آلان تورينج. أوراكل تتوقع من الفوضى
حلم آلان تورينج بخلق "أوراكل" قادر على الإجابة على أي سؤال. لم يقم هو ولا أي شخص آخر ببناء مثل هذه الآلة. ومع ذلك ، فإن نموذج الكمبيوتر الذي ابتكره عالم الرياضيات اللامع في عام 1936 يمكن اعتباره مصفوفة عصر الكمبيوتر - من الآلات الحاسبة البسيطة إلى أجهزة الكمبيوتر العملاقة القوية.
الآلة التي صممها تورينج هي جهاز خوارزمي بسيط ، حتى بدائي مقارنة بأجهزة الكمبيوتر ولغات البرمجة الحالية. ومع ذلك فهي قوية بما يكفي للسماح بتنفيذ حتى الخوارزميات الأكثر تعقيدًا.
آلان تورينج
في التعريف الكلاسيكي ، توصف آلة تورينج بأنها نموذج مجرد لجهاز كمبيوتر يستخدم لتنفيذ الخوارزميات ، ويتألف من شريط طويل بلا حدود مقسم إلى حقول تُكتب فيها البيانات. يمكن أن يكون الشريط لا نهاية له على جانب واحد أو على كلا الجانبين. يمكن أن يكون كل حقل في إحدى الحالات N. يقع الجهاز دائمًا فوق أحد الحقول ويقع في إحدى الحالات M. اعتمادًا على مجموعة حالة الآلة والحقل ، تكتب الآلة قيمة جديدة للحقل ، وتغير الحالة ، ثم تنقل حقلًا واحدًا إلى اليمين أو اليسار. هذه العملية تسمى أمر. يتم التحكم في آلة تورينج بقائمة تحتوي على أي عدد من هذه التعليمات. يمكن أن يكون الرقمان N و M أي شيء طالما أنهما محدودان. يمكن اعتبار قائمة التعليمات الخاصة بجهاز Turing بمثابة برنامج لها.
يحتوي النموذج الأساسي على شريط إدخال مقسم إلى خلايا (مربعات) ورأس شريط يمكنه مراقبة خلية واحدة فقط في أي وقت. يمكن أن تحتوي كل خلية على حرف واحد من أبجدية محدودة من الأحرف. تقليديًا ، يُعتقد أن تسلسل رموز الإدخال يتم وضعه على الشريط ، بدءًا من اليسار ، وتم ملء الخلايا المتبقية (على يمين رموز الإدخال) برمز خاص للشريط.
وبالتالي ، تتكون آلة تورينج من العناصر التالية:
- رأس متحرك للقراءة / الكتابة يمكنه التحرك عبر الشريط ، متحركًا مربعًا واحدًا في كل مرة ؛
- مجموعة محدودة من الدول ؛
- الأبجدية النهائية ؛
- شريط لا نهاية له مع مربعات ملحوظة ، يمكن أن يحتوي كل منها على حرف واحد ؛
- مخطط انتقال الحالة مع الإرشادات التي تسبب التغييرات في كل محطة.
الحواسيب الفائقة
تثبت آلة تورينج أن أي جهاز كمبيوتر نقوم ببنائه سيكون له قيود لا مفر منها. على سبيل المثال ، تتعلق بنظرية عدم اكتمال Gödel الشهيرة. أثبت عالم رياضيات إنجليزي أن هناك مشاكل لا يستطيع الكمبيوتر حلها ، حتى لو استخدمنا كل بيتافلوبات الحسابية في العالم لهذا الغرض. على سبيل المثال ، لا يمكنك أبدًا معرفة ما إذا كان البرنامج سينتقل إلى حلقة منطقية لا متناهية متكررة ، أو ما إذا كان يمكن إنهاءه - دون تجربة برنامج قد يخاطر بالدخول في حلقة ، وما إلى ذلك (تسمى مشكلة الإيقاف). إن تأثير هذه المستحيلات في الأجهزة التي تم إنشاؤها بعد إنشاء آلة تورينج هو ، من بين أشياء أخرى ، "شاشة الموت الزرقاء" المألوفة لمستخدمي الكمبيوتر.
غلاف كتاب آلان تورينج
يمكن حل مشكلة الاندماج ، كما يتضح من عمل Java Siegelman ، الذي نُشر عام 1993 ، عن طريق شبكة عصبية قائمة على الكمبيوتر ، والتي تتكون من معالجات متصلة ببعضها البعض بطريقة تحاكي بنية الدماغ ، مع نتيجة حسابية من انتقال أحدهم إلى "إدخال" إلى آخر. ظهر مفهوم "الحواسيب الفائقة" التي تستخدم الآليات الأساسية للكون لإجراء الحسابات. قد تكون هذه الآلات - مهما بدت غريبة - تؤدي عددًا لا حصر له من العمليات في وقت محدود. اقترح مايك ستانيت من جامعة شيفيلد البريطانية ، على سبيل المثال ، استخدام الإلكترون في ذرة الهيدروجين ، والتي يمكن أن توجد نظريًا في عدد لا حصر له من الحالات. حتى أجهزة الكمبيوتر الكمومية باهتة مقارنة بجرأة هذه المفاهيم.
في السنوات الأخيرة ، عاد العلماء إلى حلم "أوراكل" الذي لم يبنه تورينج بنفسه ولم يجربه. يعتقد إيميت ريد وستيفن يونغر من جامعة ميسوري أنه من الممكن إنشاء "آلة تورينغ العملاقة". إنهم يتبعون نفس المسار الذي سلكه Chava Siegelman المذكورة أعلاه ، حيث قاموا ببناء شبكات عصبية يكون فيها عند المدخلات والمخرجات ، بدلاً من قيم الصفر الواحد ، مجموعة كاملة من الحالات - من الإشارة "تشغيل كامل" إلى "إيقاف التشغيل الكامل". كما أوضح Redd في عدد يوليو 2015 من NewScientist ، "بين 0 و 1 تكمن اللانهاية."
انضمت السيدة سيجلمان إلى اثنين من الباحثين في ولاية ميسوري ، وبدأوا معًا في استكشاف احتمالات الفوضى. وفقًا للوصف الشائع ، تشير نظرية الفوضى إلى أن رفرفة أجنحة الفراشة في أحد نصفي الكرة الأرضية تسبب إعصارًا في النصف الآخر. العلماء الذين يبنون آلة تورينج الفائقة لديهم نفس الشيء في أذهانهم - نظام يكون فيه للتغييرات الصغيرة عواقب وخيمة.
بحلول نهاية عام 2015 ، وبفضل أعمال Siegelman و Redd و Younger ، يجب بناء نموذجين أوليين من أجهزة الكمبيوتر القائمة على الفوضى. إحداها عبارة عن شبكة عصبية تتكون من ثلاثة مكونات إلكترونية تقليدية متصلة بأحد عشر وصلة متشابكة. والثاني هو جهاز فوتوني يستخدم الضوء والمرايا والعدسات لإعادة تكوين أحد عشر خلية عصبية و 3600 نقطة تشابك عصبي.
كثير من العلماء يشككون في أن بناء "سوبر تورينج" أمر واقعي. بالنسبة للآخرين ، ستكون مثل هذه الآلة بمثابة استجمام مادي لعشوائية الطبيعة. إن معرفة الطبيعة ، وحقيقة أنها تعرف كل الإجابات ، تأتي من حقيقة أنها طبيعة. النظام الذي يعيد إنتاج الطبيعة ، الكون ، يعرف كل شيء ، هو وحي ، لأنه مثل أي شخص آخر. ربما يكون هذا هو الطريق إلى الذكاء الاصطناعي الخارق ، إلى شيء يعيد بشكل مناسب تكوين التعقيد والعمل الفوضوي للدماغ البشري. اقترح تورينج نفسه ذات مرة وضع الراديوم المشع في جهاز كمبيوتر صممه لجعل نتائج حساباته فوضوية وعشوائية.
ومع ذلك ، حتى لو نجحت النماذج الأولية للآلات الفائقة القائمة على الفوضى ، تظل المشكلة هي كيفية إثبات أنها بالفعل هذه الآلات الفائقة. لم يكن لدى العلماء بعد فكرة لإجراء اختبار فحص مناسب. من وجهة نظر الكمبيوتر القياسي الذي يمكن استخدامه للتحقق من ذلك ، يمكن اعتبار الآلات الفائقة ما يسمى بالخطأ ، أي أخطاء النظام. من وجهة نظر الإنسان ، يمكن أن يكون كل شيء غير مفهوم تمامًا و ... فوضويًا.
