Alan Turing. Oracle voorspel vanuit chaos

Alan Turing het daarvan gedroom om 'n "orakel" te skep wat enige vraag kan beantwoord. Nie hy of iemand anders het so 'n masjien gebou nie. Die rekenaarmodel waarmee die briljante wiskundige in 1936 vorendag gekom het, kan egter as die matriks van die rekenaartydperk beskou word – van eenvoudige sakrekenaars tot kragtige superrekenaars.

Die masjien wat deur Turing gebou is, is 'n eenvoudige algoritmiese toestel, selfs primitief in vergelyking met vandag se rekenaars en programmeertale. En tog is dit sterk genoeg om selfs die mees komplekse algoritmes toe te laat om uitgevoer te word.

Alan Turing

In die klassieke definisie word 'n Turing-masjien beskryf as 'n abstrakte model van 'n rekenaar wat gebruik word om algoritmes uit te voer, wat bestaan ​​uit 'n oneindig lang band wat in velde verdeel is waarin data geskryf word. Die band kan aan die een kant of aan albei kante eindeloos wees. Elke veld kan in een van N state wees. Die motor is altyd bo een van die velde geleë en is in een van die M-state. Afhangende van die kombinasie van masjientoestand en veld, skryf die masjien 'n nuwe waarde na die veld, verander die toestand, en kan dan een veld na regs of links skuif. Hierdie operasie word 'n bestelling genoem. Die Turing-masjien word beheer deur 'n lys wat enige aantal sulke instruksies bevat. Die getalle N en M kan enigiets wees, solank hulle eindig is. Die lys van instruksies vir 'n Turing-masjien kan beskou word as sy program.

Die basiese model het 'n invoerband wat in selle (vierkante) verdeel is en 'n bandkop wat net een sel op enige gegewe tydstip kan waarneem. Elke sel kan een karakter uit 'n eindige alfabet van karakters bevat. Konvensioneel word dit beskou dat die volgorde van invoersimbole op die band geplaas word, vanaf links, word die oorblywende selle (regs van die invoersimbole) gevul met 'n spesiale simbool van die band.

Dus, 'n Turing-masjien bestaan ​​uit die volgende elemente:

• 'n beweegbare lees-/skryfkop wat oor die band kan beweeg, een vierkant op 'n slag beweeg;
• 'n eindige stel toestande;
• finale karakter alfabet;
• 'n eindelose strook met gemerkte blokkies, wat elkeen een simbool kan bevat;
• 'n toestandoorgangsdiagram met instruksies wat veranderinge by elke stop veroorsaak.

Hiperrekenaars

Die Turing-masjien bewys dat enige rekenaar wat ons bou onvermydelike beperkings sal hê. Byvoorbeeld, verwant aan die beroemde Gödel-onvoltooidheidstelling. 'n Engelse wiskundige het bewys dat daar probleme is wat 'n rekenaar nie kan oplos nie, selfs al gebruik ons ​​al die rekenkundige petaflops van die wêreld vir hierdie doel. Byvoorbeeld, jy kan nooit sê of 'n program in 'n oneindig herhalende logiese lus sal kom nie, of dit sal kan beëindig nie - sonder om eers 'n program te probeer wat die risiko loop om in 'n lus te kom, ens. (genoem 'n stopprobleem). Die effek van hierdie onmoontlikhede in toestelle wat na die skepping van die Turing-masjien gebou is, is onder meer die bekende "blou skerm van die dood" vir rekenaargebruikers.

Alan Turing boekomslag

Die samesmeltingsprobleem, soos getoon deur die werk van Java Siegelman, gepubliseer in 1993, kan opgelos word deur 'n rekenaar gebaseer op 'n neurale netwerk, wat bestaan ​​uit verwerkers wat aan mekaar gekoppel is op 'n manier wat die struktuur van die brein naboots, met 'n berekeningsresultaat van een gaan na "invoer" na na 'n ander. Die konsep van "hiperrekenaars" het na vore gekom, wat die fundamentele meganismes van die heelal gebruik om berekeninge uit te voer. Dit sou - hoe eksoties dit ook al klink - masjiene wees wat 'n oneindige aantal bewerkings in 'n beperkte tyd uitvoer. Mike Stannett van die Britse Universiteit van Sheffield het byvoorbeeld die gebruik van 'n elektron in 'n waterstofatoom voorgestel, wat in teorie in 'n oneindige aantal toestande kan bestaan. Selfs kwantumrekenaars bleek voor die vermetelheid van hierdie konsepte.

In onlangse jare het wetenskaplikes teruggekeer na die droom van 'n "orakel" wat Turing self nooit gebou of selfs probeer het nie. Emmett Redd en Stephen Younger van die Universiteit van Missouri glo dit is moontlik om 'n "Turing-supermasjien" te skep. Hulle volg dieselfde pad wat die voorgenoemde Chava Siegelman geneem het, en bou neurale netwerke waarin daar by die inset-uitset, in plaas van nul-een-waardes, 'n hele reeks toestande is - van die sein "ten volle aan" tot "ten volle af" . Soos Redd in die Julie 2015-uitgawe van NewScientist verduidelik, "tussen 0 en 1 lê oneindigheid."

Mev Siegelman het by die twee Missouri-navorsers aangesluit, en saam het hulle die moontlikhede van chaos begin ondersoek. Volgens die gewilde beskrywing dui chaosteorie daarop dat die klap van 'n skoenlapper se vlerke in een halfrond 'n orkaan in die ander veroorsaak. Die wetenskaplikes wat Turing se supermasjien bou, het baie dieselfde in gedagte – ’n stelsel waarin klein veranderinge groot gevolge het.

Teen die einde van 2015, danksy die werk van Siegelman, Redd en Younger, moet twee prototipe-chaos-gebaseerde rekenaars gebou word. Een daarvan is 'n neurale netwerk wat bestaan ​​uit drie konvensionele elektroniese komponente wat deur elf sinaptiese verbindings verbind word. Die tweede is 'n fotoniese toestel wat lig, spieëls en lense gebruik om elf neurone en 3600 XNUMX sinapse te herskep.

Baie wetenskaplikes is skepties dat die bou van 'n "super-Turing" realisties is. Vir ander sou so 'n masjien 'n fisiese herskepping van die willekeurigheid van die natuur wees. Die natuur se alwetendheid, die feit dat sy al die antwoorde ken, kom van haar natuurwees. Die sisteem wat die natuur weergee, die Heelal, weet alles, is 'n orakel, want dit is dieselfde as almal anders. Miskien is dit die pad na 'n kunsmatige superintelligensie, na iets wat die kompleksiteit en chaotiese werk van die menslike brein voldoende herskep. Turing het self eenkeer voorgestel om radioaktiewe radium in 'n rekenaar te plaas wat hy ontwerp het om die resultate van sy berekeninge chaoties en lukraak te maak.

Selfs al werk prototipes van chaos-gebaseerde supermasjiene, bly die probleem steeds hoe om te bewys dat hulle werklik hierdie supermasjiene is. Wetenskaplikes het nog nie 'n idee vir 'n geskikte siftingstoets nie. Uit die oogpunt van 'n standaardrekenaar wat gebruik kan word om dit na te gaan, kan supermasjiene as sogenaamde foutiewe beskou word, dit wil sê stelselfoute. Uit 'n menslike oogpunt kan alles heeltemal onverstaanbaar en ... chaoties wees.