Alan Turing và bi kịch của một thiên tài khoa học

Alan Turing

Tác giả: Nguyễn Hải Hoành

Chính phủ Anh Quốc chính thức xin lỗi thiên tài

Alan Turing (1912-1954) là nhà khoa học Anh Quốc nức tiếng và là người anh hùng từng lập công to hàng đầu trong cuộc kháng chiến chống phát xít Đức nhưng lại bị chính quyền đối xử tàn nhẫn trong suốt mấy năm cuối đời. Tình trạng đó làm nhân dân nước Anh phẫn nộ. Cuối tháng 8/2009, nhà khoa học máy tính John Graham-Cumming và sinh viên Cameron Buckner phát trên mạng hai bản thỉnh nguyện yêu cầu Chính phủ Anh chính thức xin lỗi Alan Turing. Hai bản thỉnh nguyện này đã thu được chữ ký của hàng chục nghìn người, trong đó mang nhà văn Ian McEwan, nhà khoa học Richard Dawkins, thân sĩ đấu tranh bảo vệ quyền của người đồng tính Peter Tatchell…

Nhân dịp kỷ niệm 70 năm ngày mở đầu Thế chiến II và thể theo nguyện vọng của công chúng, ngày 10/9/2009, Thủ tướng Anh Gordon Brown đã thay mặt Chính phủ nói lời xin lỗi Alan Turing. Bản tuyên bố này phát trên web site bloghong.com của Phủ Thủ tướng Anh.

Mở đầu bản tuyên bố, Thủ tướng Brown viết: Năm 2009 là một năm của sự tái suy nghĩ sâu sắc – là dịp tốt để nước Anh với tư cách một quốc gia tưởng nhớ từ đáy lòng những gì chúng ta mắc nợ những bậc tiền bối. Một chuỗi nhiều ngày kỷ niệm và sự kiện làm lòng chúng ta trào lên cảm giác tự hào và cảm kích về quá khứ của nước Anh: Kỷ niệm 70 năm ngày mở đầu Thế chiến II, ngày Anh Quốc tuyên chiến với Đức phát xít, 65 năm ngày đổ bộ Normandy … “Cho nên tôi vừa vui lòng vừa tự hào lúc thấy rằng nhờ sự kết đoàn của những nhà khoa học máy tính, sử gia và những thân sĩ đấu tranh vì quyền lợi của người đồng tính luyến ái, năm nay chúng ta mang dịp kỷ niệm một đóng góp nữa vào cuộc tranh đấu của nước Anh chống phát xít Đức – đó là đóng góp của ông Alan Turing, chuyên gia phá khóa mật mã.”

Ông Brown viết: Turing cùng nhiều nghìn người đồng tính nam khác từng bị kết án như ông bởi những đạo luật căm sợ luyến ái đồng giới (homophobic legal guidelines), đã bị đối xử một cách đáng sợ. “Tuy rằng Turing bị xử theo pháp luật thời đó và chúng ta ko thể quay ngược kim đồng hồ, track dĩ nhiên sự đối xử với ông là siêu bất công và tôi rất vui lúc mang dịp để nói tôi và chúng ta vô cùng lấy làm tiếc trước những gì đã xảy ra với ông.”

Đóng góp mang tính quyết định của tiến sĩ toán học Alan Turing vào việc phá khóa mật mã phát xít Đức đã tạo ra bước ngoặt trong cuộc kháng chiến chống Đức của nhân dân Anh, tới mức những sử gia cho rằng nhờ đó chiến tranh kết thúc sớm được 2 năm – mang tức thị nước Anh và loài người bớt được biết bao hy sinh về người và của.

Ngoài ra ông cũng mang đóng góp to về khoa học, được coi là cha đẻ của tin học, của máy tính và trí tuệ nhân tạo. Thế nhưng, từ tháng 9/2009 trở về trước “Turing chưa bao giờ được xác nhận một cách thỏa đáng. Trong lúc đó rõ ràng việc làm của ông đã cứu được nhiều sinh mệnh và ông là người đặt nền tảng cho khoa học máy tính” – Buckner viết.

Quả vậy, tuy công trạng hiển hách như thế nhưng lúc bị phát hiện là người đồng tính nam, Turing đã bị pháp luật thời đó đối xử tàn nhẫn, dẫn tới việc ông tự kết liễu đời mình ở tuổi 42.

Tài năng sớm nở rộ

Alan Turing thể hiện tính ham hiểu biết và thiên tư độc đáo của mình ngay từ năm lên 6 tuổi, lúc khởi đầu đi học. 14 tuổi, vào học trường nội trú nổi tiếng mang tên Sherborne, ông tỏ ra say mê và mang năng khiếu về toán và khoa học, tới mức chỉ học hai môn này mà bỏ những môn khác. 16 tuổi, Turing đã đọc được những tác phẩm của Albert Einstein, ko những nắm được nội dung, ông còn suy luận về những thắc mắc của Einstein đối với những định luật về di chuyển Newton. Trong những năm 1931-1934, Turing học tại King’s Colledge của Đại học Cambridge, sau lúc tốt nghiệp đại học với bằng danh dự ông được ở lại trường làm nghiên cứu sinh toán học. Thời kì này ông đã viết những bài báo khoa học mang giá trị khai phá một lĩnh vực hoàn toàn mới hồi đó chưa từng mang, như vấn đề những con số mang thể tính được, vấn đề thuật toán logic và cho rằng mang thể sử dụng máy để tính toán thay người. Ông đã chứng minh loại máy như vậy (ngày nay ta gọi là máy tính, hồi đó chưa xuất hiện) mang khả năng tính toán bất cứ vấn đề toán học nào, nếu vấn đề đó mang thể biểu thị được bằng một thuật toán. Ngoài ra ông còn đề ra ý tưởng làm một mẫu “máy Turing vạn năng” mang thể làm bất cứ việc gì.

Mới 25 tuổi Turing đã được bầu làm thành viên Viện Khoa học của King’s School. Thời kì 1936-1938 Turing tiếp tục nghiên cứu đại số, logic học và lý thuyết số tại Đại học Princeton (Mỹ) dưới sự chỉ đạo của nhà toán học và logic học nổi tiếng Alonzo Church (1903-1995) và đạt được học vị tiến sĩ toán. Ông cùng thầy mình đưa ra Luận đề Church-Turing.

Luận án tiến sĩ của ông giới thiệu quan niệm tính toán tương đối, theo đó ông ghép nhiều máy Turing lại với nhau trở thành một máy tiên tri (oracle machine), cho phép nghiên cứu những phương trình ko thể giải được nếu chỉ sử dụng một máy Turing. Sau đó Turing về nước, trở lại Đại học Cambridge. Tại đây ông tham gia diễn đàn về nền tảng của toán học do triết nhân Ludwig Wittgenstein chủ trì. Hai người tranh cãi với nhau rất găng.

Turing về Cambridge chưa được bao lâu thì chiến tranh thế giới nổ ra. Ngày 3/9/1939, Anh tuyên chiến với Đức sau lúc Đức tiến công Ba Lan. Turing bước vào cuộc tranh đấu mới, sử dụng trí tuệ mình góp phần vào cuộc kháng chiến của nhân dân Anh chống phát xít Đức xâm lược.

Chiến công thầm lặng tại công viên Bletchley

Để chuẩn bị gây chiến tranh thế giới, ngay từ thập niên 1920, Hitler đã tập hợp nhiều chuyên gia nghiên cứu cải tiến loại máy thông tin mật mã trước đây người Đức sử dụng trong thương nghiệp, cuối cùng đã cung cấp ra máy soạn-giải mã mang tên Enigma (“Bí mật”). Đây là thành tựu phối hợp tuyệt vời những thành tựu cao nhất về toán học, vật lý, tiếng nói học, nguyên lý cờ vua và trò ô chữ (crossword puzzle).

Mỗi máy Enigma ngoài mặt trông như chiếc máy chữ, xếp trong va ly kim loại xách tay, mang thể đặt trên xe tăng, ô tô, phi cơ, tàu chiến. Lúc ấn phím sẽ song song làm di chuyển một bộ trục quay cơ khí, phối hợp hệ thống điện, phát ra những xung vô tuyến dạng điện báo Morse. Từ 26 chữ mẫu Latin, Enigma mang khả năng soạn thành 8000 tỷ mã bí mật, từ đó soạn ra (và giải) những bức điện mật. Mỗi máy thông tin Enigma vừa là máy phát lại vừa là máy nhận và tự giải mã theo những phương án thường xuyên thay đổi.

Hitler ca tụng mã Enigma là “Mật mã số một thế giới, cả tới thần thánh cũng ko thể giải nổi”. Trong chiến tranh, quân đội Đức đã trang bị 200.000 máy Enigma. Thời kì đầu, phát xít Đức sử dụng rất thành công loại mã này để liên lạc với nhau, phía Đồng minh chống Đức ko thể giải được. Đặc thù quân đội Anh ko tài nào phát hiện được sự di chuyển của tàu ngầm Đức chuyên phục kích những tàu vượt Đại Tây Dương chở vũ khí Mỹ viện trợ cho Anh và lực lượng Đồng minh châu Âu. Hồi đó trung bình mỗi tháng Đức bắn chìm 5.000 tấn tàu hàng Đồng minh, gây tổn thất cực to làm cuộc kháng chiến của Anh quốc mang nguy cơ thất bại.

Vì sự sống còn của nước Anh, Thủ tướng Winston Churchill quyết tâm giải bằng được mật mã Enigma. Thực ra ngay từ trước năm 1939, những nhà khoa học trong lực lượng Ba Lan chống phát xít đã nghiên cứu nắm được nguyên lý máy Enigma và cung cấp được một bản sao của nó cùng một máy phân tích mã, đặt tên là Bomba và sau đó họ mang chuyển kết quả nghiên cứu này cho Pháp và Anh. Vì Enigma mang quá nhiều tổ hợp mã mà Ba Lan mang quá ít người giải mã, cho nên ko thể giải những bức mật điện bắt được, hoặc giải quá chậm, mà thông tin quân sự thường chỉ mang giá trị trong thời kì rất ngắn, tính bằng giờ, bằng ngày.

Churchill đã tập trung khoảng 12 nghìn người tự nguyện – những nhà toán học, nhà tiếng nói học tiếng Ai Cập, tiếng Đức, tiếng Anh, những kiện tướng cờ vua, những người giỏi chơi trò giải ô chữ – tới làm việc suốt ngày đêm tại Trung tâm Giải mã tình báo đặt trong công viên Bletchley cách London 50 dặm về phía Tây Bắc. Họ mang nhiệm vụ thu nhận và giải mã những bức điện vô tuyến của quân đội Đức.

Churchill đích thân mời tiến sĩ toán học Alan Turing phụ trách công việc phá khóa mã. Với ý thức yêu nước nồng nàn và trí tuệ thiên tài, Turing đã chỉ đạo thiết kế cung cấp được máy giải mã đặt tên là Bombe, phỏng theo tên Bomba của Ba Lan. Thực chất nó là chiếc máy tính tiên tiến trước tiên của nhân loại.

Chiếc máy cơ-điện tử này gồm 80 đèn khí tử và rất nhiều rơ-le, nó to như mẫu giá sách, cao 2 mét, chiều rộng vài mét. Bombe mỗi giây mang thể sử dụng 150 triệu cách giải mã, trong lúc máy Enigma của Đức chỉ mang khả năng cung cấp 17,2 triệu cách tổ hợp mã. Bombe mỗi giây đọc được 2000 mã. Trung tâm giải mã Bletchley đã lắp được 210 chiếc máy Turing Bombe.

Do mang tốc độ tính toán nhanh, mỗi ngày hệ thống Turing Bombe này giải mã được khoảng 3.000 bức điện của quân đội Đức sử dụng mã Enigma. Nhờ thế hầu như nội dung tất cả mật điện của Đức đều bị Bộ Chỉ huy của Churchill nắm được, tạo ra thế chủ động cho phía Anh.

Kết quả là phi cơ Đức tới ném bom nơi nào thì nơi đó người Anh đã sơ tán dân và sắp xếp sẵn lực lượng phòng không-không quân dầy đặc để chủ động ứng phó. Sau 10 tháng (7/1940-5/1941) điên cuồng ném bom đất Anh để chuẩn bị đổ quân lên đảo quốc này, Hitler mất hơn 1.500 phi cơ và phi công; bị thua quá đau, Hitler phải ngừng chiến dịch này.

Nhiều tàu ngầm Đức bị diệt vì lộ vị trí, làm chúng ko dám léo hánh ra Đại Tây Dương phục kích tàu chở hàng viện trợ Mỹ như trước. Cũng do giải được mật điện của địch nên phía Anh đã tìm ra tọa độ thiết giáp hạm Bismarck to nhất thế giới, “Niềm tự hào của Đế chế III Đức” và đánh chìm tàu này vào ngày 27/5/1941 – đây là một chiến công mang ý nghĩa ý thức rất to đối với nước Anh và từ đó hải quân Đức ko dám tiến công Anh nữa. Năm 1942, quân đoàn Đức do thống chế Erwin Rommel chỉ huy đóng ở Bắc Phi chuẩn bị tiến công Ai Cập thì phát hiện thiếu đạn dược, phải điện về Berlin xin tiếp tế, nhưng những tàu biển chở vũ lúc từ Đức đi châu Phi đều bị phi cơ, tàu chiến, tàu ngầm Anh biết trước đánh chìm sắp hết. Tháng 8/1942, Rommel định phá vây về phía Cairo thủ đô Ai Cập thì Tập đoàn quân số 8 của Anh nắm được kế hoạch đó nên đã giáng cho quân Đức những đòn sấm sét làm quân đoàn Bắc Phi của Rommel hoàn toàn tan rã sau lúc mất 59 nghìn lính.

Công việc giải mã cũng giúp Đồng minh đổ bộ thắng lợi lên Bắc Phi, Ý, Pháp và giành thắng lợi trong chiến dịch Normandy vĩ đại đổ bộ lên châu Âu.

Sau lúc Thế chiến II kết thúc, trong một lần tới thăm công viên Bletchley, Thủ tướng Churchill nói: Nếu ko mang những người thầm lặng làm việc ở Bletchley Park thì mang lẽ thống chế Rommel tư lệnh quân đoàn Đức ở Bắc Phi đã chiếm được Cairo ngay từ năm 1942 và nhờ đó kiểm soát Địa Trung Hải, chặn đường tiếp tế trên biển của Đồng minh. Mặt khác tàu ngầm Đức cũng sẽ cắt đứt tuyến hàng viện trợ từ Mỹ sang Anh và cuộc đại chiến phản công tuyệt vời ngày 6/6/1944 (tức cuộc đổ bộ Normandy) sẽ phải hoãn tới năm 1946, ngày thắng lợi của Thế chiến II chưa biết sẽ lùi lại tới năm nào tháng nào. “Thế nhưng might mắn sao tất cả những chuyện đó đã ko xảy ra bởi vì những thiên tài khoa học của chúng ta đã phá được khóa mật mã Enigma, nhờ đó chúng ta giành được chủ động, đánh bại lũ điên cuồng chiến tranh. Chúng ta chớ nên quên câu chuyện xảy ra trong công viên này.” – ông nói.

Những sử gia cho rằng nhờ giải được mật mã Enigma mà chiến tranh sớm kết thúc được 2 năm. Thủ tướng Brown cũng viết: “Nếu ko mang cống hiến xuất sắc của Turing, lịch sử Thế chiến II mang thể đã rất khác.”

Đúng vậy, trong chiến tranh, thời kì là yếu tố vô cùng quan yếu. Ngày đó Đức đang dẫn đầu thế giới về vật lý hạt nhân; hai năm mang lẽ là đủ để phát xít Đức làm được bom nguyên tử, và lúc đó cục diện chiến tranh vững chắc sẽ khác hẳn. Sau lúc Pháp đầu hàng Đức (6/1940), châu Âu chỉ còn lại nước Anh chống phát xít Đức. Nếu viện trợ từ Mỹ bị cắt thì Anh sẽ ko thể chống lại nổi sự tiến công vũ bão của Đức và rất mang thể Đức đã chiếm được Anh. Bà Kelsey Griffin Giám đốc Viện Bảo tồn Công viên Bletchley mang lý lúc nói Turing xếp ngang hàng cùng Churchill như một trong những người Anh vĩ đại của chúng ta.

Công việc của 12 nghìn người ở công viên Bletchley được giữ bí mật tuyệt đối, gián điệp Đức ko hay biết chút gì. Vả lại Đức quốc xã cuồng tín quá tin tưởng vào ưu thế của mật mã Enigma cho nên họ hoàn toàn ko tưởng tượng nổi người Anh lại phá được mật mã này. “Những con gà của tôi đẻ trứng vàng mà ko bao giờ kêu cục tác”. (My geese that laid the golden eggs and by no means cackled) – Thủ tướng Churchill nói về việc giữ bí mật công việc giải mã.

Cũng vì vậy mà trong mấy chục năm ngay tắp lự ko ai hay biết về thành tựu khoa học và công trạng hiển hách của Turing – Trưởng cố vấn Trung tâm giải mã (Codebreaking centre); cũng ko ai biết Turing Bombe chính là thế hệ máy tính trước tiên của loài người.

Ngay sau lúc chiến tranh kết thúc, theo lệnh của Churchill, người ta đã tháo tháo phá hủy hết những thiết bị cung cấp tại Trung tâm giải mã đặt trong công viên Bletchley; những người làm việc ở đây (khoảng 12.000 người, mang lúc 3/4 là nữ) phải tuyên thệ giữ bí mật công việc của họ.

Cho tới năm 1989 lúc chính phủ Anh cho phép giải mật những hồ sơ mật về Thế chiến II, dư luận mới biết một số tin tức về những sáng chế phát minh của Trung tâm giải mã Bletchley.

Turing sau chiến tranh

Từ năm 1945, Turing kiêm nhiệm làm việc tại Phòng Thí nghiệm Vật lý Quốc gia, nghiên cứu lý luận máy tính. Năm 1946 ông được Tôn thất Anh tặng huân chương OBE, một vinh dự khá cao. Những năm 1947-1948 ông nghiên cứu vấn đề trí tuệ nhân tạo, làm Phó Giám đốc Phòng Thí nghiệm tính toán tại Đại học Manchester. Năm 1949 Turing trở thành nhà khoa học trước tiên thực tế sử dụng máy tính để nghiên cứu toán học. Năm 1950 ông công bố luận văn “Máy tính và trí năng”, đưa ra “Phép thử Turing” (Turing Take a look at) nổi tiếng, đặt nền tảng cho khoa học trí tuệ nhân tạo. Năm 1951 ông khởi đầu nghiên cứu lý thuyết phi tuyến tính của những sinh vật. Ở tuổi 39, Turing được bầu làm thành viên Hội khoa học Tôn thất (chức danh này còn gọi là viện sĩ).

Đáng tiếc là đầu năm 1952, Turing bị phát hiện là một người đồng tính nam lúc xảy ra vụ kẻ lạ đột nhập nhà ông và người giúp kẻ đó lại là Arnold Murray, một người đồng tính nam 19 tuổi, vừa mới quen biết ông. Turing khai báo vụ này cho cảnh sát. Trong quá trình khảo sát, ông thừa nhận mình từng mang quan hệ tình dục đồng giới với Murray.

Theo luật Anh Quốc thời đó, luyến ái đồng giới là phạm pháp, hơn nữa vụ này xảy ra sau lúc hai người đồng tính nam vốn là viên chức cơ quan tình báo Anh MI5 vừa bị bắt vì tội làm gián điệp cho Liên Xô, cho nên cả nước Anh bị bao trùm bởi nỗi sợ mưu kế luyến ái đồng giới của KGB Nga nhằm đánh cắp những bí mật khoa học khoa học của Anh Quốc.

Dễ hiểu là người ta cũng nghi ngờ Turing do là người đồng tính nam mà mang thể làm lộ bí mật kết quả nghiên cứu của mình, vì lúc đó ông vẫn đang là một trong những người lãnh đạo công việc phá mã bí mật tại công viên Bletchley. Ông bị buộc thôi việc và bị tòa án kết tội “mang hành vi bỉ ổi nghiêm trọng” (acts of gross indecency).

Tòa cho phép ông mua một trong hai hình phạt: hoặc ngồi tù hai năm, hoặc quản thúc tại gia nhưng phải chịu “điều trị” bằng hóa chất. Ông mua cách thứ hai. Trong một năm ngay tắp lự, ông bị tiêm hormone estrogene (hooc-môn nữ) — một liệu pháp ức chế thèm muốn tình dục, tức diệt dục, thực chất là một hình thức thiến hoán vị bằng hóa chất (chemical castration). Hậu quả đã làm hai vú ông nở to ko thường nhật và gây ra nhiều thống khổ cùng những biến đổi tâm lý trong quãng đời còn lại của ông.

Mang lẽ vì ko chịu nổi nỗi đau thể xác cùng lời cáo buộc nghiệt ngã đó, ngày 7/6/1954 Alan Turing tự kết thúc đời mình lúc ông mới 42 tuổi — độ “tuổi vàng” của những nhà khoa học.

Vinh dự sau lúc chết

Cống hiến to lao của Alan Turing trong lĩnh vực khoa học và trong cuộc kháng chiến chống phát xít của loài người ko bị quên lãng. Năm 1966, Hội Máy tính (Affiliation for Computing Equipment) sáng lập Giải thưởng Turing trị giá 250.000 USD để hàng năm trao cho những cá nhân mang đóng góp to về khoa học máy tính. Được coi là giải Nobel trong lĩnh vực máy tính, Turing Award thực sự là vòng hoa tưởng vọng mãi mãi dành cho nhà khoa học thiên tài kiêm anh hùng số một Anh Quốc trong cuộc kháng chiến chống phát xít Đức.

Ngày 5/6/2004, Hội Logic Anh (British Logic Colloquium) và Hội nghiên cứu Lịch sử Toán học Anh (British Society for the Historical past of Arithmetic) đã lengthy trọng tổ chức Lễ kỷ niệm cuộc thế và sự nghiệp của Turing.

Nhân dịp này, Đại học Khoa học kỹ thuật Manchester và Đại học Manchester đã thành lập Viện Alan Turing. Người ta cũng dựng tượng đài tưởng nhớ Turing tại công viên Sackville thành phố Manchester, đặt giữa tòa nhà của Đại học Manchester trên phố Whitworth với xóm của những người đồng tính nam (homosexual village) trên phố Canal. Bức tượng đồng Turing trong khuôn viên Đại học Surrey và tấm bảng kỉ niệm tại nơi ông ở trước đây, Hollymeade, Wilslow, cũng được khánh thành trong dịp này.

Năm 2000, tập san Mỹ Time đưa Alan Turing vào Danh sách những người mang thúc đẩy nhất trong thế kỷ 20.

Kết cuộc bi thảm của Alan Turing bắt nguồn từ nhận thức ấu trĩ của nhân loại về hiện tượng luyến ái đồng giới, hành vi từ năm 1885 bị vương quốc Anh coi là phạm pháp. Mười ba năm sau vụ tự tử của ông, năm 1967 nước Anh mới ko còn coi luyến ái đồng giới là phạm pháp. Phải tới năm 2009, do sức ép của công chúng, Chính phủ Anh mới công khai nói lời xin lỗi con người vĩ đại khốn khổ đó.

Và mãi tới ngày 19/8/2014, Nữ Hoàng Anh mới ra lệnh đặc xá Alan Turing. Dù hành động của Elizabeth II là quá muộn nhưng lệnh này đã dẫn tới một đề xuất đầy tính cách mệnh và nhân văn: Tháng 2/2015, gia đình Turing đệ đơn yêu cầu chính quyền Anh ban hành lệnh đặc xá sau lúc qua đời cho sắp 50 nghìn người từng bị tòa án nước này kết tội vì hành vi luyến ái đồng giới. Rốt cuộc sự ra đi của Turing đã cứu được danh dự cho biết bao người vô cớ chịu oan.

Trailer phim The Imitation Sport nói về cuộc thế Alan Turing. Nguồn: Youtube.