Alan Turing. Oracle kaosetik iragartzen du

Edozein galdera erantzuteko gai den "orakulu" bat sortzearekin amesten zuen Alan Turingek. Ez berak eta ez beste inork ez zuen halako makinarik eraiki. Hala ere, matematikari bikainak 1936an asmatu zuen ordenagailu eredua ordenagailuen aroaren matrizetzat har daiteke -kalkulagailu sinpleetatik hasi eta superordenagailu indartsuetaraino.

Turingek eraikitako makina gailu algoritmiko sinple bat da, nahiz eta primitiboa egungo ordenagailuekin eta programazio lengoaiekin alderatuta. Eta, hala ere, nahikoa sendoa da algoritmo konplexuenak ere exekutatu ahal izateko.

Alan Turing

Definizio klasikoan, Turing makina algoritmoak exekutatzeko erabiltzen den ordenagailu baten eredu abstraktu gisa deskribatzen da, datuak idazten diren eremuetan banatutako zinta infinitu luze batez osatua. Zinta amaigabea izan daiteke alde batetik edo bi aldeetatik. Eremu bakoitza N egoeretako batean egon daiteke. Makina eremuetako baten gainean dago beti eta M-egoeretako batean dago. Makinaren egoera eta eremuaren konbinazioaren arabera, makinak balio berri bat idazten du eremuan, egoera aldatzen du eta, ondoren, eremu bat eskuinera edo ezkerrera eraman dezake. Eragiketa honi agindua deitzen zaio. Turing makina bat edozein argibide dituen zerrenda batek kontrolatzen du. N eta M zenbakiak edozer izan daitezke, betiere finituak badira. Turing makina baten jarraibideen zerrenda bere programa gisa har daiteke.

Oinarrizko ereduak gelaxketan (karratu) banatutako sarrerako zinta bat eta une bakoitzean gelaxka bakarra behatu dezakeen zinta-burua ditu. Gelaxka bakoitzak karaktereen alfabeto finitu bateko karaktere bat izan dezake. Konbentzionalki, sarrerako sinboloen sekuentzia zintaren gainean jartzen dela jotzen da, ezkerretik hasita, gainerako gelaxkak (sarrerako ikurren eskuinean) zintaren ikur berezi batekin betetzen dira.

Beraz, Turing makina bat elementu hauek osatzen dute:

• irakurtzeko/idazteko buru mugikorra, zinta zehar mugi daitekeena, karratu bat aldi berean mugituz;
• egoera multzo finitu bat;
• azken karaktereen alfabetoa;
• lauki markatuak dituen zerrenda amaigabea, bakoitzak ikur bat izan dezake;
• egoera-trantsizio-diagrama bat, geldialdi bakoitzean aldaketak eragiten dituzten argibideekin.

Hiperordenagailuak

Turing Makinak frogatzen du eraikitzen dugun edozein ordenagailuk ezinbesteko mugak izango dituela. Adibidez, Gödelen osaezintasun-teorema famatuarekin lotuta. Matematikari ingeles batek frogatu zuen badirela ordenagailu batek konpondu ezin dituen problemak, nahiz eta horretarako munduko petaflop konputazional guztiak erabili. Esate baterako, ezin duzu inoiz esan programa bat infinituan errepikatzen den begizta logiko batean sartuko den, edo amaitu daitekeen, lehenik etab. Turing makina sortu ondoren eraikitako gailuetan ezintasun horien eragina, besteak beste, ordenagailu erabiltzaileentzat ezaguna den "heriotzaren pantaila urdina" da.

Alan Turing liburuaren azala

Fusio-arazoa, 1993an argitaratutako Java Siegelman-en lanak erakusten duen moduan, sare neuronal batean oinarritutako ordenagailu baten bidez ebatzi daiteke, hau da, elkarren artean konektatutako prozesadorez osatuta, garunaren egitura imitatzen duen moduan, emaitza konputazionala batetik "sarrera" beste batera joanda. “Hiperordenagailu” kontzeptua sortu da, kalkuluak egiteko unibertsoaren oinarrizko mekanismoak erabiltzen dituztenak. Hauek izango lirateke, exotikoak izan daitezkeen arren, denbora finituan eragiketa kopuru infinitua egiten duten makinak. Sheffieldeko Britainia Handiko Unibertsitateko Mike Stannett-ek iradoki zuen, adibidez, hidrogeno atomo batean elektroi bat erabiltzea, teorian egoera kopuru infinitu batean egon daitekeena. Ordenagailu kuantikoak ere zurbiltzen dira kontzeptu horien ausardiarekin alderatuta.

Azken urteotan, Turingek berak inoiz eraiki edo probatu ere egin ez duen "orakulu" baten ametsera itzultzen ari dira zientzialariak. Missouriko Unibertsitateko Emmett Redd eta Steven Younger-ek uste dute posible dela "Turing supermakina" bat sortzea. Aipatutako Chava Siegelman-ek hartu zuen bide beretik jarraitzen dute, sare neuronalak eraikiz, zeinetan sarrera-irteeran, zero-bat balioen ordez, egoera sorta osoa dagoen - "guztiz piztuta" seinaletik "erabat itzalita" arte. . Reddek 2015eko uztaileko NewScientist aldizkarian azaltzen zuenez, "0 eta 1 artean infinitua dago".

Siegelman andrea Missouriko bi ikertzaile elkartu zen, eta elkarrekin kaosaren aukerak aztertzen hasi ziren. Herri deskribapenaren arabera, kaosaren teoriak iradokitzen du hemisferio batean tximeleta baten hegoak astintzeak bestean urakan bat eragiten duela. Turingen supermakina eraikitzen duten zientzialariek gauza bera dute buruan: aldaketa txikiek ondorio handiak dituzten sistema bat.

2015 amaierarako, Siegelman, Redd eta Younger-en lanari esker, kaosean oinarritutako bi ordenagailu prototipo eraiki beharko lirateke. Horietako bat hamaika konexio sinaptikoren bidez konektatutako hiru osagai elektroniko konbentzionalez osatutako neurona-sare bat da. Bigarrena, hamaika neurona eta 3600 sinapsi birsortzeko argia, ispiluak eta lenteak erabiltzen dituen gailu fotoniko bat da.

Zientzialari asko eszeptiko dira "super-Turing" bat eraikitzea errealista dela. Beste batzuentzat, halako makina bat naturaren ausazkotasunaren errekreazio fisikoa izango litzateke. Naturaren omniscience, erantzun guztiak dakiela, natura izateagatik dator. Natura erreproduzitzen duen sistema, Unibertsoa, ​​dena daki, orakulu bat da, beste guztien berdina baita. Agian hau da superadimen artifizial baterako bidea, giza garunaren konplexutasuna eta lan kaotikoa behar bezala birsortzen dituen zerbaiterako. Turingek berak erradio erradioaktiboa ipintzea proposatu zuen berak diseinatutako ordenagailu batean bere kalkuluen emaitzak kaotiko eta ausazko bihurtzeko.

Hala ere, kaosean oinarritutako supermakinen prototipoek funtzionatzen badute ere, arazoa da nola frogatu benetan supermakina horiek direla. Zientzialariek oraindik ez dute baheketa proba egoki baterako ideiarik. Hori egiaztatzeko erabil litekeen ordenagailu estandar baten ikuspuntutik, supermakinak oker deritzontzat har daitezke, hau da, sistema akatsak. Giza ikuspuntutik dena guztiz ulergaitza eta... kaotikoa izan daiteke.