Alan Turing. Oracle anatabiri kutoka kwa machafuko

Alan Turing aliota kuunda "oracle" yenye uwezo wa kujibu swali lolote. Sio yeye wala mtu mwingine yeyote aliyejenga mashine kama hiyo. Walakini, mfano wa kompyuta ambao mwanahisabati mahiri alikuja nao mnamo 1936 unaweza kuzingatiwa kuwa matrix ya enzi ya kompyuta - kutoka kwa vikokotoo rahisi hadi kompyuta kuu zenye nguvu.

Mashine iliyojengwa na Turing ni kifaa rahisi cha algorithmic, hata cha zamani ikilinganishwa na kompyuta za kisasa na lugha za programu. Na bado ina nguvu ya kutosha kuruhusu hata algorithms ngumu zaidi kutekelezwa.

Alan Turing

Katika ufafanuzi wa kitamaduni, mashine ya Turing inaelezewa kama kielelezo dhahania cha kompyuta inayotumiwa kutekeleza algoriti, inayojumuisha mkanda mrefu sana uliogawanywa katika sehemu ambazo data huandikwa. Tape inaweza kuwa isiyo na mwisho kwa upande mmoja au pande zote mbili. Kila sehemu inaweza kuwa katika mojawapo ya majimbo ya N. Mashine daima iko juu ya moja ya mashamba na iko katika mojawapo ya majimbo ya M. Kulingana na mchanganyiko wa hali ya mashine na shamba, mashine huandika thamani mpya kwa shamba, kubadilisha hali, na kisha inaweza kuhamisha shamba moja kwa kulia au kushoto. Operesheni hii inaitwa agizo. Mashine ya Turing inadhibitiwa na orodha iliyo na idadi yoyote ya maagizo kama haya. Nambari N na M zinaweza kuwa chochote, mradi tu ziwe na kikomo. Orodha ya maagizo ya mashine ya Turing inaweza kuzingatiwa kama mpango wake.

Mfano wa msingi una mkanda wa kuingiza uliogawanywa katika seli (mraba) na kichwa cha tepi ambacho kinaweza kuchunguza seli moja kwa wakati wowote. Kila seli inaweza kuwa na herufi moja kutoka kwa alfabeti yenye kikomo ya wahusika. Kwa kawaida, inachukuliwa kuwa mlolongo wa alama za pembejeo huwekwa kwenye mkanda, kuanzia upande wa kushoto, seli zilizobaki (upande wa kulia wa alama za pembejeo) zinajazwa na ishara maalum ya mkanda.

Kwa hivyo, mashine ya Turing ina vitu vifuatavyo:

• kichwa cha kusoma / kuandika kinachoweza kusongeshwa ambacho kinaweza kusonga kwenye mkanda, kusonga mraba mmoja kwa wakati;
• seti ya mwisho ya majimbo;
• alfabeti ya tabia ya mwisho;
• ukanda usio na mwisho na mraba ulio na alama, ambayo kila moja inaweza kuwa na ishara moja;
• mchoro wa mpito wa hali na maagizo ambayo husababisha mabadiliko katika kila kituo.

Kompyuta kubwa

Mashine ya Turing inathibitisha kuwa kompyuta yoyote tunayounda itakuwa na mapungufu yasiyoepukika. Kwa mfano, kuhusiana na nadharia ya kutokamilika ya Gödel. Mtaalamu wa hisabati wa Kiingereza alithibitisha kwamba kuna matatizo ambayo kompyuta haiwezi kutatua, hata ikiwa tunatumia petaflops zote za ulimwengu kwa kusudi hili. Kwa mfano, huwezi kamwe kujua ikiwa programu itaingia kwenye kitanzi cha kimantiki kinachojirudia, au ikiwa itaweza kusitisha - bila kujaribu kwanza programu ambayo inahatarisha kuingia kwenye kitanzi, nk (inayoitwa shida ya kuacha). Athari za kutowezekana kwa vifaa hivi vilivyojengwa baada ya kuunda mashine ya Turing ni, kati ya mambo mengine, "skrini ya kifo cha bluu" inayojulikana kwa watumiaji wa kompyuta.

Jalada la kitabu cha Alan Turing

Shida ya muunganisho, kama inavyoonyeshwa na kazi ya Java Siegelman, iliyochapishwa mnamo 1993, inaweza kutatuliwa na kompyuta kulingana na mtandao wa neva, ambao una wasindikaji waliounganishwa kwa kila mmoja kwa njia inayoiga muundo wa ubongo, na matokeo ya hesabu kutoka kwa moja kwenda "kuingiza" hadi nyingine. Dhana ya "hypercomputers" imeibuka, ambayo hutumia mifumo ya msingi ya ulimwengu kufanya mahesabu. Hizi zinaweza kuwa - hata hivyo za kigeni zinaweza kusikika - mashine ambazo hufanya idadi isiyo na kikomo ya shughuli kwa wakati maalum. Mike Stannett wa Chuo Kikuu cha Uingereza cha Sheffield alipendekeza, kwa mfano, matumizi ya elektroni katika atomi ya hidrojeni, ambayo kwa nadharia inaweza kuwepo katika idadi isiyo na kipimo ya majimbo. Hata kompyuta za quantum ni nyepesi kwa kulinganisha na ujasiri wa dhana hizi.

Katika miaka ya hivi karibuni, wanasayansi wamekuwa wakirudi kwenye ndoto ya "oracle" ambayo Turing mwenyewe hakuwahi kujenga au hata kujaribu. Emmett Redd na Steven Mdogo wa Chuo Kikuu cha Missouri wanaamini kuwa inawezekana kuunda "Turing supermachine". Wanafuata njia ile ile ambayo Chava Siegelman aliyetajwa hapo awali alichukua, akiunda mitandao ya neva ambayo kwa pato la pembejeo, badala ya maadili ya sifuri-moja, kuna anuwai ya majimbo - kutoka kwa ishara "kamili" hadi "kuzima kabisa" . Kama vile Redd anavyoeleza katika toleo la Julai 2015 la NewScientist, "kati ya 0 na 1 kuna ukomo."

Bi. Siegelman alijiunga na watafiti wawili wa Missouri, na kwa pamoja wakaanza kuchunguza uwezekano wa machafuko. Kulingana na maelezo maarufu, nadharia ya machafuko inapendekeza kwamba kupigwa kwa mbawa za kipepeo katika hekta moja husababisha kimbunga katika nyingine. Wanasayansi wanaounda mashine kuu ya Turing wana mawazo sawa - mfumo ambao mabadiliko madogo yana matokeo makubwa.

Kufikia mwisho wa 2015, shukrani kwa kazi ya Siegelman, Redd, na Mdogo, kompyuta mbili za mfano za machafuko zinapaswa kujengwa. Mmoja wao ni mtandao wa neva unaojumuisha vipengele vitatu vya kawaida vya kielektroniki vilivyounganishwa na viunganishi kumi na moja vya sinepsi. Ya pili ni kifaa cha kupiga picha kinachotumia mwanga, vioo, na lenzi kuunda upya niuroni kumi na moja na sinepsi 3600.

Wanasayansi wengi wana shaka kwamba kujenga "super-Turing" ni kweli. Kwa wengine, mashine kama hiyo itakuwa burudani ya kimwili ya randomness ya asili. Ujuzi wa asili, ukweli kwamba unajua majibu yote, unatokana na ukweli kwamba ni asili. Mfumo unaozalisha asili, Ulimwengu, unajua kila kitu, ni oracle, kwa sababu ni sawa na kila mtu mwingine. Labda hii ndio njia ya ujasusi wa bandia, kwa kitu ambacho kinaunda tena ugumu na kazi ya machafuko ya ubongo wa mwanadamu. Turing mwenyewe aliwahi kupendekeza kuweka kipenyo cha mionzi kwenye kompyuta aliyotengeneza ili kufanya matokeo ya hesabu zake kuwa ya mkanganyiko na bila mpangilio.

Walakini, hata kama prototypes za mashine kuu za msingi wa machafuko zinafanya kazi, shida inabaki jinsi ya kudhibitisha kuwa kweli ni mashine hizi kuu. Wanasayansi bado hawana wazo la mtihani unaofaa wa uchunguzi. Kwa mtazamo wa kompyuta ya kawaida ambayo inaweza kutumika kuangalia hii, supermachines inaweza kuzingatiwa kama kinachojulikana kama makosa, yaani, makosa ya mfumo. Kwa mtazamo wa kibinadamu, kila kitu kinaweza kuwa kisichoeleweka kabisa na ... chaotic.