Alan Turing: o homem que enfrentou a Enigma

Alan Turing entrou no King’s College, de Cambridge, em 1931 e se formou em matemática com distinção máxima (first-class honours) em 1934. O teorema central do limite é um resultado básico da teoria das probabilidades. Ele demonstrou uma versão dele ainda na graduação e a apresentou numa tese para o cargo de fellow, “On the Gaussian Error Function”. O matemático J. W. Lindeberg tinha demonstrado um resultado parecido em 1922. Em 1936, Turing também ganhou um Smith’s Prize, um dos prêmios de matemática de Cambridge. Ele continuou fellow do King’s até 1952.

O artigo se chamava “On Computable Numbers, with an Application to the Entscheidungsproblem”. A palavra alemã significa “problema da decisão”. O matemático David Hilbert tinha perguntado se um método definido poderia decidir, para qualquer afirmação matemática, se ela pode ser provada. Alan Turing conheceu a pergunta em 1935, nas aulas do matemático Max Newman, em Cambridge, e respondeu que não. Em Princeton, o lógico Alonzo Church chegou ao mesmo resultado de forma independente, por um método que não usava máquinas. Church publicou alguns meses antes. Foi Church quem chamou pela primeira vez o dispositivo imaginário de Turing de “máquina de Turing”. O mesmo artigo descrevia uma máquina universal, capaz de fazer o trabalho de qualquer outra máquina desse tipo: a ideia básica por trás do computador moderno.

O Departamento de Cifras da Polônia leu mensagens da Enigma pela primeira vez no fim de 1932. O matemático Marian Rejewski reconstruiu, usando matemática, a fiação dos rotores da máquina. Em 1938, os poloneses construíram a bomba, uma máquina que buscava automaticamente as configurações da Enigma. A bomba de Alan Turing aproveitou essa ideia, mas testava as configurações contra trechos de texto que se supunha estarem na mensagem. A Grã-Bretanha mandou à reunião perto de Varsóvia Alastair Denniston, chefe do seu serviço de decifração, e Dilly Knox, que liderava o trabalho com a Enigma. Em julho de 1939, a Grã-Bretanha e a França já tinham prometido apoiar a Polônia se ela fosse invadida, e os poloneses aceitaram compartilhar o que sabiam. Em janeiro de 1940, Turing encontrou os decifradores poloneses na França, para onde tinham fugido depois da queda da Polônia.

O transatlântico Athenia foi torpedeado pelo submarino alemão U-30 na noite de 3 de setembro de 1939, o dia em que a Grã-Bretanha declarou guerra. Mais de 110 pessoas morreram. Os especialistas achavam que a Enigma naval era impossível de quebrar. Um dos motivos era que a Marinha alemã usava a Enigma de formas mais complexas do que o Exército e a Força Aérea. Os operadores do Exército e da Força Aérea escolhiam três rotores de um conjunto de cinco. Cada rotor era uma roda que embaralhava as letras, e a ordem dos rotores fazia diferença. Os da Marinha escolhiam entre oito. Com isso, as ordens possíveis dos rotores passavam de 60 para 336, e uma busca completa nas bombas levava muito mais tempo. A Enigma naval passou a ser tarefa do Hut 8, a seção que Alan Turing chefiava.

O Banburismus recebeu esse nome por causa de Banbury, a cidade onde as longas folhas de papel eram impressas. As letras de uma mensagem interceptada eram perfuradas na folha. Os decifradores deslizavam duas folhas uma sobre a outra e contavam os furos que coincidiam. A contagem dava uma pista de como as configurações de máquina das duas mensagens se relacionavam. Alan Turing media a força dessa evidência em unidades que chamou de “bans” e, em décimos de ban, “decibans”. O método reduzia o número de ordens de rotores que as bombas precisavam testar e, assim, poupava o escasso tempo de bomba. O Banburismus exigia habilidade. Joan Clarke, que entrou no Hut 8 em 1940, ficou muito boa nisso.

Alan Turing projetou a bomba para testar em alta velocidade as possíveis configurações da Enigma. A bomba trabalhava a partir de um “crib”: um trecho curto de texto que os decifradores supunham estar na mensagem. Cada conjunto de tambores giratórios reproduzia os rotores de uma máquina Enigma. Quando a bomba encontrava uma configuração compatível com o crib, ela parava, e a configuração era verificada. A British Tabulating Machine Company construiu as bombas na sua fábrica em Letchworth, Hertfordshire, onde a engenharia era chefiada por Harold “Doc” Keen. A maioria das bombas era operada por integrantes do Serviço Naval Real Feminino, as Wrens. Até o fim da guerra na Europa, cerca de 210 bombas tinham sido construídas.

Gordon Welchman era um matemático de Cambridge que dirigia o Hut 6, a seção que atacava os códigos Enigma do Exército e da Força Aérea alemães. O painel diagonal explorava uma regra do painel de conexões da Enigma, um painel de cabos que trocava letras aos pares antes e depois dos rotores. Se A estava ligado a E, então E estava ligado a A. Com essa regra embutida na bomba, cada suposição gerava verificações extras. As configurações erradas eram descartadas mais depressa, e a bomba podia trabalhar com cribs mais simples. A primeira bomba com o painel, apelidada de “Agnus”, começou a funcionar em agosto de 1940. A partir do fim de 1940, a bomba aperfeiçoada tornou rotina a leitura das mensagens da Força Aérea alemã.

Joan Clarke estudou matemática no Newnham College, em Cambridge, e obteve a nota máxima nas duas etapas do curso (double first). Na época, Cambridge não concedia às mulheres o diploma completo. Gordon Welchman, um dos orientadores dela, recrutou-a para Bletchley Park, onde ela trabalhou com Alan Turing no Hut 8. Turing e Clarke ficaram noivos na primavera de 1941. As famílias foram informadas, mas o noivado foi mantido em segredo dos colegas. Depois do fim do noivado, os dois continuaram amigos pelo resto da vida de Turing. Segundo o GCHQ, ela foi uma das primeiras pessoas a quem Turing escreveu depois de ser preso, em 1952. Mais tarde, ela voltou a trabalhar no GCHQ, o sucessor de Bletchley Park.

O material capturado ajudava de duas formas. As tabelas de chaves davam ao Hut 8 as configurações exatas dos dias que cobriam. Os livros de código ajudavam os decifradores a adivinhar o texto de mensagens posteriores. Em 9 de maio de 1941, navios de guerra britânicos forçaram o submarino alemão U-110 a vir à tona no Atlântico Norte. Um grupo de abordagem levou seus documentos e o material da Enigma. O comandante do U-110, Fritz-Julius Lemp, o oficial que tinha afundado o Athenia, morreu na ação. O U-110 afundou no dia seguinte, enquanto era rebocado, e a captura ficou em segredo por décadas. A partir de agosto de 1941, o Hut 8 conseguia quebrar a principal cifra naval sem chaves capturadas.

Os quatro signatários eram Alan Turing, Gordon Welchman, Hugh Alexander e Stuart Milner-Barry, decifradores veteranos do Hut 8 e do Hut 6. Winston Churchill tinha visitado Bletchley Park em setembro de 1941, e a carta começava lembrando essa visita. Depois, a carta listava a falta de pessoal, seção por seção. No Hut 8, a seção de cartões perfurados (Hollerith), que ajudava a encontrar as chaves navais, tinha parado de fazer turnos noturnos por falta de gente. Por isso, dizia a carta, as chaves navais eram encontradas pelo menos 12 horas mais tarde todos os dias. Como o trabalho era muito secreto, Milner-Barry entregou a carta em mãos no número 10 de Downing Street.

Winston Churchill enviou a carta dos quatro decifradores, com sua ordem escrita à mão, ao general Hastings Ismay, seu principal assessor militar. A ordem também pedia que Ismay informasse Churchill quando ela tivesse sido cumprida. Segundo o processo guardado no National Archives, Ismay contatou o Ministério do Trabalho e o departamento do Almirantado que administrava o Serviço Naval Real Feminino. Integrantes desse serviço operavam muitas das bombas. O processo registra que Ismay deu instruções para que as necessidades de pessoal de Bletchley recebessem prioridade máxima. A resposta de Ismay, de 18 de novembro de 1941, está no mesmo processo. Ela dizia que o chefe do serviço secreto tinha informado que as necessidades estavam sendo atendidas muito depressa, embora não por completo.

Os submarinos alemães do Atlântico e do Mediterrâneo passaram a usar uma nova máquina, a Enigma M4, de quatro rotores. A M4 funcionava numa rede de cifra separada, que o Hut 8 chamava de Shark. O restante do tráfego Enigma da Marinha alemã continuava legível, então o apagão se limitou ao tráfego dos submarinos. As bombas do Hut 8 tinham sido feitas para máquinas de três rotores e não davam conta do quarto rotor. Em novembro de 1942, Alan Turing atravessou o Atlântico para trabalhar com os americanos na crise. As bombas britânicas e americanas de quatro rotores só entraram em serviço no verão de 1943.

O U-559 estava afundando no leste do Mediterrâneo, perto de Port Said, no Egito, quando marinheiros do HMS Petard o abordaram. O tenente Anthony Fasson e o marinheiro Colin Grazier entraram no submarino, que afundava, para recolher seus documentos. Um ajudante de cantina de 16 anos, Tommy Brown, também subiu a bordo do U-559 e foi o único dos três a sobreviver. Tommy Brown tinha mentido sobre a idade para se alistar. Fasson e Grazier receberam a George Cross depois de mortos, e Brown, a George Medal. Entre os documentos estavam o livro de código meteorológico dos submarinos e o livro de sinais curtos usado para informar avistamentos. O historiador Ralph Erskine avaliou que, sem a coragem dos três marinheiros, a Shark não teria sido quebrada antes das bombas de quatro rotores, se é que seria.

Os submarinos alemães enviavam boletins meteorológicos curtos com o quarto rotor numa posição neutra, de modo que a máquina se comportava como uma Enigma de três rotores. Um livro de código meteorológico capturado do U-559 permitiu ao Hut 8 adivinhar o texto desses boletins. Assim, as bombas de três rotores que o Hut 8 já tinha conseguiam encontrar as configurações do dia. Em 13 de dezembro de 1942, Bletchley voltou a enviar ao Almirantado as posições dos submarinos alemães no Atlântico na semana anterior. Segundo o historiador Ralph Erskine, eram mais de uma dúzia. Em março de 1943, os alemães trocaram o livro de código meteorológico, mas o Hut 8 encontrou um novo jeito de quebrar a Shark em cerca de 10 dias. Erskine também escreve que a inteligência obtida com a Shark, embora às vezes muito atrasada, teve um papel decisivo na Batalha do Atlântico.

O National Physical Laboratory, em Teddington, perto de Londres, era um instituto científico do governo. Em 1945, um relatório americano sobre um computador planejado, o EDVAC, levou o laboratório a iniciar um projeto britânico. O laboratório contratou Alan Turing para projetar a máquina. ACE era a sigla de Automatic Computing Engine. Segundo o biógrafo Andrew Hodges, Turing imaginava uma máquina que pudesse passar da aritmética para a álgebra, a decifração de códigos ou o xadrez só trocando o programa. A construção emperrou. Hodges escreve que a falta de cooperação frustrou Turing profundamente. Uma versão de teste menor, o Pilot ACE, foi construída a partir dos projetos de Turing e funcionou em 1950, quando Turing já tinha saído. O Pilot ACE está hoje no acervo do Science Museum Group.

A OBE (Officer of the Order of the British Empire, oficial da Ordem do Império Britânico) é uma condecoração britânica. A London Gazette incluiu Alan Turing entre os oficiais adicionais da Divisão Civil da Ordem. A Gazette o descreveu apenas como funcionário de um departamento do Foreign Office, sem mencionar Bletchley Park. Joan Clarke, colega de Turing no Hut 8, recebeu a MBE por seu trabalho na guerra. O segredo do trabalho de Bletchley Park se manteve até 1974, quando o livro The Ultra Secret, de Frederick Winterbotham, o revelou. Nessa época, Turing já estava morto havia 20 anos.

Alan Turing começou a correr a sério depois da guerra, quando trabalhava no National Physical Laboratory, e entrou para o Walton Athletic Club. A prova era o campeonato de maratona da Amateur Athletic Association, disputado em Loughborough. Ela serviu de seletiva para os Jogos Olímpicos de 1948, em Londres. O argentino Delfo Cabrera venceu a maratona olímpica um ano depois, em 2 horas, 34 minutos e 51,6 segundos. Depois, uma lesão pôs fim às corridas de competição de Turing.

A Mind é uma revista de filosofia, e o artigo se chamava “Computing Machinery and Intelligence”. Alan Turing baseou o teste num jogo de festa em que um interrogador, digitando perguntas, tenta distinguir um homem de uma mulher. Na versão dele, uma máquina ocupa um dos lugares. Ele também previu que, em cerca de 50 anos, os computadores jogariam bem esse jogo. Um interrogador médio teria então no máximo 70% de chance de identificar a máquina depois de cinco minutos. O teste que o artigo descreve é conhecido hoje como teste de Turing.

O rapaz era Arnold Murray, de 19 anos, de Manchester, que Alan Turing tinha conhecido em dezembro de 1951. Murray contou a Turing que o ladrão era um conhecido dele. No interrogatório policial, Turing primeiro deu uma descrição falsa de quem lhe passou a informação e depois admitiu a relação. Os dois foram acusados de “indecência grave”. O crime vinha da Criminal Law Amendment Act de 1885 e era usado para processar qualquer contato sexual entre homens. Turing tinha se mudado para a Universidade de Manchester em 1948 e comprado sua primeira casa, em Wilmslow, Cheshire, ao sul da cidade.

O julgamento aconteceu no tribunal de Knutsford, em Cheshire. Alan Turing se declarou culpado, embora, como escreve o biógrafo Andrew Hodges, não visse nada de errado no que tinha feito. O juiz colocou Turing em liberdade condicional por um ano, com a condição de que aceitasse injeções de estrogênio destinadas a suprimir seu desejo sexual. Ao perder a credencial de segurança, Turing não pôde mais trabalhar para o GCHQ, o sucessor de Bletchley Park no pós-guerra. Ele tinha continuado a trabalhar para o GCHQ em segredo. Ele manteve seu cargo na Universidade de Manchester e continuou suas pesquisas. Sexo entre homens em privado, se ambos tivessem mais de 21 anos, só deixou de ser crime na Inglaterra e no País de Gales em 1967.

O artigo, “The Chemical Basis of Morphogenesis”, saiu nas Philosophical Transactions of the Royal Society. A morfogênese estuda como os seres vivos desenvolvem sua forma e seus padrões. Alan Turing mostrou como duas substâncias químicas poderiam, sozinhas, transformar uma mistura uniforme em manchas ou listras. No modelo dele, as duas substâncias reagem entre si e se espalham em velocidades diferentes. Para testar a ideia, ele fez os cálculos no computador eletrônico de Manchester. O biógrafo Andrew Hodges considera esse o primeiro uso sério de um computador na pesquisa matemática. Hoje os biólogos chamam esses padrões de “padrões de Turing”, e estudos sobre a pele do peixe-zebra encontraram padrões desse tipo.

A governanta de Alan Turing o encontrou morto na cama, com uma maçã meio comida ao lado. O legista registrou suicídio. A mãe de Turing acreditava que a morte tinha sido um acidente: Turing fazia experiências de química em casa e poderia ter engolido cianeto sem querer. O estudioso Jack Copeland observa que a maçã nunca foi testada para cianeto. Copeland também observa que Turing guardava cianeto em casa, num quartinho de hóspedes, para suas experiências. Copeland argumenta que as provas não sustentariam hoje um veredito de suicídio e que um acidente é igualmente provável. O biógrafo Andrew Hodges considera o suicídio mais plausível, planejado de modo que só a mãe de Turing pudesse acreditar que foi um acidente.

A petição foi criada pelo cientista da computação John Graham-Cumming, e mais de 30.000 pessoas a assinaram. Gordon Brown telefonou para Graham-Cumming antes de o pedido de desculpas ser publicado como declaração do número 10 de Downing Street. Nela, Brown escreveu sobre Alan Turing: “Sem sua contribuição extraordinária, a história da Segunda Guerra Mundial poderia muito bem ter sido muito diferente.” Brown acrescentou que Turing e muitos milhares de outros homens gays condenados, como Turing, por leis contra o sexo entre homens “foram tratados de forma terrível”. Brown terminou assim: “Sentimos muito, você merecia muito mais.” O pedido de desculpas não anulou a condenação de Turing.

O perdão de Alan Turing, em 2013, foi concedido pela rainha, com base na Prerrogativa Real de Clemência, a pedido do ministro da Justiça britânico, Chris Grayling. Os parentes dele fizeram então campanha pelo perdão de outros homens condenados por antigas leis de indecência. A nova lei foi criada por emendas ao projeto de lei Policing and Crime Bill, propostas primeiro por Lord Sharkey e outros membros da Câmara dos Lordes. Cerca de 49.000 homens condenados pelas leis antigas foram perdoados postumamente. Homens vivos podiam receber o mesmo perdão, mas só depois de pedir que suas condenações fossem apagadas. Sam Gyimah, subsecretário parlamentar do Ministério da Justiça britânico, chamou aquele de “um dia verdadeiramente histórico”.

O Banco da Inglaterra anunciou Alan Turing como o rosto da nova nota de 50 libras em julho de 2019. O Banco disse que sua consulta pública sobre cientistas tinha recebido 227.299 indicações, abrangendo 989 pessoas elegíveis. A nota de 50 libras completou a troca do papel pelo polímero, um plástico fino, nas notas do Banco da Inglaterra. A nota traz uma frase que Turing disse ao The Times em 1949. “Isto é apenas um prenúncio do que está por vir, e apenas a sombra do que vai ser.” Uma tira de fita perfurada mostra a data de nascimento dele em código binário. A nota também mostra o computador Pilot ACE e desenhos técnicos da bomba.