アラン・チューリング。オラクルは混乱から予測します-AvtoTachki

アラン・チューリングは、あらゆる質問に答えることができる「神託」を作成することを夢見ていました。彼も他の誰もそのような機械を作ったわけではありません。しかし、1936 年に天才数学者によって発明されたコンピューターモデルは、単純な計算機から強力なスーパーコンピューターに至るまで、コンピューター時代のマトリックスと考えることができます。

チューリングが構築したマシンは単純なアルゴリズム装置であり、今日のコンピューターやプログラミング言語と比較すると原始的ですらあります。それでいて、最も複雑なアルゴリズムでも実行できるほど強力です。

アラン・チューリング

古典的な定義では、チューリングマシンは、データが記録されるフィールドに分割された無限に長いテープで構成される、アルゴリズムの実行に使用されるコンピューターの抽象モデルとして説明されています。テープは片面または両面でエンドレスにすることができます。各フィールドは N 個の状態のいずれかになります。マシンは常にフィールドの XNUMX つの上に位置し、M 状態の XNUMX つにあります。マシンの状態とフィールドの組み合わせに応じて、マシンはフィールドに新しい値を書き込み、状態を変更してから、XNUMX つのフィールドを右または左に移動できます。この操作を注文と呼びます。チューリングマシンは、そのような命令を任意の数だけ含むリストによって制御されます。数値 N と M は、有限である限り、任意の数値にすることができます。チューリングマシンの命令のリストは、そのプログラムと考えることができます。

基本モデルには、セル (正方形) に分割された入力テープと、常に XNUMX つのセルのみを観察できるテープヘッドが備えられています。各セルには、有限の文字アルファベットから XNUMX 文字を含めることができます。従来、入力シンボルのシーケンスは左からテープ上に配置され、残りのセル (入力シンボルの右側) が特別なテープシンボルで埋められると考えられていました。

したがって、チューリングマシンは次の要素で構成されます。

テープ上を一度に XNUMX マスずつ移動できる可動読み取り/書き込みヘッド。
状態の有限集合。
有限の記号アルファベット。
マークされた四角形の無限のストリップ。各四角形には XNUMX つのシンボルを含めることができます。
各停止で変化を引き起こす命令を含む状態遷移図。

ハイパーコンピューター

チューリングマシンは、私たちが構築するコンピューターには避けられない限界があることを証明しています。たとえば、ゲーデルの有名な不完全性定理に関連します。このイギリスの数学者は、たとえ世界中のすべてのペタフロップスの計算能力をこの目的のために使ったとしても、コンピューターでは解決できない問題があることを証明しました。たとえば、プログラムが無限に繰り返される論理ループに陥るかどうか、またはプログラムを終了できるかどうかは、最初にプログラムを試してみないとわかりません。ループなどに陥る危険性があります (停止問題と呼ばれます)。チューリングマシン以降に構築されたデバイスにおけるこれらの不可能性の影響は、とりわけ、コンピューターユーザーにとっておなじみの「死のブルースクリーン」でした。

アラン・チューリングに関する本の表紙

1993 年に発表された Java Ziegelman の研究によって示された融合問題は、脳の構造を模倣する方法で相互に接続されたプロセッサで構成されるニューラルネットワークに基づくコンピュータによって解決できます。次の計算結果が得られます。 XNUMX つは別の「入力」に送られます。宇宙の基本的な仕組みを利用して計算を行う「ハイパーコンピューター」の概念が登場しました。これらは、風変わりに聞こえるかもしれませんが、有限時間内に無限の操作を実行するマシンになります。たとえば、英国シェフィールド大学のマイク・スタネット氏は、理論上は無限の状態が存在できる水素原子内の電子を使用することを提案しました。量子コンピューターでさえ、これらの概念の大胆さに比べれば見劣りします。

近年、科学者たちは、チューリング自身が構築したことも、試みたこともなかった「神託」の夢に立ち戻りつつあります。ミズーリ大学の専門家エメット・レッド氏とスティーブン・ヤンガー氏は、「スーパーチューリングマシン」の作成は可能だと信じている。彼らは、前述の Chava Ziegelman がたどったのと同じ道をたどっており、入出力において、ゼロから 2015 までの値ではなく、信号が「完全にオン」から「完全にオフ」に至るまで、あらゆる状態のスペクトルが存在するニューラルネットワークを構築しています。。 NewScientist の 0 年 1 月号で Redd が説明しているように、「XNUMX と XNUMX の間には無限があります。」

シーゲルマン夫人はミズーリ州の XNUMX 人の研究者に加わり、一緒にカオスの可能性を探求し始めました。一般的な説明によると、カオス理論は、一方の半球での蝶の羽ばたきが、もう一方の半球でハリケーンを引き起こすことを示唆しています。スーパーチューリングマシンを構築する科学者もほぼ同じこと、つまり小さな変化が大きな結果をもたらすシステムを念頭に置いています。

Ziegelman、Redd、Younger の研究のおかげで、2015 年末までに 3600 台のカオスコンピューターのプロトタイプが構築される予定です。そのうちの XNUMX つは、XNUMX のシナプス接続によって接続された XNUMX つの通常の電子コンポーネントで構成されるニューラルネットワークです。 XNUMX つ目は、光、鏡、レンズを使用して XNUMX 個のニューロンと XNUMX 個のシナプスを再現する光子デバイスです。

多くの科学者は「スーパーチューリング」の構築が可能であるかどうか懐疑的です。他の人にとって、そのような機械は自然のランダム性を物理的に再現したものになるでしょう。自然の全知、つまりすべての答えを知っているという事実は、それが自然であるという事実から来ています。自然を再現するシステム、宇宙はすべてを知っており、他のすべての人と同じであるため、神託です。おそらくこれは、人間の脳の複雑さと混乱を適切に再現する人工超知能への道なのです。チューリング自身もかつて、計算結果を無秩序でランダムにするために、自分が設計したコンピューターに放射性ラジウムを入れることを提案しました。

しかし、たとえプロトタイプのカオスベースのスーパーマシンが動作したとしても、それが本当にそのスーパーマシンであることをどのように証明するかという問題が残ります。科学者たちは、適切なスクリーニング検査のアイデアをまだ持っていません。これをテストするために使用できる標準的なコンピューターの観点からは、スーパーマシンはいわゆるバグ、つまりシステムエラーであると考えることができます。人間の視点から見ると、すべてが完全に理解不能で、混沌としたものになる可能性があります。