Alan Turing. Oracle parashikon nga kaosi

Alan Turing ëndërronte të krijonte një "orakull" të aftë për t'iu përgjigjur çdo pyetjeje. As ai dhe askush tjetër nuk e kanë ndërtuar një makinë të tillë. Sidoqoftë, modeli kompjuterik që matematikani i shkëlqyer doli në vitin 1936 mund të konsiderohet matrica e epokës së kompjuterit - nga kalkulatorët e thjeshtë deri te superkompjuterët e fuqishëm.

Makina e ndërtuar nga Turing është një pajisje e thjeshtë algoritmike, madje primitive në krahasim me kompjuterët dhe gjuhët e programimit të sotëm. E megjithatë është mjaft i fortë për të lejuar ekzekutimin edhe të algoritmeve më komplekse.

Alan Turing

Në përkufizimin klasik, një makinë Turing përshkruhet si një model abstrakt i një kompjuteri që përdoret për të ekzekutuar algoritme, i përbërë nga një shirit pafundësisht i gjatë i ndarë në fusha në të cilat shkruhen të dhënat. Shiriti mund të jetë i pafund në njërën anë ose në të dy anët. Çdo fushë mund të jetë në një nga N gjendjet. Makina ndodhet gjithmonë mbi njërën nga fushat dhe është në një nga gjendjet M. Në varësi të kombinimit të gjendjes së makinës dhe fushës, makina shkruan një vlerë të re në fushë, ndryshon gjendjen dhe më pas mund të lëvizë një fushë djathtas ose majtas. Ky operacion quhet urdhër. Një makinë Turing kontrollohet nga një listë që përmban çdo numër udhëzimesh të tilla. Numrat N dhe M mund të jenë çdo gjë, për sa kohë që janë të fundëm. Lista e udhëzimeve për një makinë Turing mund të konsiderohet si programi i saj.

Modeli bazë ka një shirit hyrës të ndarë në qeliza (katrore) dhe një kokë shiriti që mund të vëzhgojë vetëm një qelizë në çdo kohë të caktuar. Çdo qelizë mund të përmbajë një karakter nga një alfabet i kufizuar karakteresh. Në mënyrë konvencionale, konsiderohet se sekuenca e simboleve hyrëse vendoset në shirit, duke filluar nga e majta, qelizat e mbetura (në të djathtë të simboleve hyrëse) mbushen me një simbol të veçantë të shiritit.

Kështu, një makinë Turing përbëhet nga elementët e mëposhtëm:

• një kokë e lëvizshme leximi/shkrimi që mund të lëvizë nëpër shirit, duke lëvizur një katror në të njëjtën kohë;
• një grup i kufizuar gjendjesh;
• alfabeti i karakterit përfundimtar;
• një shirit pa fund me katrorë të shënuar, secila prej të cilave mund të përmbajë një simbol;
• një diagramë të tranzicionit të gjendjes me instruksione që shkaktojnë ndryshime në çdo ndalesë.

Hiperkompjuterët

Makina Turing provon se çdo kompjuter që ne ndërtojmë do të ketë kufizime të pashmangshme. Për shembull, lidhur me teoremën e famshme të paplotësisë së Gödel. Një matematikan anglez vërtetoi se ka probleme që një kompjuter nuk mund t'i zgjidhë, edhe nëse përdorim të gjitha petaflops llogaritëse të botës për këtë qëllim. Për shembull, nuk mund të thuash kurrë nëse një program do të futet në një cikli logjik që përsëritet pafundësisht, ose nëse do të jetë në gjendje të përfundojë - pa provuar më parë një program që rrezikon të futet në një lak, etj. (i quajtur problem i ndalimit). Efekti i këtyre pamundësive në pajisjet e ndërtuara pas krijimit të makinës Turing është, ndër të tjera, "ekrani blu i vdekjes" i njohur për përdoruesit e kompjuterit.

Kopertina e librit Alan Turing

Problemi i bashkimit, siç tregohet nga puna e Java Siegelman, botuar në 1993, mund të zgjidhet nga një kompjuter i bazuar në një rrjet nervor, i cili përbëhet nga procesorë të lidhur me njëri-tjetrin në një mënyrë që imiton strukturën e trurit, me një rezultati llogaritës nga një që shkon në "input" në tjetrin. Është shfaqur koncepti i "hiperkompjuterëve", të cilët përdorin mekanizmat themelorë të universit për të kryer llogaritjet. Këto do të ishin - sado ekzotike të tingëllojë - makina që kryejnë një numër të pafund operacionesh në një kohë të kufizuar. Mike Stannett i Universitetit Britanik të Sheffield propozoi, për shembull, përdorimin e një elektroni në një atom hidrogjeni, i cili në teori mund të ekzistojë në një numër të pafund gjendjesh. Edhe kompjuterët kuantikë zbehen në krahasim me guximin e këtyre koncepteve.

Vitet e fundit, shkencëtarët i janë rikthyer ëndrrës së një "orakulli" që vetë Turing nuk e ndërtoi dhe as e provoi kurrë. Emmett Redd dhe Steven Younger nga Universiteti i Misurit besojnë se është e mundur të krijohet një "supermakinë Turing". Ata ndjekin të njëjtën rrugë që mori Chava Siegelman i lartpërmendur, duke ndërtuar rrjete nervore në të cilat në hyrje-dalje, në vend të vlerave zero-një, ka një gamë të tërë gjendjesh - nga sinjali "plotësisht i ndezur" në "plotësisht i fikur". . Siç shpjegon Redd në numrin e korrikut 2015 të NewScientist, "midis 0 dhe 1 qëndron pafundësia".

Zonja Sigelman u bashkua me dy studiues të Misurit dhe së bashku ata filluan të eksplorojnë mundësitë e kaosit. Sipas përshkrimit popullor, teoria e kaosit sugjeron që përplasja e krahëve të një fluture në një hemisferë shkakton një stuhi në tjetrën. Shkencëtarët që ndërtojnë supermakinën e Turing-ut kanë pothuajse të njëjtën gjë në mendje - një sistem në të cilin ndryshimet e vogla kanë pasoja të mëdha.

Deri në fund të vitit 2015, falë punës së Siegelman, Redd dhe Younger, duhet të ndërtohen dy kompjuterë prototip të bazuar në kaos. Njëri prej tyre është një rrjet nervor i përbërë nga tre komponentë elektronikë konvencionalë të lidhur nga njëmbëdhjetë lidhje sinaptike. E dyta është një pajisje fotonike që përdor dritën, pasqyrat dhe lente për të rikrijuar njëmbëdhjetë neurone dhe 3600 sinapse.

Shumë shkencëtarë janë skeptikë se ndërtimi i një "super-Turing" është realist. Për të tjerët, një makinë e tillë do të ishte një rikrijim fizik i rastësisë së natyrës. Gjithëdija e natyrës, fakti që ajo i di të gjitha përgjigjet, vjen nga fakti që ajo është natyra. Sistemi që riprodhon natyrën, Universi, di gjithçka, është një orakull, sepse është njësoj si gjithë të tjerët. Ndoshta kjo është rruga drejt një superinteligjence artificiale, drejt diçkaje që rikrijon në mënyrë adekuate kompleksitetin dhe punën kaotike të trurit të njeriut. Vetë Turing dikur sugjeroi vendosjen e radiumit radioaktiv në një kompjuter që ai kishte projektuar për t'i bërë rezultatet e llogaritjeve të tij kaotike dhe të rastësishme.

Megjithatë, edhe nëse prototipet e supermakinave të bazuara në kaos funksionojnë, problemi mbetet se si të vërtetohet se ato janë vërtet këto supermakina. Shkencëtarët nuk kanë ende një ide për një test të përshtatshëm depistues. Nga pikëpamja e një kompjuteri standard që mund të përdoret për të kontrolluar këtë, supermakinat mund të konsiderohen si të ashtuquajtura gabime, domethënë gabime të sistemit. Nga pikëpamja njerëzore, gjithçka mund të jetë krejtësisht e pakuptueshme dhe ...kaotike.