Alan Turing và bi kịch của một thiên tài khoa học (Nghiên Cứu Quốc Tế )

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 lừng danh và là người anh hùng từng lập công lớn 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 ấy khiến dân chúng 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 có nhà văn Ian McEwan, nhà khoa học Richard Dawkins, nhân 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 website number10.gov.uk 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 các bậc tiền bối. Một chuỗi nhiều ngày kỷ niệm và sự kiện khiến 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 khi thấy rằng nhờ sự đoàn kết của các nhà khoa học máy tính, sử gia và các nhân sĩ đấu tranh vì quyền lợi của người đồng tính luyến ái, năm nay chúng ta có dịp kỷ niệm một đóng góp nữa vào cuộc chiến 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 các đạo luật căm sợ luyến ái đồng giới (homophobic laws), đã bị đối xử một cách đáng sợ. “Tuy rằng Turing bị xử theo luật pháp thời ấy và chúng ta không thể quay ngược kim đồng hồ, song dĩ nhiên sự đối xử với ông là cực kỳ bất công và tôi rất vui khi có dịp để nói tôi và chúng ta vô cùng lấy làm tiếc trước những gì đã xảy ra với ông.”

Đóng góp có 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 các sử gia cho rằng nhờ đó chiến tranh kết thúc sớm được 2 năm – có nghĩa là nước Anh và loài người bớt được biết bao hy sinh về người và của.

Ngoài ra ông cũng có đóng góp lớn 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 công nhận một cách thỏa đáng. Trong khi đó rõ ràng việc làm của ông đã cứu được nhiều sinh mệnh và ông là người đặt nền móng cho khoa học máy tính” – Buckner viết.

Quả vậy, tuy công trạng hiển hách như thế nhưng khi bị phát hiện là người đồng tính nam, Turing đã bị luật pháp thời ấy đối xử tàn nhẫn, dẫn đến 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, khi bắt đầu đi học. 14 tuổi, vào học trường nội trú nổi tiếng có tên Sherborne, ông tỏ ra say mê và có năng khiếu về toán và khoa học, tới mức chỉ học hai môn này mà bỏ các môn khác. 16 tuổi, Turing đã đọc được các tác phẩm của Albert Einstein, không những nắm được nội dung, ông còn suy luận về những thắc mắc của Einstein đối với các định luật về chuyển động Newton. Trong các năm 1931-1934, Turing học tại King’s Colledge của Đại học Cambridge, sau khi tốt nghiệp đại học với bằng danh dự ông được ở lại trường làm nghiên cứu sinh toán học. Thời gian này ông đã viết những bài báo khoa học có giá trị khai phá một lĩnh vực hoàn toàn mới hồi ấy chưa từng có, như vấn đề những con số có thể tính được, vấn đề thuật toán logic và cho rằng có thể dùng máy để tính toán thay người. Ông đã chứng minh loại máy như vậy (ngày nay ta gọi là máy tính, hồi ấy chưa xuất hiện) có khả năng tính toán bất cứ vấn đề toán học nào, nếu vấn đề ấy có thể biểu thị được bằng một thuật toán. Ngoài ra ông còn đề ra ý tưởng làm một cái “máy Turing vạn năng” có thể làm bất cứ việc gì.

Mới 25 tuổi Turing đã được bầu làm thành viên Viện Khoa học của King’s College. Thời gian 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 không thể giải được nếu chỉ sử dụng một máy Turing. Sau đó Turing về nước, trở lại Đại học Cambridge. Tại đây ông tham dự diễn đàn về nền tảng của toán học do triết gia 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 khi Đức tấn công Ba Lan. Turing bước vào cuộc chiến đấu mới, dùng 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 dùng trong thương mại, cuối cùng đã chế tạo ra máy soạn-giải mã có tên Enigma (“Bí ẩn”). Đây là thành quả kết hợp tuyệt vời các thành tựu cao nhất về toán học, vật lý, ngôn ngữ học, nguyên lý cờ vua và trò ô chữ (crossword puzzle).

Mỗi máy Enigma bề ngoài trông như chiếc máy chữ, xếp trong va ly kim loại xách tay, có thể đặt trên xe tăng, ô tô, máy bay, tàu chiến. Khi ấn phím sẽ đồng thời làm chuyển động một bộ trục quay cơ khí, kết hợp hệ thống điện, phát ra các xung vô tuyến dạng điện báo Morse. Từ 26 chữ cái Latin, Enigma có khả năng biên soạn thành 8000 tỷ mã bí ẩn, từ đó soạn ra (và giải) các bức điện mật. Mỗi máy thông tin Enigma vừa là máy phát lại vừa là máy nhận và tự giải mã theo các phương án thường xuyên thay đổi.

Hitler ca ngợi mã Enigma là “Mật mã số một thế giới, cả đến thần thánh cũng không thể giải nổi”. Trong chiến tranh, quân đội Đức đã trang bị 200.000 máy Enigma. Thời gian đầu, phát xít Đức sử dụng rất thành công loại mã này để liên lạc với nhau, phía Đồng minh chống Đức không thể giải được. Đặc biệt quân đội Anh không tài nào phát hiện được sự di chuyển của tàu ngầm Đức chuyên phục kích các tàu vượt Đại Tây Dương chở vũ khí Mỹ viện trợ cho Anh và lực lượng Đồng minh châu Âu. Hồi ấy trung bình mỗi tháng Đức bắn chìm 5.000 tấn tàu hàng Đồng minh, gây tổn thất cực lớn khiến cuộc kháng chiến của Anh quốc có 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, các nhà khoa học trong lực lượng Ba Lan chống phát xít đã nghiên cứu nắm được nguyên lý máy Enigma và chế tạo được một bản sao của nó cùng một máy phân tích mã, đặt tên là Bomba và sau đó họ có chuyển kết quả nghiên cứu này cho Pháp và Anh. Vì Enigma có quá nhiều tổ hợp mã mà Ba Lan có quá ít người giải mã, cho nên không thể giải các bức mật điện bắt được, hoặc giải quá chậm, mà thông tin quân sự thường chỉ có giá trị trong thời gian rất ngắn, tính bằng giờ, bằng ngày.

Churchill đã tập trung khoảng 12 nghìn người tình nguyện – các nhà toán học, nhà ngôn ngữ học tiếng Ai Cập, tiếng Đức, tiếng Anh, các 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 có nhiệm vụ thu nhận và giải mã các bức điện vô tuyến của quân đội Đức.

Churchill đích thân mời tiến sĩ toán học Alan Turing phụ trách công tác phá khóa mã. Với tinh thần yêu nước nồng nàn và trí tuệ thiên tài, Turing đã chỉ đạo thiết kế chế tạo được máy giải mã đặt tên là Bombe, phỏng theo tên Bomba của Ba Lan. Thực chất nó là chiếc máy tính hiện đại đầu tiên của nhân loại.

Chiếc máy cơ-điện tử này gồm 80 đèn điện tử và rất nhiều rơ-le, nó to như cái giá sách, cao 2 mét, chiều rộng vài mét. Bombe mỗi giây có thể sử dụng 150 triệu cách giải mã, trong lúc máy Enigma của Đức chỉ có 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 có 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 máy bay Đức đến ném bom nơi nào thì nơi ấy người Anh đã sơ tán dân và bố trí sẵn lực lượng phòng không-không quân dầy đặc để chủ động đối 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 máy bay và phi công; bị thua quá đau, Hitler phải ngừng chiến dịch này.

Nhiều tàu ngầm Đức bị diệt vì lộ vị trí, khiến chúng không dám bén mảng 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 lớn nhất thế giới, “Niềm kiêu hãnh của Đế chế III Đức” và đánh chìm tàu này vào ngày 27/5/1941 – đây là một chiến công có ý nghĩa tinh thần rất lớn đối với nước Anh và từ đó hải quân Đức không dám tấn công Anh nữa. Năm 1942, quân đoàn Đức do thống chế Erwin Rommel chỉ huy đóng ở Bắc Phi chuẩn bị tấn công Ai Cập thì phát hiện thiếu đạn dược, phải điện về Berlin xin tiếp tế, nhưng các tàu biển chở vũ khi từ Đức đi châu Phi đều bị máy bay, tàu chiến, tàu ngầm Anh biết trước đánh chìm gần 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 ấy nên đã giáng cho quân Đức những đòn sấm sét khiến quân đoàn Bắc Phi của Rommel hoàn toàn tan rã sau khi mất 59 nghìn lính.

Công tác 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 khi Thế chiến II kết thúc, trong một lần đến thăm công viên Bletchley, Thủ tướng Churchill nói: Nếu không có những người thầm lặng làm việc ở Bletchley Park thì có 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 chiến thắng của Thế chiến II chưa biết sẽ lùi lại đến năm nào tháng nào. “Thế nhưng may mắn sao tất cả những chuyện ấy đã không xảy ra bởi vì các 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.

Các 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 không có cống hiến xuất sắc của Turing, lịch sử Thế chiến II có thể đã rất khác.”

Đúng vậy, trong chiến tranh, thời gian là yếu tố vô cùng quan trọng. Ngày ấy Đức đang dẫn đầu thế giới về vật lý hạt nhân; hai năm có lẽ là đủ để phát xít Đức làm được bom nguyên tử, và khi đó cục diện chiến tranh chắc chắn sẽ khác hẳn. Sau khi 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 không thể chống lại nổi sự tấn công vũ bão của Đức và rất có thể Đức đã chiếm được Anh. Bà Kelsey Griffin Giám đốc Viện Bảo tàng Công viên Bletchley có lý khi 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 không 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 không tưởng tượng nổi người Anh lại phá được mật mã này. “Những con gà của tôi đẻ trứng vàng mà không bao giờ kêu cục tác”. (My geese that laid the golden eggs and never cackled) – Thủ tướng Churchill nói về việc giữ bí mật công tác giải mã.

Cũng vì thế mà trong mấy chục năm liền không 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 không ai biết Turing Bombe chính là thế hệ máy tính đầu tiên của loài người.

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

Cho tới năm 1989 khi chính phủ Anh cho phép giải mật các hồ sơ mật về Thế chiến II, dư luận mới biết một số tin tức về các 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 Hoàng gia 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 đầu tiên thực tế dùng 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 Test) nổi tiếng, đặt nền móng cho khoa học trí tuệ nhân tạo. Năm 1951 ông bắt đầu nghiên cứu lý thuyết phi tuyến tính của các sinh vật. Ở tuổi 39, Turing được bầu làm thành viên Hội khoa học Hoàng gia (chức danh này còn gọi là viện sĩ).

Đáng tiếc là đầu năm 1952, Turing bị phát hiện là một người đồng tính nam khi 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 điều tra, ông thừa nhận mình từng có quan hệ tình dục đồng giới với Murray.

Theo luật Anh Quốc thời ấy, luyến ái đồng giới là phạm pháp, hơn nữa vụ này xảy ra sau khi hai người đồng tính nam vốn là nhân viên 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 các bí mật khoa học công nghệ của Anh Quốc.

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

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

Có lẽ vì không chịu nổi nỗi đau thể xác cùng lời buộc tội nghiệt ngã ấy, ngày 7/6/1954 Alan Turing tự kết thúc đời mình khi ông mới 42 tuổi — độ “tuổi vàng” của các nhà khoa học.

Vinh dự sau khi chết

Cống hiến lớn lao của Alan Turing trong lĩnh vực khoa học và trong cuộc kháng chiến chống phát xít của loài người không bị lãng quên. Năm 1966, Hội Máy tính (Association for Computing Machinery) sáng lập Giải thưởng Turing trị giá 250.000 USD để hàng năm trao cho các cá nhân có đóng góp lớn về công nghệ máy tính. Được coi là giải Nobel trong lĩnh vực máy tính, Turing Award thực sự là vòng hoa tưởng niệm 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 History of Mathematics) đã long trọng tổ chức Lễ kỷ niệm cuộc đời 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 (gay 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, tạp chí Mỹ Time đưa Alan Turing vào Danh sách những người có ảnh hưởng nhất trong thế kỷ 20.

Kết cục 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 không còn coi luyến ái đồng giới là bất hợp pháp. Phải đến năm 2009, do sức ép của công chúng, Chính phủ Anh mới công khai nói lời xin lỗi con người vĩ đại khốn khổ ấy.

Và mãi đến ngày 19/8/2014, Nữ Hoàng Anh mới ra lệnh ân xá Alan Turing. Dù hành động của Elizabeth II là quá muộn nhưng lệnh này đã dẫn đến một đề xuất đầy tính cách mạng và nhân văn: Tháng 2/2015, gia đình Turing đệ đơn yêu cầu chính quyền Anh ban hành lệnh ân xá sau khi qua đời cho gần 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.