego de la imitación sin especificar cómo tomar en cuenta la declaración de Turing de que la prueba que él propuso usando la versión festiva del juego de la imitación está basada en un criterio de comparación de frecuencias de éxito en el juego en vez de la capacidad de ganar en tan solo una ronda.

Saygin sugirió que, probablemente, el juego original es una manera de proponer un diseño experimental menos parcial, ya que esconde la participación de la computadora.[66] El juego de la imitación incluye un «truco social» no encontrado en la interpretación estándar, ya que en el juego a ambos, la computadora y el hombre, se le requiere que pretendan ser alguien que no son.[

No hay comentarios:

Publicar un comentario