Alan Turing. Oracle meramalkan dari huru-hara

Alan Turing bermimpi mencipta "oracle" yang mampu menjawab sebarang soalan. Baik dia mahupun orang lain tidak membina mesin sedemikian. Walau bagaimanapun, model komputer yang dihasilkan oleh ahli matematik cemerlang itu pada tahun 1936 boleh dianggap sebagai matriks zaman komputer - daripada kalkulator mudah kepada superkomputer berkuasa.

Mesin yang dibina oleh Turing ialah peranti algoritma yang ringkas, malah primitif berbanding komputer dan bahasa pengaturcaraan masa kini. Namun ia cukup kuat untuk membolehkan algoritma yang paling kompleks dilaksanakan.

Alan Turing

Dalam definisi klasik, mesin Turing digambarkan sebagai model abstrak komputer yang digunakan untuk melaksanakan algoritma, yang terdiri daripada pita panjang tak terhingga dibahagikan kepada medan di mana data ditulis. Pita boleh tidak berkesudahan di satu sisi atau di kedua-dua belah. Setiap medan boleh berada di salah satu N negeri. Mesin sentiasa terletak di atas salah satu medan dan berada di salah satu keadaan-M. Bergantung pada gabungan keadaan mesin dan medan, mesin menulis nilai baharu pada medan, menukar keadaan, dan kemudian boleh mengalihkan satu medan ke kanan atau kiri. Operasi ini dipanggil perintah. Mesin Turing dikawal oleh senarai yang mengandungi sebarang bilangan arahan sedemikian. Nombor N dan M boleh menjadi apa sahaja, asalkan ia terhingga. Senarai arahan untuk mesin Turing boleh dianggap sebagai programnya.

Model asas mempunyai pita input yang dibahagikan kepada sel (segi empat sama) dan kepala pita yang hanya boleh memerhati satu sel pada bila-bila masa. Setiap sel boleh mengandungi satu aksara daripada abjad aksara terhingga. Secara konvensional, dianggap bahawa urutan simbol input diletakkan pada pita, bermula dari kiri, sel yang tinggal (di sebelah kanan simbol input) diisi dengan simbol khas pita.

Oleh itu, mesin Turing terdiri daripada elemen berikut:

• kepala baca/tulis boleh alih yang boleh bergerak melintasi pita, menggerakkan satu persegi pada satu masa;
• set keadaan terhingga;
• abjad aksara akhir;
• jalur tidak berkesudahan dengan petak bertanda, setiap satunya boleh mengandungi satu aksara;
• gambar rajah peralihan keadaan dengan arahan yang menyebabkan perubahan pada setiap perhentian.

Hiperkomputer

Mesin Turing membuktikan bahawa mana-mana komputer yang kami bina akan mempunyai had yang tidak dapat dielakkan. Contohnya, berkaitan dengan teorem ketidaklengkapan Gödel yang terkenal. Seorang ahli matematik Inggeris membuktikan bahawa terdapat masalah yang tidak dapat diselesaikan oleh komputer, walaupun kita menggunakan semua petaflop pengiraan dunia untuk tujuan ini. Sebagai contoh, anda tidak boleh mengetahui sama ada program akan masuk ke dalam gelung logik berulang yang tidak terhingga, atau jika ia akan dapat ditamatkan - tanpa terlebih dahulu mencuba program yang berisiko memasuki gelung, dsb. (dipanggil masalah berhenti). Kesan kemustahilan ini dalam peranti yang dibina selepas penciptaan mesin Turing adalah, antara lain, "skrin biru kematian" yang biasa kepada pengguna komputer.

Kulit buku Alan Turing

Masalah gabungan, seperti yang ditunjukkan oleh karya Java Siegelman, yang diterbitkan pada tahun 1993, boleh diselesaikan oleh komputer berdasarkan rangkaian saraf, yang terdiri daripada pemproses yang disambungkan antara satu sama lain dengan cara yang meniru struktur otak, dengan hasil pengiraan daripada satu pergi ke "input" ke yang lain. Konsep "hiperkomputer" telah muncul, yang menggunakan mekanisme asas alam semesta untuk melakukan pengiraan. Ini akan menjadi - walau bagaimanapun eksotik kedengarannya - mesin yang melakukan bilangan operasi yang tidak terhingga dalam masa yang terhad. Mike Stannett dari Universiti British Sheffield mencadangkan, sebagai contoh, penggunaan elektron dalam atom hidrogen, yang secara teorinya boleh wujud dalam bilangan keadaan yang tidak terhingga. Malah komputer kuantum pucat berbanding dengan keberanian konsep ini.

Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, saintis telah kembali kepada impian "oracle" yang Turing sendiri tidak pernah membina atau mencuba. Emmett Redd dan Steven Younger dari Universiti Missouri percaya adalah mungkin untuk mencipta "mesin super Turing". Mereka mengikuti jalan yang sama yang diambil oleh Chava Siegelman yang disebutkan di atas, membina rangkaian saraf di mana pada input-output, bukannya nilai sifar satu, terdapat pelbagai keadaan - daripada isyarat "hidup sepenuhnya" kepada "mati sepenuhnya" . Seperti yang dijelaskan oleh Redd dalam NewScientist edisi Julai 2015, "antara 0 dan 1 terletak infiniti."

Puan Siegelman menyertai dua penyelidik Missouri, dan bersama-sama mereka mula meneroka kemungkinan huru-hara. Menurut penerangan yang popular, teori huru-hara mencadangkan bahawa kepakkan sayap rama-rama di satu hemisfera menyebabkan taufan di hemisfera yang lain. Para saintis yang membina mesin super Turing mempunyai pemikiran yang sama - sistem di mana perubahan kecil mempunyai akibat yang besar.

Menjelang akhir tahun 2015, terima kasih kepada kerja Siegelman, Redd, dan Younger, dua komputer berasaskan huru-hara prototaip harus dibina. Salah satunya ialah rangkaian saraf yang terdiri daripada tiga komponen elektronik konvensional yang disambungkan oleh sebelas sambungan sinaptik. Yang kedua ialah peranti fotonik yang menggunakan cahaya, cermin, dan kanta untuk mencipta semula sebelas neuron dan 3600 sinaps.

Ramai saintis ragu-ragu bahawa membina "super-Turing" adalah realistik. Bagi yang lain, mesin sedemikian akan menjadi rekreasi fizikal yang rawak alam semula jadi. Kemahatahuan alam, hakikat bahawa ia mengetahui semua jawapan, datang dari hakikat bahawa ia adalah alam semula jadi. Sistem yang menghasilkan semula alam, Alam Semesta, mengetahui segala-galanya, adalah oracle, kerana ia sama seperti orang lain. Mungkin ini adalah jalan ke superintelligence buatan, kepada sesuatu yang cukup mencipta semula kerumitan dan kerja kacau otak manusia. Turing sendiri pernah mencadangkan untuk meletakkan radium radioaktif ke dalam komputer yang telah direka bentuknya untuk menjadikan hasil pengiraannya menjadi huru-hara dan rawak.

Walau bagaimanapun, walaupun prototaip mesin super berasaskan huru-hara berfungsi, masalahnya kekal bagaimana untuk membuktikan bahawa mereka benar-benar mesin super ini. Para saintis belum mempunyai idea untuk ujian saringan yang sesuai. Dari sudut pandangan komputer standard yang boleh digunakan untuk menyemak ini, supermachines boleh dianggap sebagai apa yang dipanggil ralat, iaitu ralat sistem. Dari sudut pandangan manusia, segala-galanya boleh menjadi benar-benar tidak dapat difahami dan ... huru-hara.