ในสมัยมัธยม ทัวริงสนิท
และนับถือรุ่นพี่คนหนึ่ง ชื่อ คริสโตเฟอร์ มอร์คอม (Christopher Morcom)
ซึ่งเสียชีวิตไปซะก่อน ทัวริงเศร้ามาก
เลยตั้งใจสานต่อสิ่งที่รุ่นพี่เขาอยากทำให้สำเร็จ. ตลอดสามปีหลังจากนั้น
เขาเขียนจดหมายอย่างสม่ำเสมอให้คุณแม่ของมอร์คอม ว่าเขาคิด
และสงสัยเรื่องความคิดของคน ว่าไปจับจดอยู่ในเรื่องหนึ่ง ๆ ได้อย่างไร (How the
human mind was embodied in matter) และ ปล่อยเรื่องนั้นๆ ออกไปได้อย่างไร (whether
accordingly it could be realeased from matter)
แล้ววันหนึ่งเขาก็ไปเจอหนังสือดังในยุคนั้นชื่อ The Nature of the Physical
World อ่านไปก็เกิดนึกไปเองว่า ทฤษฏีกลศาสตร์ควอนตัม
มันต้องเกี่ยวกับปัญหาเรื่อง mind and matter ที่เขาคิดอยู่การศึกษาและงาน
ปี พ.ศ. 2474 เขาเข้าเรียนคณิตศาสตร์ ที่
คิงส์คอลเลจ มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ (หมายเหตุ: ยุคนั้น คิงส์คอลเลจเป็นที่พักชายล้วน
ซึ่ง ทัวริงก็อยู่อย่างเปิดเผยว่าเขาเป็นเกย และเข้าร่วมกิจกรรมชมรม) ทัวริงมีความสุขกับชีวิตที่นี่มาก
และทำกิจกรรมหลายอย่าง เช่น พายเรือ, เรือใบเล็ก และ วิ่งแข่ง. ทัวริงพูดเสมอว่า
"งานของผมนั้นเครียดมาก และทางเดียวที่ผมจะเอามันออกไปจากหัวได้ก็คือ
วิ่งให้เต็มที่" และเขาก็วิ่งอย่างจริงจัง จนได้ระดับโลก
โดยที่ผลการวิ่งมาราธอนของเขา ชนะเลิศการแข่งขันของสมาคมนักกรีฑาสมัครเล่น
ด้วยเวลา 2 ชั่วโมง 43 นาที 3 วินาที ในปี พ.ศ. 2489.
ซึ่งในการแข่งขันวิ่งมาราธอนโอลิมปิก เมื่อ พ.ศ. 2491 (ค.ศ. 1948)
คนที่ได้เหรียญทอง ทำเวลาได้เร็วกว่าเขาเพียง 11 นาที
ส่วนในเรื่องวิชาการ
ในวงการคณิตศาสตร์ยุคนั้น รัสเซลล์ (Russell) เสนอเอาไว้ว่า "mathematical
truth could be captured by any formalism" แต่ยุคนั้น Goedel โต้ว่า "the
incompleteness of mathematics: the existence of true statements about
numbers which could not be proved by the formal application of set rules of
deduction". พอปี พ.ศ. 2476 ทัวริงก็ได้เจอกับรัสเซลล์ แล้วก็ตั้งคำถาม
พร้อมถกเรื่องราวเหล่านี้ขึ้นมา ทำให้เขาสนใจ
ปี พ.ศ. 2477 ทัวริงก็จบจากเคมบริดจ์
ด้วยเกียรตินิยมอันดับหนึ่ง. ทางมหาวิทยาลัย ก็เลยเชิญเขาอยู่เป็น Fellow
ด้านคณิตศาสตร์ต่อ (ส่วนใหญ่ Fellow ของเคมบริดจ์จะเป็นพวกที่จบปริญญาเอก
แต่ทัวริงจบเพียงปริญญาตรี) ปี พ.ศ. 2478 ทัวริงไปเรียนกับ จอห์น ฟอน นอยมันน์
เรื่อง ปัญหาของการตัดสินใจ (Entscheidungs problem) ที่ถามว่า "Could there
exist, at least in principle, a definite method or process by which it could
be decided whether any given mathematical assertion was provable?" ทัวริงก็เลยมาคิดๆ
โดยวิเคราะห์ว่า คนเราทำอย่างไรเวลาทำงานที่เป็นกระบวนการที่มีกฎเกณฑ์ (methodical
process) แล้วก็นึกต่อว่า ว่าวางกรอบว่าให้เป็นอะไรซักอย่างที่
สามารถทำได้อย่างเป็นกลไก (mechanically) ล่ะ? เขาก็เลยเสนอทฤษฏีออกมาเป็น "The
analysis in terms of a theoretical machine able to perform certain precisely
defined elementary operations on symbols on paper tape".
โดยยกเรื่องที่เขาคิดมาตั้งแต่เด็กว่า \'สถานะความคิด\' (state of mind) ของคน
ในการทำกระบวนการทางความคิด มันเกี่ยวกับการเก็บ
และเปลี่ยนสถานะจากจุดหนึ่งไปอีกจุดหนึ่ง ได้ตามการกระทำทางความคิด, โดยทัวริงเรียกสิ่งนี้ว่า
คำสั่งตรรกะ (logical instructions). แล้วก็บอกว่าการทำงานต้องมี
กฎเกณฑ์ที่แน่นอน (definite method) (ซึ่งเป็นชื่อแบบดูเข้าใจง่ายเลยนะ
แต่ยุคหลังถูกเปลี่ยนมาเรียกเป็นทางการว่า อัลกอริทึม)
พอปี พ.ศ. 2479
เขาก็เลยเตรียมออกบทความวิชาการที่มืชื่อเสียง "On Computable Numbers with an
application to the Entscheidungsproblem" แต่ก่อนเขาออกบทความนี้
มีอีกงานของฝั่งอเมริกาของ Church ออกมาทำนองคล้ายๆ กันหัวข้อเหมือนๆ
กันอย่างบังเอิญ เขาเลยถูกบังคับให้เขียนอิงงาน Church ไปด้วย
(เพราะบทความเขาออกทีหลัง) แต่พอบทความเขาออกมาจริงๆ
คนอ่านก็เห็นว่าเป็นคนละทฤษฏีกันและของเขามีเนื้อหา relied upon an assumption
internal to mathematics แม่นกว่า การเน้นเรื่อง operation ใน physical world.
(ยุคต่อมาคนก็เลยนำ concept เขาไปประยุกต์ใช้และอ้างชื่อให้เกียรติว่า Turing
machine, the foundation of the modern theory of computation and
computability -- ทำให้หลายๆ คนตั้งให้ แอลัน ทัวริง เป็น The Founder of
Computer Science หรือ ผู้ริเริ่มศาสตร์คอมพิวเตอร์)
ปลายปีนั้นเองเขาก็ได้รับรางวัล Smith\'s prize ไปครอง
ส่วนตัวทัวริง ก็เลือกไปทำงานด้าน \'ordinal logic\'
ต่อแทน เพราะเขาบอกว่าเป็น "my most difficult and deepest mathematical work,
was an attempt to bring some kind of order to the realm of the uncomputable"
เพราะ ทัวริงเชื่อว่าคนเรา
โดยสัญชาติญาณสามารถตอบโต้ต่อเหตุการณ์ได้โดยไม่ต้องคำนวณ ("Human \'intuition\'
could correspond to uncomputable steps in an argument") แต่งานยังไม่เสร็จ
ก็มีสงครามโลกซะก่อน คือก่อนหน้านั้นเขาก็ทำงาน (อย่างเป็นความลับ) ให้กับ
British Cryptanalytic department (หรือเรียกกันว่า Government code & cypher
school) พอสงครามเริ่มเขาเลยเปิดเผยตัวเอง (ปกติจะทำเป็น fellow ที่คิงส์คอลเลจ
เคมบริดจ์ อยู่หน้าฉากงานเดียว) เลยออกย้ายไปทำงานที่ the wartime
cryptanalytic headquaters, Bletchley Park
เป้าหมายคือเจาะรหัสของเครื่องเข้ารหัสเอนิกมา (Enigma Cipher Machine)
ของเยอรมันให้ได้
พอสงครามเริ่มสงบปี ค.ศ. 1944 ทัวริงก็เริ่มสานต่อโครงการเก่าตั้งชื่อ
"Building the Brain" แต่ตัดสินใจล้มโครงการไปในปี ค.ศ. 1945 พอได้ข่าวว่าที่
von Neumann ออกบทความเรื่อง EDVAC ออกมาจากฝั่งอเมริกา
ปี ค.ศ. 1946 ทัวริงกลับมาดูงานใหม่
ก็พบว่าเป็นงานคนละแนวคิดกัน ทางอเมริกาเน้นด้าน อิเลกทรอนิกส์ แต่ทัวริงคิดแบบคณิตศาสตร์
("I would like to implement arithmetical functions by programming rather
than by building in electronic components, a concept different from that of
the American-derived designs). โครงการตอนนั้นของทัวริง คือเครื่องคำนวณ (Computation
machine) ที่สามารถเปลี่ยนได้ตามใจชอบจาก numerical work เป็น algebra เป็น
code breaking เป็น file handling หรือแม้กระทั่งเกมส์. ปี ค.ศ. 1947 ทัวริงเสนอว่า
ต้องมีระบบจัดเก็บข้อมูล และ ชุดคำสั่งคอมพิวเตอร์ต้องขยายตัวเองออกเป็น
ชุดคำสั่งย่อย ๆ ได้ โดยการใช้รูปย่อแบบ รหัสย่อ (คำสั่ง
ซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นของภาษาโปรแกรม) แต่ปรากฏว่าไม่ได้รับการ สนับสนุน
ปี ค.ศ. 1951
เขาก็จับงานใหม่อีกเล่นอีกแนว Morphogenetic theory ออกบทความเรื่อง "The
Chemical Basis of Morphogenesis" ซึ่งต่อมาเป็น founding paper of modern non-linear
dynamical theory (พวก pattern formation of instability into the realm of
spherical objects, e.g. radiolarian, cylinder, model of plant stems)
แต่ปี ค.ศ. 1952 เขาถูกจับ
โทษฐานมีเพศสัมพันธ์กับเด็กชาย ทัวริงไม่ปฏิเสธและยอมรับโทษแต่โดยดี
มีทางเลือกให้เขาสองทางคือ หนึ่ง เข้าคุก หรือ สอง รับการฉีดยาเป็นเวลาหนึ่งปี
(For the period of a year, injections of oestrogen intended to neutralise
his libido) และแล้วปี ค.ศ. 1954 เขาถูกพบโดยพนักงานทำความสะอาด ในสภาพมีแอปเปิ้ลครึ่งลูกหล่นอยู่ข้างๆ
และมีร่องรอยการทำการทดลองทางเคมีอยู่ใกล้ๆ