Алан Тјуринг. Oracle предвидува од хаос

Алан Туринг сонувал да создаде „пророк“ способен да одговори на секое прашање. Ниту тој, ниту некој друг не направил таква машина. Сепак, компјутерскиот модел што брилијантниот математичар го смислил во 1936 година може да се смета за матрица на компјутерската ера - од едноставни калкулатори до моќни суперкомпјутери.

Машината изградена од Тјуринг е едноставен алгоритамски уред, дури и примитивен во споредба со денешните компјутери и програмски јазици. А сепак е доволно силен за да дозволи да се извршат дури и најсложените алгоритми.

Алан Туринг

Во класичната дефиниција, машината Туринг е опишана како апстрактен модел на компјутер што се користи за извршување на алгоритми, кој се состои од бескрајно долга лента поделена на полиња во кои се запишуваат податоци. Лентата може да биде бесконечна од едната или од двете страни. Секое поле може да биде во една од N состојби. Машината секогаш се наоѓа над едно од полињата и е во една од состојбите М. Во зависност од комбинацијата на состојбата на машината и полето, машината запишува нова вредност на полето, ја менува состојбата и потоа може да помести едно поле надесно или лево. Оваа операција се нарекува нарачка. Машината Тјуринг се контролира со листа која содржи било кој број такви инструкции. Броевите N и M можат да бидат што било, доколку се конечни. Списокот на инструкции за машината Туринг може да се смета како нејзина програма.

Основниот модел има влезна лента поделена на ќелии (квадрати) и глава на лента која може да набљудува само една ќелија во даден момент. Секоја ќелија може да содржи еден знак од конечна азбука на знаци. Конвенционално, се смета дека низата влезни симболи се ставаат на лентата, почнувајќи од лево, останатите ќелии (десно од влезните симболи) се полни со посебен симбол на лентата.

Така, машината Тјуринг се состои од следниве елементи:

• подвижна глава за читање/запишување која може да се движи низ лентата, движејќи се по еден квадрат;
• конечен сет на состојби;
• азбука на конечни знаци;
• бескрајна лента со обележани квадрати, од кои секоја може да содржи по еден симбол;
• дијаграм на транзиција на состојби со инструкции кои предизвикуваат промени на секое застанување.

Хиперкомпјутери

Машината Тјуринг докажува дека секој компјутер што ќе го изградиме ќе има неизбежни ограничувања. На пример, поврзана со познатата теорема за нецелосност на Гедел. Англиски математичар докажа дека има проблеми кои компјутерот не може да ги реши, дури и ако за таа цел ги користиме сите пресметковни петафлопови на светот. На пример, никогаш не можете да откриете дали програмата ќе влезе во бескрајно повторувачка логичка јамка или дали ќе може да заврши - без претходно да пробате програма што ризикува да влезе во јамка итн. (наречена стоп проблем). Ефектот на овие неможности во уредите изградени по создавањето на машината Тјуринг е, меѓу другото, познатиот „син екран на смртта“ за корисниците на компјутери.

Корица на книгата Алан Тјуринг

Проблемот со фузија, како што е прикажано со работата на Јава Сигелман, објавена во 1993 година, може да се реши со компјутер базиран на невронска мрежа, која се состои од процесори поврзани еден со друг на начин што ја имитира структурата на мозокот, со пресметковен резултат од еден кој оди на „влез“ во друг. Се појави концептот на „хиперкомпјутери“ кои ги користат основните механизми на универзумот за да вршат пресметки. Овие би биле - колку и да звучи егзотично - машини кои вршат бесконечен број операции во одредено време. Мајк Станет од британскиот универзитет Шефилд предложи, на пример, употреба на електрон во атом на водород, кој во теорија може да постои во бесконечен број состојби. Дури и квантните компјутери бледнеат пред дрскоста на овие концепти.

Во последниве години, научниците се враќаат на сонот за „пророк“ што самиот Тјуринг никогаш не го изградил, ниту ни пробал. Емет Ред и Стивен Јангер од Универзитетот во Мисури веруваат дека е можно да се создаде „Туринг супермашина“. Тие го следат истиот пат по кој тргна гореспоменатиот Чава Зигелман, градејќи невронски мрежи во кои на влез-излез, наместо вредности нула-еден, има цела низа состојби - од сигналот „целосно вклучен“ до „целосно исклучен“. . Како што објаснува Ред во изданието на NewScientist од јули 2015 година, „помеѓу 0 и 1 лежи бесконечноста“.

Г-ѓа Зигелман им се придружи на двајца истражувачи од Мисури и заедно почнаа да ги истражуваат можностите за хаос. Според популарниот опис, теоријата на хаос сугерира дека треперењето на крилата на пеперутката на едната хемисфера предизвикува ураган на другата. Научниците кои ја градат супермашината на Тјуринг го имаат истото на ум - систем во кој малите промени имаат големи последици.

До крајот на 2015 година, благодарение на работата на Зигелман, Ред и Јангер, треба да бидат изградени два прототипи на компјутери базирани на хаос. Една од нив е невронска мрежа која се состои од три конвенционални електронски компоненти поврзани со единаесет синаптички врски. Вториот е фотонски уред кој користи светлина, огледала и леќи за повторно создавање на единаесет неврони и 3600 синапси.

Многу научници се скептични дека изградбата на „супер-Туринг“ е реална. За други, таквата машина би била физичка рекреација на случајноста на природата. Сезнајноста на природата, тоа што таа ги знае сите одговори, доаѓа од фактот дека таа е природа. Системот што ја репродуцира природата, Универзумот, знае сè, е пророк, затоа што е ист како и сите други. Можеби ова е патот до вештачка суперинтелигенција, до нешто што адекватно ја пресоздава сложеноста и хаотичната работа на човечкиот мозок. Самиот Туринг еднаш предложи да се стави радиоактивен радиум во компјутер што тој го дизајнираше за да ги направи резултатите од неговите пресметки хаотични и случајни.

Сепак, дури и ако функционираат прототипови на супермашини базирани на хаос, останува проблемот како да се докаже дека тие навистина се овие супермашини. Научниците сè уште немаат идеја за соодветен скрининг тест. Од гледна точка на стандарден компјутер кој може да се користи за да се провери ова, супермашините може да се сметаат како таканаречени погрешни, односно системски грешки. Од човечка гледна точка, сè може да биде целосно неразбирливо и ... хаотично.