Алан Тюринг. Oracle хаостан болжайды

Алан Тьюринг кез келген сұраққа жауап беруге қабілетті «оракул» жасауды армандады. Мұндай машинаны өзі де, басқа ешкім де жасамаған. Дегенмен, тамаша математик 1936 жылы ойлап тапқан компьютерлік модельді қарапайым калькуляторлардан қуатты суперкомпьютерлерге дейінгі компьютер дәуірінің матрицасы деп санауға болады.

Тьюринг құрастырған машина қазіргі компьютерлер мен бағдарламалау тілдерімен салыстырғанда қарапайым алгоритмдік құрылғы болып табылады. Дегенмен, ол тіпті ең күрделі алгоритмдерді орындауға мүмкіндік беретін жеткілікті күшті.

Алан Тюринг

Классикалық анықтамада Тьюринг машинасы деректер жазылатын өрістерге бөлінген шексіз ұзын таспадан тұратын алгоритмдерді орындау үшін қолданылатын компьютердің дерексіз моделі ретінде сипатталады. Таспа бір жағында да, екі жағында да шексіз болуы мүмкін. Әрбір өріс N күйдің бірінде болуы мүмкін. Машина әрқашан өрістердің біреуінің үстінде орналасады және М күйлерінің бірінде болады. Машина күйі мен өрісінің тіркесіміне байланысты машина өріске жаңа мән жазады, күйді өзгертеді, содан кейін бір өрісті оңға немесе солға жылжыта алады. Бұл операция тапсырыс деп аталады. Тьюринг машинасы осындай нұсқаулардың кез келген санын қамтитын тізіммен басқарылады. N және M сандары шектелген болса, кез келген болуы мүмкін. Тьюринг машинасының нұсқауларының тізімін оның бағдарламасы ретінде қарастыруға болады.

Негізгі модель ұяшықтарға (шаршы) бөлінген кіріс таспасы және кез келген уақытта тек бір ұяшықты бақылай алатын таспа басы бар. Әрбір ұяшықта таңбалардың соңғы алфавитінен бір таңба болуы мүмкін. Шартты түрде енгізу таңбаларының тізбегі таспаға сол жақтан бастап орналастырылады, қалған ұяшықтар (енгізу символдарының оң жағында) таспаның арнайы белгісімен толтырылады деп есептеледі.

Сонымен, Тьюринг машинасы келесі элементтерден тұрады:

• бір уақытта бір шаршыны жылжыта отырып, таспа бойымен қозғала алатын жылжымалы оқу/жазу басы;
• күйлердің шекті жиынтығы;
• соңғы таңба алфавиті;
• әрқайсысында бір таңба болуы мүмкін белгіленген квадраттары бар шексіз жолақ;
• әрбір аялдамада өзгерістер тудыратын нұсқаулары бар күйдің ауысу диаграммасы.

Гиперкомпьютерлер

Тьюринг машинасы біз жасайтын кез келген компьютердің сөзсіз шектеулері болатынын дәлелдейді. Мысалы, әйгілі Годельдің толық еместік теоремасымен байланысты. Ағылшын математигі осы мақсатта әлемнің барлық есептеу петафлоптарын пайдаланғанның өзінде компьютер шеше алмайтын есептердің бар екенін дәлелдеді. Мысалы, бағдарламаның шексіз қайталанатын логикалық циклге енетінін немесе оның аяқталуы мүмкін екенін ешқашан айта алмайсыз - алдымен циклге түсу қаупі бар бағдарламаны қолданбай-ақ, т.б. (тоқтату мәселесі деп аталады). Тьюринг машинасын жасағаннан кейін жасалған құрылғылардағы бұл мүмкін еместердің әсері, басқалармен қатар, компьютер пайдаланушыларына таныс «өлімнің көк экраны» болып табылады.

Алан Тюринг кітабының мұқабасы

Java Сигельманның 1993 жылы жарияланған жұмысында көрсетілгендей, біріктіру мәселесін нейрондық желіге негізделген компьютер шешуге болады, ол бір-бірімен ми құрылымын имитациялайтын процессорлардан тұрады. бірінен «енгізуден» екіншісіне өтудегі есептеу нәтижесі. «Гиперкомпьютерлер» ұғымы пайда болды, олар есептеулерді орындау үшін ғаламның іргелі механизмдерін пайдаланады. Бұл, қаншалықты экзотикалық болып көрінсе де, шектеулі уақыт ішінде шексіз операцияларды орындайтын машиналар болар еді. Британдық Шеффилд университетінің қызметкері Майк Стэннетт, мысалы, сутегі атомында электронды пайдалануды ұсынды, ол теорияда шексіз күйде болуы мүмкін. Тіпті кванттық компьютерлер бұл ұғымдардың батылдығына қарағанда бозғылт.

Соңғы жылдары ғалымдар Тьюринг өзі құрастырмаған, тіпті сынап көрмеген «оракул» туралы арманға қайта оралуда. Миссури университетінен Эмметт Редд пен Стивен Янгер «Тюринг супермашинасын» жасауға болады деп есептейді. Олар жоғарыда аталған Чава Сигельман ұстанған жолмен жүреді, нейрондық желілерді құрады, оларда кіріс-шығыс кезінде нөлдік бір мәннің орнына күйлердің тұтас диапазоны бар - «толық қосулы» сигналынан «толығымен өшірілгенге» дейін. . Редд 2015 жылғы шілдедегі NewScientist басылымында түсіндіргендей, «0 мен 1 арасында шексіздік бар».

Сигельман ханым Миссури штатының екі зерттеушісіне қосылды және олар бірге хаос мүмкіндіктерін зерттей бастады. Танымал сипаттамаға сәйкес, хаос теориясы бір жарты шарда көбелектің қанаттарының соғуы екінші жарты шарда дауыл тудырады деп болжайды. Тьюрингтің супермашинасын құрастырған ғалымдардың ойында дәл осындай – шағын өзгерістердің үлкен салдары болатын жүйе бар.

2015 жылдың соңына қарай Сигельман, Редд және Янгердің жұмысының арқасында хаосқа негізделген екі компьютердің прототипі жасалуы керек. Олардың бірі он бір синаптикалық байланыс арқылы қосылған үш кәдімгі электрондық құрамдас бөліктерден тұратын нейрондық желі. Екіншісі - он бір нейрон мен 3600 синапсты қайта құру үшін жарық, айналар және линзаларды қолданатын фотонды құрылғы.

Көптеген ғалымдар «супер-Тюрингті» құрудың шынайы екендігіне күмәнмен қарайды. Басқалар үшін мұндай машина табиғаттың кездейсоқтығының физикалық рекреациясы болар еді. Табиғаттың бәрін білуі, оның барлық жауаптарды білуі оның табиғат екендігінен туындайды. Табиғатты жаңғыртатын жүйе, Ғалам бәрін біледі, оракул, өйткені ол басқалармен бірдей. Бәлкім, бұл адам миының күрделілігі мен ретсіз жұмысын адекватты түрде қайта жасайтын жасанды интеллектке апаратын жол. Тьюрингтің өзі бірде радиоактивті радийді есептеулерінің нәтижелерін ретсіз және кездейсоқ ету үшін жасаған компьютерге салуды ұсынды.

Дегенмен, хаосқа негізделген супермашиналардың прототиптері жұмыс істесе де, олардың шынымен де осы супермашиналар екенін дәлелдеу мәселесі қалады. Ғалымдар әлі сәйкес скринингтік сынақ туралы идеяға ие емес. Мұны тексеру үшін пайдаланылуы мүмкін стандартты компьютер тұрғысынан супермашиналарды қате деп аталатын, яғни жүйелік қателер деп санауға болады. Адамдық тұрғыдан алғанда, бәрі мүлдем түсініксіз және ... хаотикалық болуы мүмкін.