Alan Turing's meest onderschatte ontdekking is ook een van zijn geweldigste

The Imitation Game, een biopic over de wiskundige Alan Turing, is vanaf vandaag eindelijk uit in de bioscopen in de VS (helaas moeten wij in Nederland nog tot 8 januari wachten). De film is onderdeel van de wederoplevende belangstelling voor Turing, wiens levensverhaal zowel inspirerend als demoraliserend is. Hij was een van de grondleggers van de informatica en kunstmatige intelligentie, een marathonloper van wereldklasse en de cryptograaf die de Nazi Enigma-code brak (die een enorme bijdrage leverde aan de overwinning van de geallieerden in de Tweede Wereldoorlog). Dit is slechts een opeengestapelde cv.

Trailer for The Imitation Game. Credit: YouTube/Weinstein Company

Turing was namelijk ook homo in een homofobe wereld. In 1952 veroordeelde de Britse regering hem voor 'onfatsoenlijkheid' over zijn homoseksualiteit. Hij werd publiekelijk aan de schandpaal genageld en hij moest zich chemisch laten castreren door middel van oestrogeenbehandelingen. Hij werd impotent en verloor zijn dierbare fysieke conditie. Dit zorgde er voor dat hij twee jaar later op 7 juni 1954 zijn toevlucht zocht in zelfmoord –ongeveer twee weken voor dat hij 42ste verjaardag zou vieren.

The Imitation Game richt zich vooral op de cryptografische inspanningen van Turing in Bletchley Park. Maar daarnaast wordt er ook ingegaan op vele andere facetten van zijn leven, waaronder de ontzettend domme veroordeling die tot zijn einde leed. Maar de film behandelt ook één van Turing's meest fascinerende intellectuele prestaties die vaak over het hoofd wordt gezien in de vele samenvattingen van zijn leven: zijn onderzoek naar de wiskundige patronen in de natuurlijke wereld.

In het kort: Turing had letterlijk bedacht hoe een luipaard zijn vlekken kreeg. Het was het laatste belangrijke werk dat hij ooit voltooid heeft, samengevat in de publicatie van een paper in 1952 genaamd "The Chemical Basis of Morphogenesis". Hij werkte slechts sporadisch aan zijn morfogenesetheorieën, nadat zijn eigen chemische biologie veranderde. Ondanks zijn eigen persoonlijke binding met het onderwerp is één ding wel duidelijk: Turing ontdekte de basisvergelijkingen voor reactie-diffusie achter de natuurlijke patroonformaties, zoals de spiraal van een schelp en de strepen van een tijger. Hij stelt dat deze patronen worden gevormd door de interactie tussen twee stoffen, of "morfogenen" zoals hij ze noemt: een activator en een remmer. De activator stimuleert de expressie van een bepaalde functie, zoals de donkerheid van een vlek bij een luipaard, terwijl de remmer de expressie deactiveert. Beide morfogenen verspreiden zich binnen het biologische systeem met verschillende snelheden. Dit levert als resultaat op dat er een macropatroon wordt opgebouwd uit lokale chemische interacties. Als je het lastig vindt om je dit voor te stellen bekijk dan eens het portfolio van Turing-patronen van kunstenaar Jonathan McCabe. Deze werken zitten vol prachtige representaties van Turing's vergelijkingen in actie.

"into the colorflow." Credit: Jonathan McCabe, used with permission of the artist

Turing's morfogenesetheorie werd uiteindelijk in het voorjaar van dit jaar empirisch gevalideerd, bijna 60 jaar na zijn dood. Deze visionaire gedachten over de algoritmen maken hem een goede kandidaat voor 's werelds eerste bio-hacker – alleen niet in de traditionele zin waarbij technologie wordt geïntegreerd met het lichaam, maar meer in zijn visie van biologische patronen in de taal van dynamische computeralgoritmen. Sommigen beweren zelfs dat zijn werk op dit gebied hem ook de eerste chaostheoreticus maakt. Hij liet namelijk zien hoe eenvoudige toestanden in grotere systemen snel complexer kunnen worden zonder uniforme eigenschappen. Het is logisch dat zijn meest fascinerende wetenschappelijke prestatie wordt overschaduwd door de vele andere overwinningen die hij behaalde tijdens zijn leven. Wanneer je het naast het decoderen van de Enigma-code en het bedenken van AI zet snap je wel waarom morfogenese vaak wegglipt binnen de biografie van Turing. Het feit dat zijn ideeën zo in overvloed waren dat ze met elkaar moeten concurreren, is wederom een bewijs voor zijn veelzijdige genialiteit. Dit is dan ook de reden waarom het noodzakelijk is om meer te leren over zowel zijn tragische lot als zijn krankzinnige productiviteit. Zoals Turing in 1950 al zelf zei, "we kunnen maar beperkt vooruit kijken, maar we kunnen daar genoeg zien wat gedaan moet worden."