Comment Alan Turing inventa "la bombe" et l’ordinateur

Cet article dévoile des éléments du film "The Imitation Game" film dédié à Alain Turing, ce mathématicien britannique génial, incarné par le comédien Benedict Cumberbatch.

Alain Lorfèvre
Comment Alan Turing inventa "la bombe" et l’ordinateur
©SSPL/Reporters

Sans Alan Turing, le monde ne serait pas ce qu’il est. Il est rare de pouvoir dire cela d’un homme, mais ce mathématicien britannique génial, incarné par le comédien Benedict Cumberbatch dans le film "The Imitation Game" (qui sort ce mercredi en salles) a joué au moins deux rôles capitaux au cours du XXe siècle : sans tirer un seul coup de feu, il a écourté la Seconde Guerre mondiale de deux ans au moins, selon les historiens, et il a théorisé les concepts de l’ordinateur et de l’informatique. Mais Alan Turing fut aussi victime de son temps : homosexuel réprouvé, il se suicida à 41 ans.

Génie précoce

Alan Turing naît en 1912 à Paddington. Selon ses biographes, il apprend à lire en trois semaines. A 16 ans, il surprend ses professeurs en démontrant une des composantes de la théorie de la relativité d’Einstein qui remet en cause les axiomes d’Euclide et les lois de la mécanique céleste de Newton. A la même époque, il se lie d’amitié avec Christopher Morcom, autre passionné de mathématiques. Morcom, qui lui aurait fait prendre conscience de son homosexualité, meurt en 1930 des suites d’une tuberculose. Eprouvé, Turing se jette corps et âme dans les mathématiques.

La "machine de Turing"

Après des études au King’s College de Cambridge entre 1931 et 1934, Alan Turing réalise un doctorat à l’université de Princeton. En 1936, à tout juste 24 ans, il publie dans "Les Annales" de la Société de mathématiques de Londres un article qui fait date : "On computable numbers, with an application to the entscheidungsproblem" . Turing y répond à "la question de la décision" posée par l’Allemand David Hilbert : "Est-il possible de déterminer si un énoncé est démontrable ou non avec une machine ?" Turing imagine une machine qui permet de décrire un calcul complexe sous forme d’une séquence d’opérations simples - soit une décomposition du problème en un nombre fini d’étapes. Ceci pourrait être réalisé par "une machine universelle", capable de simuler toute autre machine réalisant une des opérations "simples". Pour ce faire, Turing explique qu’il faudrait y encoder les opérations à exécuter et les don­nées à manipuler. Le chercheur théorise ainsi le concept de ce qu’on n’appelle pas encore ordinateur (et de son programme d’exploitation) et qu’on surnommera "machine de Turing" jusque dans les années 1950.

La "bombe de Turing"

Turing intègre en 1938 la Government Code and Cypher School (GC&CS), groupe de cryptanalystes réunis par le gouvernement britannique dans la perspective d’un conflit avec l’Allemagne nazie. La clé de voûte des codes allemands est le téléscripteur Enigma, dont les Britanniques se sont procuré un exemplaire. Pour deviner la clé d’un code, il faut disposer d’une bribe de message en clair. Turing, qui maîtrise l’allemand, s’appuie sur les formules protocolaires de la hiérarchie militaire allemande, ainsi que sur les termes des bulletins météo, qu’il sait inévitables dans les messages. Enigma est complexe : la combinaison de ses trois rotors de vingt-six lettres offre 159 milliards de milliards de clés possibles - et elles changent chaque jour. Turing conçoit (avec Gordon Welchman et Richard Pendered) une machine baptisée "bombe de Turing" (1) capable de tester en quelques heures toutes les variantes - équivalant au travail de dix mille personnes. Dès 1941, l’apport de cet ancêtre des ordinateurs influe sur le cours de la guerre. Turing offre aux Alliés d’autres percées : l’identification de la clé de cryptage de la Kriegsmarine, l’analyse de la Lorenz SZ 40/42, autre machine d’encryptage des nazis ou un brouilleur électronique des communications vocales. Le document dans lequel il le décrit est daté du 6 juin 1944, jour du débarquement en Normandie, rendu possible grâce à ses "bombes". Envoyé aux Etats-Unis en 1943, Turing y aida ses homologues américains à casser le cryptage de Fish, autre téléscripteur allemand. Il y vit fonctionner "Colossus", un des premiers calculateurs électroniques de l’histoire (2).

L’ordinateur et l’intelligence artificielle

Après-guerre, Turing intègre le National Physical Laboratory. Il y conceptualise en 1945 l’Automatic Computing Engine (ACE), qui se distingue des calculateurs d’alors parce qu’il peut traiter tout type de données : c’est la concrétisation de sa "machine de Turing". Face aux obstacles bureaucratiques, Turing claque la porte du NPL. Il contribue alors à la création du premier ordinateur britannique, le MADM (Manchester Automatic Digital Machine). Convaincu de l’avènement futur de l’intelligence artificielle, Turing rédige en 1950 un article pour la revue "Mind" où il parie que "d’ici cinquante ans, il n’y aura plus moyen de distinguer les réponses données par un homme ou un ordinateur". Il propose une expérience (connue sous le nom de test de Turing) où il définit un standard permettant de qualifier une machine de "consciente" (3).

Procès et castration

En 1952, Alan Turing est victime d’un cambriolage. Il dépose plainte. L’enquête révèle que l’auteur des faits a été renseigné par un ancien amant de Turing. L’homosexualité est encore en crime en Grande-Bretagne (la loi ne sera abrogée qu’en 1967). Turing est inculpé "d’indécence manifeste et de perversion sexuelle" . Un ancien collègue, Hugh Alexander, témoigne en sa faveur mais, tenu au secret, ne peut citer ses titres de guerre. Fidèle à son serment, Turing n’en fait pas plus état pour obtenir la clémence des juges. Il plaide coupable "de pratiques indécentes réitérées en compagnie d’un autre homme" . Condamné, Turing doit choisir entre l’incarcération ou la castration chimique par injection d’hormones féminines. Il choisit cette dernière, espérant poursuivre ses recherches, mais supporte mal les effets physiques du traitement.

Disparition précoce

Alan Turing se donne la mort le 7 juin 1954, cinq jours avant son quarante-deuxième anniversaire. A l’époque, il n’est fait aucune mention de ses états de service : sa contribution décisive au salut de la Grande-Bretagne restera secret militaire jusque dans les années 1970 et les dessous du décryptage d’Enigma jusqu’en 1996 ! Suite à une pétition ayant rassemblé près de 30 000 signatures, à l’initiative de l’informaticien John Graham-Cumming, le premier ministre travailliste Gordon Brown le réhabilite officiellement le 10 septembre 2009, présentant des excuses au scientifique et à ses proches à titre posthume pour "le traitement effroyable" dont Turing fut victime. La grâce royale suivit en 2013 ( http://bit.ly/LLBTuring2013). Certains soulignent alors que si la Grande-Bretagne avait été plus tolérante en 1953, elle aurait pu être pionnière de l’informatique. Mais cette histoire-là, Alan Turing n’eut pas l’opportunité de la changer.

1. Et non "Christopher", comme le romance le film

2. En Allemagne, l’ingénieur Konrad Zuse fabriqua dès 1941 le Zuse 3, calculateur programmable, considéré comme le premier ordinateur de l’histoire.

3. Ce test aurait été réussi par un ordinateur en juin 2014. Lire : http://bit.ly/LLBTuringTest

A lire :

Critique de "The Imitation Game" dans "La Libre Culture" ou en ligne : bit.ly/LLBTuringFilm

Notre dossier en ligne : bit.ly/LLBTuringLong

"Turing", de Jean Lassègue, Les Belles lettres, 1998

"Alan Turing ou l’énigme de l’intelligence", Andrew Hodges, Payot, 1998.


Alan Turing et Apple

Légende. Une légende tenace - parce que belle - veut que le logo de la firme Apple soit un hommage à Alan Turing, à côté du corps duquel on retrouva une pomme croquée, sans doute plongée dans du cyanure (la police ne fit à l’époque aucune analyse du fruit). Steve Jobs et le designer du fameux logo, Rob Janoff, ont toujours démenti cette version. La pomme d’Apple renvoie plus logiquement à celle d’Isaac Newton, représentée sur l’éphémère premier logo de la firme, en 1976. Il est par contre avéré qu’Alan Turing admirait "Blanche Neige et les sept nains" de Walt Disney, qu’il avait vu six fois. Ce qui accréditerait la thèse de son suicide à l’aide d’une pomme.