ऍलन ट्युरिंग: एक असाधारण वैज्ञानिक (पूर्वार्ध)

अबॅकससारखे गणितीय मशीन पुरातन काळापासून असले तरी आता आपल्याला अभिप्रेत असलेल्या संगणकाची संकल्पना कशी उदयास आली याचा मागोवा घेण्याचा प्रयत्न केल्यास संगणकाच्या ढोबळ रचनेचा विचार 1820 साली चार्ल्स बॅबेज यानी केला होता, हे लक्षात येईल. परंतु त्या काळातील वाफेवर चालणारे इंजिन, बॉल बेरिंग्स, गीअर्स इत्यादींचे तंत्रज्ञान फारच प्राथमिक अवस्थेत असल्यामुळे संगणकाची रचना होऊ शकली नाही. परंतु केवळ तंत्रज्ञानाला दोष देऊनही चालणार नाही. कारण कल्पना दारिद्र्यही त्या काळी होते. शंभर वर्षानंतर - 1920च्या सुमारास - रेल्वे इंजिन्स, टेलिफोन्स, विमान, असेंब्ली लाइन वापरून उत्पादन इत्यादी गोष्टी असूनसुद्धा संगणक रचनेत फारशी प्रगती होऊ शकली नाही. कदाचित त्याचे एकमेव कारण म्हणजे प्रत्येक कामासाठी वेगवेगळे यंत्र लागतात ही मानसिकता तंत्रज्ञांच्या डोक्यात बिंबवली गेली होती. बहुतेक वैज्ञानिक याच मानसिकतेचे बळी होते. परंतु ऍलन ट्युरिंग (23 जून 1912 - 7 जून 1954) हा असाधारण गणितज्ञ मात्र या मानसिकतेतून बाहेर पडून विचार करणारा ठरला. एकच मशीन विविध प्रकारची कामं करू शकते यावर त्याचा दृढ विश्वास होता व आयुष्यभर हाच विचार इतरांना पटवून देण्यासाठी त्यानी धडपड केली.

70 - 80 वर्षापूर्वीच्या तंत्रज्ञानातील मर्यादेमुळे ट्युरिंगच्या डोक्यात असलेले काल्पनिक मशीन कधीच अस्तित्वात येऊ शकली नाही हे जरी खरे असले तरी संगणकातील स्मृती (memory), प्रक्रिया (processing), व सॉफ्टवेअर software ही विभागणी त्याच्या डोक्यात होती. फक्त डोक्यात कल्पना आहेत म्हणून विज्ञान - तंत्रज्ञान आपोआपच यंत्ररचना करू शकत नाहीत, हेच यावरून अधोरेखित होते. ट्युरिंगच्या मृत्युनंतर त्याचे भरपूर कौतुक झाले असले तरी जिवंत असताना हेटाळणीशिवाय त्याला काही मिळाले नाही. आज प्रत्येक माणसागणिक असलेले संगणक/ लॅपटॉप/ टॅब्लेट पीसी/ मोबाइल्स आणि माहिती तंत्रज्ञान यांचे महत्वाचे घटक असलेले memory, processing व software या संकल्पनांचा जनक ट्युरिंग होता हे आपण कधीही विसरू शकत नाही.

अगदी बालपणापासूनच ट्युरिंगची विचार करण्याची पद्धत अत्यंत वेगळीच होती. कुठल्याही समस्येला योग्य उत्तर शोधण्याची हतोटी त्याच्यात होती. उजवे व डावे यातील भेद चटकन लक्षात न आल्यामुळे त्याचा व त्याच्या वयातील मित्रांचा गोंधळ उडायचा. त्यावर उपाय म्हणून हा पठ्ठ्या डाव्या हाताच्या आंगठ्यावर एक लाल ठिपका गोंदवून मुलामध्ये प्रौढी मारायचा. शाळेच्या ट्रिपच्या वेळी जंगलात भटकंती करत असताना मधमाशांच्या उडण्यावरून vector रेषा आखून मधमाशांचे पोळ कुठे आहे हे शोधून काढून सर्वांना चकित करायचा. पळण्याच्या शर्यतीत तो नेहमी भाग घ्यायचा. त्याच्या पळण्याच्या रेकॉर्डवरून ऑलिंपिक स्पर्धेत भाग घेण्यासाठी त्याची निवडही झाली होती परंतु त्याच्या कंबरेतील दुखापतीमुळे त्याला शेवटच्या क्षणी स्पर्धेतून माघार घ्यावी लागली.

त्याचे वडील ओरिसा येथील छत्रपूरमध्ये भारतीय प्रशासकीय सेवेत नोकरी करत होते. त्यामुळे त्याच्या आईला इंग्लंडमध्ये एकटीच राहून ऍलनच्या शिक्षणाची जबाबदारी उचलावी लागली. ऍलनचे शिक्षण 'पब्लिक' स्कूलमध्ये झाले. त्याकाळच्या पब्लिक स्कूल पद्धतीतील गुणदोषांचा ऍलनवरही परिणाम झाला. त्याला समलिंगी आकर्षणाची सवय जडली. वयाच्या 17 व्या वर्षी तो क्रिस्टोफर मार्कोम या त्याच्या मित्राच्या 'प्रेमा'त पडला. दोघेही मिळून टेलिस्कोपची रचना केली. भौतशास्त्र, क्वांटम मेकॅनिक्स, मुक्त स्वातंत्र्य (free will) इत्यादी अनेक विषयांचा अभ्यास जोडीने ते करत होते. व एकमेकांची मतं त्यांना पटत होते.

पुढील काही महिन्यात मार्कोम क्षयरोगाचा बळी ठरला. ऍलनला एकाकीपणाचा त्रास होऊ लागला. आईला लिहिलेल्या पत्रात ".... आम्हाला फार मोठे काम करायचे होते. ते आता माझ्या एकट्यावर पडले.." असे लिहून त्यानी दु:खाला मोकळी वाट करून दिली. अनेकांना जवळच्यांच्या मृत्युमुळे होणाऱ्या अतीव दु:खाची कल्पना येत नाही. पौगंडावस्थेत असलेल्या ऍलनचे दु:ख काही दिवसात विस्मरणात जाईल असेच सर्वांना वाटत होते. ऍलनला मात्र आकाश कोसळून पडल्यासारखे वाटत होते. तो एवढे सहजासहजी दु:ख विसरू शकला नाही.

मुळात सुशिक्षित व सज्ञानी म्हणजे शेक्सपीयर, होमर, इत्यादींचे क्लासिकल लिटरेचरमध्ये प्राविण्य मिळविणारे यावर विश्वास ठेवणारी त्याची ती शाळा होती. शाळेतील शिक्षकांना ऍलनचे 'वैज्ञानिक उद्योग' मुलगा वाया गेल्याची लक्षणं वाटत होत्या. चर्च, बायबल, धर्म, प्रार्थना, या चक्रात मुलांना अडकवून ठेवण्यातच खरे शिक्षण असे मानणाऱ्या या शाळेच्या शिक्षण पद्धतीचा त्याला राग येत होता. आत्मा अमर आहे, फक्त शरीराचा मृत्यु होतो, इत्यादी व्हिक्टोरियन पोपटपंचीचा त्याला कंटाळा येऊ लागला. अशा प्रकारे बडबड करणारे त्याच्या दृष्टीने खोटारडे होते. हळू हळू त्याचा परमेश्वरावरील विश्वास उडू लागला व भौतिक जगच खरे जग असावे यावर विश्वास बसू लागला. अमर आत्मा या शरीरात बसून शरीराला आज्ञा देत असल्यास कृत्रिमरित्या मानवसदृश विचार करणारे मशीन कधीच तयार होऊ शकणार नाही, हा विचार त्याला स्वस्थ बसू देत नव्हता. खरे पाहता वाल्व, इलेक्ट्रॉन्स, स्विचेस, तारांचे जंजाळ इत्यादीतून तयार झालेल्या विचार करू शकणाऱ्या मशीनमध्ये आत्मा नसणार. यावरून या जगात आत्मा नाही यावर विश्वास असणारेच विचार करणाऱ्या यंत्राची रचना करू शकतात, अशी त्याची खात्री पटली. सजीव असो की निर्जीव, शेवटी सर्व मातीतच मिसळणार, हाच विचार त्याच्या डोक्यात होता.

या पुढील काही वर्षे आपले असले विचार मनाच्या कोपऱ्यात ठेऊन ऍलन ट्युरिंग केंब्रिजमध्ये मनापासून शिकू लागला. तरीसुद्धा तो मार्कोमला विसरू शकत नव्हता. अभ्यासाचा ताण वाढला की तो मार्कोम कुटुंबियांना भेटत होता. मार्कोमच्या आईला पत्र लिहून मन मोकळे करत होता.

1928 च्या सुमारास डेव्हिड हिल्बर्ट या जर्मन गणितज्ञाने जगासमोर एका कूट प्रश्नाची मांडणी केली. केवळ गणितीय संज्ञा व प्रक्रिया वापरून एखादे गणितीय विधान बरोबर आहे की चूक याचा शोध घेणे शक्य आहे का? हा तो प्रश्न होता. विसाव्या शतकातील एक महत्वाचा प्रश्न म्हणून सर्व तज्ञ याचा विचार करू लागले. 2+2=4 या विधानाची सत्यासत्यता पडताळण्यासाठी विशेष कष्ट पडणार नाहीत. परंतु उद्या कुणीतरी त्यानी शोधलेल्या लाख-दोन लाख अंक असलेली संख्याच शेवटची प्राइम संख्या (prime number) असे विधान केल्यास त्या विधानाचा प्रतिवाद कसा करता येईल? हिल्बर्टच्या प्रश्नाबद्दल ऍलन ट्युरिंगही विचार करू लागला. ऍलनच्या मते अंकगणितातील अंक, संख्या व गणितीय संज्ञा वापरून विधानाची तपासणी अशक्यातली गोष्ट ठरेल. यासाठी तर्कशास्त्राचा आधार घ्यावा लागेल. तर्कमालिकेतील प्रत्येक साखळीची शक्याशक्यता मोजून अंतिम उत्तर शोधावे लागेल. इतर काही तज्ञांच्या मते अमूर्त गणितीय प्रमाणावरून (abstract mathematical proof) सत्यासत्यता तपासता येईल. परंतु ऍलन ट्युरिंगला अमूर्त वा काल्पनिक अशा गोष्टींचा आधार घेण्यापेक्षा मशीनद्वारे प्रत्यक्ष पुरावा सादर करणे योग्य वाटत होते. विचार करणार्‍या वा तर्क लढवू शकणाऱ्या वैश्विक मशीनचा विचार त्याच्या डोक्यात घोळत होता. मुळात ऍलन ट्युरिंग कुशल तंत्रज्ञ होता. रेडिओ दुरुस्ती, सायकल दुरुस्ती वा सुटे सुटे सामान जोडून नवीन यंत्र करणे अशा उद्योगात त्याला रुची होती. त्यामुळे हिल्बर्टच्या प्रश्नाला उत्तर देवू शकणार्‍या मशीनचा विचार त्याला सतावू लागला.

त्याचे काल्पनिक मशीन त्याच्या डोक्यात हळू हळू आकार घेऊ लागले. एखाद्या अमूर्त विधानाची सत्यासत्यता पडताळण्यासाठी मशीन उपयोगी ठरू शकेल याची त्याला खात्री वाटू लागली. मशीनला प्रत्यक्ष व्यवहारात आणण्यासाठी अनेक गोष्टींची गरज आहे; पॉवर युनिट, वाल्वज, स्विचेस, इ.इ. परंतु आता त्याची काळजी करत बसण्याची गरज नाही असे त्याला वाटत होते. परंतु हे मशीन केवळ हिल्बर्टच्या गणितीय विधानांच्या सत्यासत्यतेच्या प्रश्नांना उत्तर देणारे असल्यास निरुपयोगी ठरेल. हे मशीन आणखी बर्‍याच गोष्टी करणारे हवे. सैद्धांतिकरित्या हे शक्य आहे, याची त्याला खात्री वाटत होती. तर्क मंडलांचा (logic circuit) वापर करून मशीनला सर्वसमावेशक स्वरूप देता येईल यावर त्याचा भर होता. मशीन ऑपरेटरनी योग्य प्रकारे सूचना लिहून काढल्यास मशीन आपोआपच त्या आज्ञांचे पालन करेल. मशीनला त्या सूचना काय आहेत, आज्ञावलीचे स्वरूप काय आहे हे समजून घेण्याची गरज नाही. फक्त त्या आज्ञा बिनचूकपणे पाळणे एवढेच काम त्या मशीनला करावे लागेल. बेरीज - वजाबाकीपासून एखादे चित्र काढून रंग भरण्यापर्यंतची कुठलिही कामं असू देत ते सर्व मशीनला करावे लागेल. ऍलन ट्युरिंगच्या मते कामाची तर्कशीर मांडणी करून त्या कामाचे टप्पे पाडत त्याचे वर्णन तार्किक भाषेत केल्यास मशीन ते काम बिनबोभाट करेल. कामाचे स्वरूप, तार्किक विश्लेषण, टप्पे, व या सर्व प्रक्रियेसाठी हार्डवेअर असे त्या मशीनची ढोबळपणे केलेली कल्पना होती.

आज आपल्याला संगणक वा मोबाइल वापरून वापरून त्यांची इतकी सवय झालेली आहे की आपण एखादे बटन क्लिक केल्यास प्रकाश वेगाने आपल्या आज्ञेचा पालन होत आपल्याला अपेक्षित उत्तर मिळते यात आपल्याला आश्चर्य वाटत नाही. परंतु क्लिक केलेले बटन अनेक तर्कमालिकांना उद्युक्त करत Integrated Circuits, सेमी कंडक्टर्स, ट्रान्सिस्टर्स, विद्युतवाहक इत्यादीत बदल घडवत आपल्याला हवे ते क्षणभरात पोचवत असते. ऍलन ट्युरिंगच्या काळी अश्या गोष्टींची कल्पना करण्याससुद्धा कुणीही धजावत नव्हते. निर्जीव वस्तूतून तयार झालेले एखादे यंत्र आपली आज्ञा पाळू शकते यावर विश्वास ठेवायला कुणीही तयार नव्हते. त्यांच्या दृष्टीने विश्वास ठेवणारे निव्वळ मूर्ख असावेत.

1937 साली ट्युरिंगच्या मशीनविषयीच्या व ट्युरिंग टेस्टच्या संदर्भात प्रसिद्ध झालेल्या शोधनिबंधात ऍलन ट्युरिंग यानी कुठलेही अभिनिवेश न बाळगता मांडणी केली होती. प्रचंड बुद्धीमत्तेचा तो परिपाक होता. जोपर्यंत आज्ञावली मशीनमध्ये आहे तोपर्यंत हे मशीन सातत्याने काम करत राहणार. कामाचे स्वरूप बदलले तरी ऑपरेटरला मशीनच्या आत डोकावून काहीही अदलाबदल करण्याची गरज नाही. आज्ञावलीप्रमाणे ते आपोआप घडत जाईल. ट्युरिंगची ही संकल्पना आजच्या संगणकासाठी लिहित असलेल्या softwareची नांदी होती. वेगवेगळ्या कामासाठी वेगवेगळे मशीन्स ही संकल्पना बाद ठरणार होती. टायपिंगसाठी टाइपरायटर, आकडे मोडीसाठी adding machines वा कॅल्क्युलेटर, ड्राइंगसाठी ड्राइंग बोर्ड व इतर साहित्य, इ.इ. कामं एकच मशीन करणार होती. म्हणूनच त्याच्या या मशीनला युनिव्हर्सल ट्युरिंग मशीन (UTM) या नावाने ओळखले जाते. त्याच्या मशीनमध्ये software हा केंद्रबिंदू असलातरी त्यात सूक्तपणे बदल करणे जिकिरीचे नसणार याची त्याला पुरेपूर खात्री होती. गंमत म्हणजे त्याच्या हयातीत (व त्यानंतरही) त्याच्या कल्पनेतील हे मशीन कधीच अस्तित्वात आले नाही.

महत्वाचे म्हणजे मशीनला ऊर्जा कशी मिळणार हा प्रश्न त्याला सतावत होता. कामाच्या विशिष्ट स्वरूपानुसार हार्डवेअर असावे ही कल्पना बाद झाली होती. बदलत्या कामानुसार वायरिंग वा घटक वा संच बदलत राहणे खुळचटपणाचे ठरले असते. ऍलन ट्युरिंगच्या कल्पनेतील मशीन माणसाच्या मेंदूसारखे काम करणारे होते. आपण विचार करताना अनेक गोष्टी डोक्यात येत असतात. अनेक गोष्टींची तुलना करत आपण निष्कर्षाला पोचत असतो, निर्णय घेत असतो. एका क्षणात आपल्या मेंदूतील लाखो मंडल (circuits) उद्युक्त होत असल्यामुळे आपण कुठल्या कुठे पोचतो. हे करण्यासाठी आपल्या मेंदूत चेतापेशींचे जाळे आहेत. स्विचेस सारखी काम करणारी यंत्रणा आहे. ट्युरिंगच्या मशीनला मेंदूप्रमाणे काम करायचे असल्यास त्यात हजारो स्विचेस व मंडलं लागतील. यांचे नियंत्रण आज्ञावली करतील. व हे सर्व प्रकाश वेगाने व्हायला हवे. एवढेच नव्हे तर मशीनचे आकारमान आवाक्यात असायला हवे.

ट्युरिंगच्या मशीनसाठी त्या काळातील adding machines मधील घटक उपयोगाचे नाहीत हे त्याच्या लक्षात आले. गीयर्समधील किचकटपणा अडथळा ठरणारा होता. त्या काळच्या टेलिफोन कंपन्या कमीत कमी आकारातील धातूच्या स्विचेस वापरत होत्या. परंतु ट्युरिंगच्या मशीनसाठी त्या बोजड ठरल्या असत्या. रेडिओमधील वाल्वच्या अनेक मर्यादा होत्या. त्यामुळे त्याचाही वापर करणे शक्य झाले नसते. ट्युरिंगच्या मते इलेक्टॉन्सचे टेलीपोर्टेशन हेच त्याच्या समस्येचे उत्तर होते. त्यासाठी त्याला भौतशास्त्रातच शोध घेणे अनिवार्य होते. क्वांटम मेकॅनिक्समधून काही हाती येईल का याचा शोध तो घेऊ लागला. नवीन संशोधनात विद्युतवाहकातील इलेक्ट्रॉन्सना सौम्य धक्का दिल्यास त्या स्विच म्हणून काम करणे शक्य आहे हे त्याच्या लक्षात आले. इतर कुठल्याही प्रकारचे चलनवलन न करता त्याना उडी मारण्यास भाग पाडणे शक्य होणार होते.

खरे पाहता या सर्व गोष्टी स्वप्नवत वाटणाऱ्या कल्पना होत्या. ऍलन ट्युरिंगला केंब्रिज येथील भौतिकीतील प्रगत संशोधनाची इत्थंभूत माहिती होती. क्वांटम मेकॅनिक्सचा प्रभाव सूक्ष्मातीसूक्ष्म पातळीवर होणारा असून त्याचा प्रत्यक्ष व्यवहारात कितपत वापर होईल याबद्दल इतर वैज्ञानिक व तंत्रज्ञाप्रमाणे ट्युरिंगच्याही मनात शंका होत्या. उघडपणे चर्चा करण्यासाठी कुणी जवळचे मित्रही त्याला नव्हते. मार्कोमची त्याला सतत आठवण येत होती. त्याच्या डोक्यातील जाणीव आणि मशीनबद्दल बोलणारे व बोललेले ऐकणारे दुसरे कुणीही त्याला सापडत नव्हते. प्राथमिक स्वरूपातील softwareबद्दल चर्चा करण्यास , संवाद साधण्यास माणसं नव्हती. याच काळात हिल्बर्टच्या शोधनिबंधावर टीका टिप्पणी केलेल्या ऍलन ट्युरिंगला अमेरिकेतील प्रिन्स्टन विद्यापीठात जाण्याची संधी मिळाली. त्याकाळी जॉन फॉन न्यूमन हा गणितज्ञ तेथे शिकवत होता. आपल्या बुद्धीमत्तेला आव्हान देणारा जोडीदार मिळणार या उद्दिष्टाने ट्युरिंग प्रिन्स्टनला गेला. परंतु न्यूमन बौद्धिक चर्चा - विमर्शेपेक्षा मौजमजा, पार्ट्या यांच्यात जास्त वेळ घालवत होता. 3-4 सेमिस्टर्स नंतर निराश होऊन ट्युरिंग मायदेशी परतला. त्यामुळे ट्युरिंगला आपले मशीन (काही काळ तरी) बासनात गुंडाळून ठेवावे लागले.

अपूर्ण....