Alan Turing : père de l’informatique et héros de guerre

Au cours de la Seconde Guerre mondiale et face à la conquête toujours plus importante d’une partie de l’Europe par Hitler, les Britanniques se retrouvent seuls à affronter les Allemands. Ennemis considérés comme invisibles, les Allemands possèdent de nombreux atouts, permettant de dominer le front, que ce soit d’un point de vue militaire et logistique, mais aussi grâce à des innovations techniques telles que la machine « Énigme » (aussi dénommée Enigma). Elle permet d’envoyer des messages impossibles à décoder. Hitler se croit dès lors invincible, et ce jusqu’à l’intégration d’un chercheur incontestablement remarquable Alan Turing. Il décide de battre « Énigme ».

En effet, loin d’être un technicien ou un militaire, le chercheur en question est un mathématicien enseignant dans une université anglaise. Avant d’expliquer comment Turing réussit à déchiffrer l’énigme, je vous propose d’abord un aperçu de son enfance et de son parcours.

Une enfance et adolescence hors du commun

Alan Turing est né le 23 juin 1915 à Londres où il passe son enfance loin de ses parents qui, eux, résident en Inde où son père travaille. Bien que le génie d’Alan Turing soit reconnu dès son jeune âge, il n’est pas considéré comme un bon élève.

En effet, à l’école, ce dernier s’intéresse uniquement aux matières scientifiques où il excelle comparativement à ses camarades. Toutefois, il ne prête aucune attention aux autres matières « classiques » (comme la littérature), considérées comme plus importantes à l’époque.

De plus, Turing invente de temps en temps des instruments qu’il partage avec ses parents lors de leurs séjours en Angleterre et à travers les lettres qu’ils s’échangent.

En 1926, Alan Turing intègre l’école de Sherborne et fait la une des journaux en se rendant à l’école, située à 90 km de son domicile, à bicyclette afin de ne pas rater la rentrée suite à une grève générale dans le pays.

Un an plus tard, Alan Turing fait la connaissance d’un camarade de classe appelé Christopher Morcom qui marque son parcours. En effet, étant également intéressé par les sciences, les chiffres et les énigmes, Christopher devient rapidement le meilleur ami de Turing et l’initie au monde des chiffres et à l’expérimentation scientifique.

Une perte menant à un cursus remarquable

Suite au décès inattendu et surprenant de son meilleur ami, Christopher, à l’âge de 15 ans, Turing décide de poursuivre des études supérieures et passe des examens en 1931 pour intégrer des universités anglaises. Ayant réussi l’examen de l’Université de Cambridge, Alan Turing se spécialise en mathématiques et s’intéresse également aux probabilités, à la logique et au sport de haut niveau.

De plus, dans le cadre d’études plus poussées, Turing obtient une bourse de thèse de doctorat à l’Université de Princeton à l’âge de 24 ans et rédige un article en 1936 intitulé « On Computable Numbers, with an Application to the Entscheidung’s problem » inspiré des recherches de John von Neumann sur la logique mathématique et en réponse au problème posé par le mathématicien David Hilbert.

Alan Turing propose l’idée d’une machine universelle traitant des problèmes. Le caractère ingénieux de cette machine dénommée plus tard « machine de Turing » réside dans le fait qu’il ne s’agit pas d’un appareil per se, mais plutôt d’un principe pouvant s’appliquer à n’importe quelle machine et pouvant prendre n’importe quelle forme. Contrairement à un algorithme classique, il n’y a pas de critère d’arrêt du traitement, c’est-à-dire qu’il est impossible de définir une condition précise d’arrêt.

Cet article, qui reste encore une référence de nos jours et une représentation théorique mathématique d’un ordinateur, fait partie intégrante des sciences informatiques. Tout en évoquant les faits marquants d’Alan Turing, nous souhaitons aussi vous éclairer le rôle important d’une femme dans le développement l’informatique, Ada Lovelace. Nous avons déjà consacré un article à son sujet, sur Revue Histoire.

Bletchley Park et son rôle lors de la Seconde Guerre mondiale

Après l’obtention de son doctorat en 1938, Alan Turing compte parmi les jeunes agents recrutés par le gouvernement britannique dans le cadre d’une formation à la cryptanalyse. En effet, face à l’avancée de l’armée allemande dirigée par Hitler et sa conquête de plusieurs territoires européens, tels que la Grèce.

Les Britanniques se retrouvent dans l’obligation de chercher des stratégies pour la devancer. Parmi ces dernières, le déchiffrage des messages cryptés de l’armée allemande offrirait un avantage précieux aux forces alliées. D’où l’intérêt de la formation en cryptanalyse offerte par le gouvernement aux meilleurs chercheurs et techniciens du pays.

À la fin de la formation, ces derniers, dont Turing, sont recrutés par les services secrets britanniques (Secret Intelligence Service) juste avant le début de la Seconde Guerre mondiale. Ainsi, Alan Turing intègre une équipe chargée du déchiffrage des messages transmis par la machine allemande Enigma.

Le travail de cette équipe consiste à décrypter les messages échangés entre l’armée allemande et ses supérieurs hiérarchiques, dont les instructions proviennent d’Hitler lui-même. En effet, étant confiantes de l’impossibilité à déchiffrer les transmissions des machines Énigme sans connaître leur configuration initiale (qui diffère d’un appareil à un autre), les forces nazies finissent par recourir exclusivement à ces dernières pour tous leurs échanges.

Il est à noter que la machine Énigme ressemble à une machine à écrire (dactylo), avec des touches permettant de taper un ensemble de caractères (des chiffres et des lettres). Néanmoins, au lieu d’une configuration classique, l’aspect innovant de cette machine consiste en une association aléatoire entre les touches et les caractères affichés (l’output). De ce fait, selon la configuration initiale de la machine Énigme, en tapant « Bonjour », c’est un message crypté qui apparaît (par exemple « mhklnis »), déterminé aléatoirement, et seule une machine possédant la même configuration ou une personne connaissant la configuration initiale peut visualiser le message correctement. C’est une méthode bien plus complexe, que ne peut l’être le Chiffre de César.

Pour les forces alliées, c’est le message chiffré qui s’affiche. De plus, afin de rendre la tâche du déchiffrage quasi impossible aux forces alliées, la configuration de toutes les machines Énigme est remise à zéro chaque jour après minuit. Autrement dit, les opérateurs des forces alliées ne possèdent qu’un temps limité pour tenter de décoder les messages et/ou découvrir la configuration d’une machine.

Loin d’être les premiers à tenter de déchiffrer les messages échangés entre les forces nazies, les forces Britanniques s’appuient sur les travaux des services secrets polonais et français. Ainsi, après s’être familiarisés avec la machine Enigma (son câblage, ses réglages et son mode de fonctionnement), il est demandé à l’équipe, dont Turing fait partie, de déchiffrer les messages transmis chaque jour.

Leur mission étant de décoder les messages avant minuit (c’est-à-dire avant le changement de la configuration). Chose que ces derniers tentent de faire pendant des mois sans aucun succès. C’est à ce moment-là que Turing, qui n’était jamais convaincu de l’efficacité de la méthode proposée par ses supérieurs hiérarchiques, propose une idée ingénieuse. Selon lui, au lieu de perdre énormément de temps dans le déchiffrage des messages échangés entre les forces nazies, il est préférable de construire une machine plus puissante.

Pour réaliser cette machine, Alan Turing se base sur une machine polonaise appelée la Bombe. Turing argumente que seule une machine peut battre une autre et que seule la compréhension de la logique de fonctionnement de la machine Enigma peut permettre de déchiffrer chaque message qu’elle transmet. C’est dans cet objectif qu’Alan Turing met tout en œuvre pour concevoir une machine encore plus puissante qu’Énigme, tout en étant capable de déchiffrer ses messages en testant toutes les configurations possibles (parmi des milliards de possibilités) jusqu’à l’identification du réglage adéquat.

N’étant pas convaincus de cette idée, les supérieurs hiérarchiques de Turing à Bletchley Park refusent catégoriquement de financer ce projet. Néanmoins, face à l’insistance de Turing et de son équipe et devant la non-efficacité des méthodes employées jusque-là, les supérieurs finissent par accepter la proposition de Turing. Ainsi, avec l’aide de ses collègues, ce dernier construit une machine gigantesque formée de plusieurs séquences de lettres et de chiffres ayant pour tâche le décodage des messages d’Énigme.

Alan Turing et ses collègues testent la machine pendant des mois sans aucun succès. Toutefois, étant confiant d’être sur la bonne voie, Turing continue à tester sa machine et ce, malgré les contestations de ses supérieurs à Bletchley Park. Heureusement pour l’équipe, la machine baptisée « Bombe électromécanique » réussit enfin à décoder les messages des forces nazies à partir d’un fragment probable de ces derniers (des mots qui se répètent dans tous les messages comme bonjour).

Grâce à cet exploit et d’autres de l’équipe de Turing (dont le déchiffrage des sous-marins nazis et le brouillage des transmissions radiophoniques entre les navires), les forces alliées obtiennent un avantage par rapport aux forces nazies. De surcroît, plusieurs sources affirment que les contributions de Turing et de son équipe ont permis de réduire la durée de la Seconde Guerre mondiale d’au moins deux ans.

Par ailleurs, après la Seconde Guerre mondiale, Alan Turing intègre le Laboratoire national des physiques en 1945 où il prépare le projet d’un ordinateur (automatic computing engine).

Néanmoins, n’ayant pas réussi à construire le premier ordinateur avant leurs compétiteurs à cause des délais, Turing décide de quitter le laboratoire en 1947. Ensuite, il rejoint son ancien collègue dans un autre laboratoire de l’Université de Manchester et participe à l’élaboration de programmes d’ordinateurs.

En outre, Alan Turing continue à rédiger des articles et à écrire des programmes et aborde même le sujet de l’intelligence artificielle. Le chercheur s’intéresse également à la biomathématique.

Procès et fin de vie

Suite à un cambriolage de sa maison en 1952, la vie de Turing change drastiquement. Lorsque Alan Turing porte plainte au poste de police, l’auteur du crime reconnaît les faits, mais accuse un ancien amant du chercheur d’être son complice. Ainsi, étant un homme intègre, avec des principes bien ancrés et incapable de déformer la réalité en sa faveur, Turing ne cache jamais son homosexualité et ne nie pas cette liaison. Malheureusement pour lui, étant donné que l’homosexualité est considérée comme un crime à l’époque, il est accusé d’indécence grossière et de perversité sexuelle.

La peine était soit une année d’emprisonnement, soit une castration chimique de la même durée. Ne voulant pas se retrouver en prison et ayant plusieurs projets de recherche à mener, Turing est contraint de subir une castration chimique, avec des effets temporaires mais tout de même délétères sur sa santé physique et mentale.

Il est à noter que, suite à la médiatisation de cette affaire, Turing est éliminé de plusieurs projets importants. Néanmoins, cette expérience douloureuse ne l’empêche pas de continuer à mener des recherches dans sa propre maison. À la fin du traitement chimique en 1953, Turing planifie des projets en Angleterre et en Europe.

C’est pourquoi, son décès une année plus tard surprend son entourage et ses collègues. Le 7 juin 1954, le chercheur est retrouvé mort dans son lit, avec une pomme croquée à côté de lui. Ainsi, bien que le scénario d’un suicide dû à sa condamnation et à la castration chimique est généralement évoqué.

Des experts, tels que Hodges, le trouvent improbable, étant donné que le chercheur décède deux ans après le procès et que les effets de la castration se sont déjà estompés. En effet, selon ces derniers, la mort inattendue et subite du chercheur serait probablement due aux substances qu’il utilise dans ses expérimentations, notamment le cyanure. Turing aurait malencontreusement inhalé le cyanure ou aurait goûté une substance toxique par accident, étant donné qu’il a l’habitude de goûter pour identifier les substances. D’autant plus que la pomme croquée n’a jamais été testée pour vérifier si elle contenait du poison.

Héritage de Turing et réhabilitation posthume

En conclusion, en dépit de son décès à un jeune âge, Alan Turing contribue tellement à la recherche scientifique en mathématiques et en informatique, entre autres, que ses travaux sont encore cités.

De plus, il est à noter que tous ses exploits, notamment ceux relatifs à la Seconde Guerre mondiale, restent confidentiels et classés secrets jusqu’à leur déclassification entre les années 1970 et 1990 par le gouvernement britannique. C’est à ce moment-là que nous observons un regain d’intérêt pour l’histoire de Turing et une reconnaissance de ses contributions par son pays. Cette révélation mène à la signature d’une pétition par des milliers de britanniques demandant qu’une réhabilitation posthume lui soit accordée suite à sa condamnation injuste. Chose que la Reine Élisabeth II accepte volontiers en signant un acte de grâce en 2013 et le Premier ministre du pays présente les excuses du gouvernement à Alan Turing lors d’un discours.

Enfin et depuis la découverte des contributions d’Alan Turing pendant la Seconde Guerre mondiale, le public, les médias et les artistes s’intéressent davantage au chercheur, avec des biographies présentant l’histoire de sa vie et son parcours, ainsi que des films, des romans et des pièces de théâtre qui s’en inspirent.

Quelques liens et sources utiles:

Copeland, B. J. (2004). The Essential Turing. Oxford: Clarendon Press.

Dermot Turing, Enigma : Ou comment les Alliés ont réussi à casser le code nazi, Nouveau Monde Editions, 2022.

CNRS Le journal (2012). L’héritage d’Alan Turing.

Baptiste MASSA, Mathilde George, L’incroyable destin d’Alan Turing, père de l’informatique, Bayard Jeunesse, 2021

Hodges, A. (2014). Alan Turing: the enigma. Princeton University Press.

Le site web dédié à Alan Turing.