Quand une machine décide du destin du monde

Nous sommes en 1940.

Les bombes tombent sur Londres, les sous-marins allemands coulent des navires dans l'Atlantique à un rythme terrifiant, et quelque part dans un bureau britannique, un jeune homme de 28 ans fixe une machine en bois avec l'air de quelqu'un qui refuse d'abandonner.

Son adversaire n'est pas un soldat.

C'est une machine à écrire.

Enfin... une machine à écrire capable de produire plus de combinaisons qu'il n'y a de secondes dans plusieurs vies humaines.

Elle s'appelle Enigma.

Et Alan Turing vient de lui déclarer la guerre.

159 milliards de milliards de combinaisons

Pour comprendre l'ampleur du défi, il faut saisir ce que les Allemands avaient construit.

Enigma ressemble à une machine à écrire munie d'un clavier, d'un jeu de rotors et d'un tableau de connexions. À chaque frappe, un courant électrique emprunte un chemin différent : les rotors tournent, les lettres se permutent, et la configuration interne change en permanence.

Chaque matin, les opérateurs allemands changent le réglage complet de la machine : quels rotors utiliser, dans quel ordre, position initiale, câblage du tableau.

Le nombre total de réglages possibles atteint environ 159 milliards de milliards.

Autrement dit : si tous les humains de la planète avaient testé une combinaison par seconde, jour et nuit, ils n'auraient pas épuisé une fraction infime des possibilités avant la fin de l'univers.

L'homme qui préférait les équations aux conversations

Alan Mathison Turing naît à Londres le 23 juin 1912. Brillant élève solitaire, il intègre King's College à Cambridge, puis l'université de Princeton aux États-Unis pour son doctorat.

Turing n'était pas le cliché du héros de guerre.

Pas de cigare.

Pas de costume impeccable.

Pas de discours grandiloquents.

À Cambridge, on le connaissait surtout pour sa façon étrange de réfléchir. Il pouvait résoudre un problème complexe en faisant du vélo pendant des heures, masque antigaz sur le visage pour se protéger son rhume des foins.

Une anecdote raconte même qu'il attachait sa tasse de thé au radiateur avec une chaîne pour éviter qu'on la lui vole pendant la guerre.

Original ?

Oui.

Mais parfois, les génies le sont.

Ce que peu de gens savent, c'est que sa contribution décisive précède la guerre.

En 1936, à 24 ans, Turing publie un article mathématique destiné à résoudre un problème abstrait de logique : peut-on décider mécaniquement si n'importe quelle proposition mathématique est démontrable ?

Pour répondre non, il imagine une machine théorique capable de lire des instructions sur une bande et d'exécuter n'importe quel calcul : la machine de Turing.

Un objet qui n'existe que sur le papier...

et qui contient déjà le principe fondamental de tous les ordinateurs modernes.

Enigma, la machine « incassable »

Les Allemands avaient une confiance presque aveugle dans Enigma.

Chaque lettre tapée changeait le fonctionnement interne de la machine grâce à des rotors qui tournaient constamment. Résultat : même si deux personnes tapaient exactement le même mot, elles obtenaient deux résultats différents.

Mieux : chaque message était chiffré avec une clé propre, elle-même protégée par la clé du jour.

Et surtout, les Allemands changeaient tout chaque nuit à minuit.

Essayer toutes les combinaisons aurait pris des siècles.

Enfin...

C'est ce que pensaient les Allemands.

Le secret oublié des Polonais

Le film The Imitation Game donne parfois l'impression que Turing est arrivé et a tout inventé.

La réalité est encore plus intéressante.

Dès les années 1930, trois mathématiciens polonais, Marian Rejewski, Jerzy Różycki et Henryk Zygalski, avaient percé les premiers secrets d'Enigma, en utilisant des mathématiques de pointe et des machines électromécaniques qu'ils appelaient déjà « bomba ».

En juillet 1939, à quelques semaines de l'invasion, la Pologne invite les services secrets français et britanniques près de Varsovie et leur transmet tout : méthodes, reconstitutions de machine, fiches perforées.

Turing ne part donc pas de zéro.

Il transforme une brillante idée en une machine capable de fonctionner à l'échelle d'une guerre mondiale.

Bienvenue à Bletchley Park

Bletchley Park ressemblait à un vieux manoir anglais à cinquante miles de Londres.

« En réalité, c'était probablement l'endroit le plus intelligent de la planète. »

Mathématiciens.

Linguistes.

Joueurs d'échecs champions.

Spécialistes de mots croisés recrutés par petites annonces dans le Daily Telegraph.

À l'apogée du site en 1945, près de 9 000 personnes y travaillaient dans le plus grand secret, et l'immense majorité d'entre elles étaient des femmes : opératrices des Bombes, transcriptrices, analystes.

Personne ne devait jamais savoir.

Pas leurs maris. Pas leurs familles. Pas leurs collègues.

Certains n'en parleront qu'à leurs petits-enfants, trente ans après la fin de la guerre.

La Bombe qui ne faisait pas exploser

Le nom prête à confusion.

« La Bombe ne détruisait rien. »

Elle pensait.

Enfin... presque.

Cette énorme machine électromécanique, conçue par Turing puis améliorée par le mathématicien Gordon Welchman avec son fameux « tableau diagonal », simulait des dizaines d'Enigma en parallèle pour tester des hypothèses et éliminer les mauvaises configurations à toute vitesse.

Elle ne devinait pas la réponse.

Elle utilisait la logique pour écarter l'impossible.

Une différence énorme.

Environ deux cents Bombes tournaient en Grande-Bretagne à la fin de la guerre, jour et nuit, sans jamais s'arrêter.

Et c'est précisément cette idée, déléguer à une machine l'épuisement systématique des possibilités, qui annonce le fonctionnement de nombreux algorithmes modernes.

Le mot qui trahissait les nazis

Voici l'une des astuces les plus fascinantes.

Les cryptanalystes cherchaient ce qu'ils appelaient un « crib ».

Autrement dit : un fragment de texte presque certain d'apparaître dans un message chiffré.

Par exemple :

les bulletins météo, envoyés à heure fixe,

les formules protocolaires militaires,

ou encore le célèbre « Heil Hitler » qui clôturait certains rapports officiels.

Un simple mot.

Et soudain, on sait où certaines lettres ne peuvent pas se trouver : c'est le principe du crib.

Pour les communications navales, encore plus difficiles, Turing mit au point une méthode statistique qu'il baptisa Banburismus, du nom des feuilles de papier imprimées à Banbury qui servaient à la mettre en œuvre.

Il dirigeait pour cela la Hutte 8, l'unité chargée de toutes les communications de la marine allemande.

Quand lire un message sauve des milliers de vies

Décoder Enigma ne servait pas à satisfaire une curiosité scientifique.

Cela permettait de savoir :

où se trouvaient les meutes de U-Boote,

quels convois devaient dévier leur route,

quand et où frapper.

Ces renseignements portaient un nom de code : Ultra.

Leur exploitation obéissait à des règles d'une prudence extrême : jamais agir sur une information si cela risquait de révéler qu'on lisait les messages allemands. Les Britanniques allaient jusqu'à envoyer des avions de reconnaissance « par hasard » pour justifier une interception.

Mieux valait perdre un convoi que perdre le secret.

Le secret fut si bien gardé que le monde entier ignora l'existence d'Ultra jusqu'en 1974, quand l'ancien agent F.W. Winterbotham publia ses mémoires.

L'historien officiel Harry Hinsley a estimé que ces percées raccourcirent la guerre de deux à quatre ans, épargnant potentiellement des millions de vies.

Après la guerre : construire l'avenir

Quand le monde revient à la paix, Turing retourne à ce qui l'obsède depuis 1936 : construire réellement la machine universelle.

En 1945, il rejoint le National Physical Laboratory de Londres et rédige le plan de l'ACE, un des premiers projets d'ordinateur programmable complet.

En 1948, il rejoint l'université de Manchester, où le « Mark 1 » devient l'un des tout premiers ordinateurs à programme enregistré au monde. Turing écrit pour lui le premier manuel de programmation.

Il programme aussi Turochamp, un moteur d'échecs complet... écrit avant qu'aucune machine ne soit assez puissante pour l'exécuter : il jouait les parties à la main, sur papier, contre des collègues.

Et à ceux qui croiraient Turing enfermé dans les calculs : en 1952, il publie un article de biologie mathématique expliquant comment les motifs naturels, rayures des zèbres, taches des léopards, spirales des tournesols, peuvent émerger de simples réactions chimiques. Cette théorie de la morphogenèse inspire encore aujourd'hui les biologistes du développement.

Avant l'ordinateur, il y avait une idée

Le plus impressionnant reste cet article de 1936.

Pour prouver qu'aucun algorithme universel ne peut résoudre tous les problèmes mathématiques, Turing avait besoin de définir rigoureusement ce qu'est un « calcul ».

Il imagine alors un dispositif minimal : une bande infinie divisée en cases, une tête de lecture qui écrit et efface des symboles, un état courant, une table de règles.

Cette machine n'existe pas physiquement.

C'est une idée.

Mais il démontre qu'elle peut exécuter n'importe quel calcul exprimable, dès lors qu'on lui fournit les bonnes instructions sur sa bande.

Autrement dit : un programme.

Autrement dit : le logiciel.

Tout ordinateur moderne, du smartphone au supercalculateur, est une incarnation de cette machine imaginée par un jeune Anglais de vingt-quatre ans, sept ans avant le premier vrai ordinateur électronique.

Le père de l'IA... avant l'IA

En octobre 1950, Turing publie dans la revue philosophique Mind un article devenu fondateur : Computing Machinery and Intelligence.

Sa question d'ouverture paraît folle à l'époque :

« Une machine peut-elle penser ? »

Plutôt que de débattre indéfiniment de mots, il remplace la question métaphysique par un critère opérationnel : le jeu de l'imitation.

Un humain converse à l'aveugle avec une machine et avec un autre humain. S'il ne sait plus lequel est lequel, la machine a-t-elle « pensé » ?

C'est le test de Turing.

Soixante-dix ans plus tard, à chaque fois qu'un chatbot répond à vos questions, la communauté scientifique continue de discuter cet article, mot pour mot, ligne par ligne.

Certaines machines ont revendiqué l'avoir passé, comme le programme Eugene Goostman en 2014, mais ces succès restent contestés : le test, disait déjà Turing lui-même dans son article, n'était qu'une expérience de pensée pour échapper aux débats stériles.

L'intelligence artificielle comme champ scientifique naîtra six ans après sa mort, en 1956, à la conférence de Dartmouth.

Son fondateur spirituel n'y était plus.

La tragédie d'un génie

Janvier 1952.

Turing signale à la police le cambriolage de son domicile.

L'enquête fait remonter un lien avec un homme rencontré quelques semaines plus tôt. Interrogé, Turing ne ment pas : il raconte la relation qu'il a eue avec cet homme.

Or l'homosexualité est alors un délit en Grande-Bretagne.

Condamné pour « outrage grave à la pudeur », on lui laisse le choix entre la prison et une « libération conditionnelle » sous traitement hormonal.

Pour continuer à travailler, il accepte le traitement : des injections d'œstrogènes, la castration chimique, qui bouleversent son corps.

Son habilitation de sécurité est révoquée : l'homme qui avait sauvé la guerre n'a plus officiellement le droit d'accéder aux secrets qu'il a lui-même décodés.

Le 8 juin 1954, sa gouvernante le retrouve mort chez lui, à Wilmslow. Empoisonné au cyanure, une pomme entamée posée sur sa table de chevet, jamais analysée par la police scientifique.

Il avait 41 ans.

Il fallut attendre des décennies pour que le pays qu'il avait sauvé reconnaisse l'injustice.

En 2009, après une campagne citoyenne massive, le Premier ministre Gordon Brown présente des excuses publiques au nom du gouvernement britannique, jugeant « effroyable » le traitement infligé à Turing.

Le 24 décembre 2013, soixante ans presque jour pour jour après sa mort, la reine Élisabeth II lui accorde une grâce royale posthume.

En 2017, la « loi Turing » étend la grâce à près de 50 000 hommes condamnés sous les mêmes lois.

Et depuis le 23 juin 2021, date anniversaire de sa naissance, c'est son visage qui figure sur le billet de 50 livres sterling, le plus élevé du Royaume-Uni, orné de spirales de tournesol en hommage à ses travaux de biologie mathématique.

De la prison menaçante au billet de banque national : l'Histoire corrige parfois ses jugements, même tardivement.

Ce que Turing a laissé

Depuis 1966, l'informatique possède son prix Nobel : le prix Turing, attribué chaque année par l'Association for Computing Machinery aux chercheurs dont les contributions ont le plus compté pour la discipline. Tous les grands noms du domaine l'ont reçu ; aucun n'a oublié pour qui il porte son nom.

Mais l'héritage dépasse largement le symbole.

Chaque fois que vous compilez un programme, vous exécutez l'idée de 1936.

Chaque fois qu'un algorithme épuise méthodiquement des milliards d'hypothèses, de la recherche génétique au cassage de hachage, il travaille comme la Bombe de Bletchley.

Chaque fois qu'un modèle de langage répond à une question et relance le débat sur ce que « penser » veut dire, c'est l'article de 1950 qui repart.

Et chaque fois qu'un développeur, un chercheur ou un enfant curieux se demande si une machine pourrait faire mieux, il pose exactement la question que se posait cet homme étrange, à vélo, masque antigaz sur le visage, chaîne autour de sa tasse de thé.

À chaque démarrage d'ordinateur, une petite partie de l'héritage de Turing continue de vivre.

Sources et pour aller plus loin

• Imperial War Museum : comment Alan Turing a cassé le code Enigma
• GOV.UK : la grâce royale posthume accordée à Alan Turing (2013)
• BBC News : la grâce royale et les excuses publiques de 2009
• Alan Turing, Computing Machinery and Intelligence, revue Mind, octobre 1950
• ACM : le prix Turing, « Nobel de l'informatique » depuis 1966
• Bletchley Park : le musée historique du site de décryptage
• Bank of England : le billet de 50 livres à l'effigie de Turing