Alan Turing. Oracle predviđa iz haosa

Alan Turing je sanjao o stvaranju "proročišta" sposobnog da odgovori na svako pitanje. Ni on ni bilo ko drugi nije napravio takvu mašinu. Međutim, kompjuterski model koji je briljantni matematičar smislio 1936. može se smatrati matricom kompjuterskog doba – od jednostavnih kalkulatora do moćnih superkompjutera.

Mašina koju je napravio Turing je jednostavan algoritamski uređaj, čak primitivan u poređenju sa današnjim računarima i programskim jezicima. A ipak je dovoljno jak da omogući izvršavanje čak i najsloženijih algoritama.

Alan Turing

U klasičnoj definiciji, Turingova mašina je opisana kao apstraktni model računara koji se koristi za izvršavanje algoritama, koji se sastoji od beskonačno dugačke trake podeljene na polja u koja se upisuju podaci. Traka može biti beskonačna na jednoj ili na obje strane. Svako polje može biti u jednom od N stanja. Mašina se uvek nalazi iznad jednog od polja i nalazi se u jednom od M-stanja. U zavisnosti od kombinacije stanja mašine i polja, mašina upisuje novu vrednost u polje, menja stanje, a zatim može da pomeri jedno polje udesno ili ulevo. Ova operacija se zove nalog. Turingovom mašinom upravlja lista koja sadrži bilo koji broj takvih instrukcija. Brojevi N i M mogu biti bilo koji, sve dok su konačni. Lista uputstava za Turingovu mašinu može se smatrati njenim programom.

Osnovni model ima ulaznu traku podijeljenu na ćelije (kvadrate) i glavu trake koja može promatrati samo jednu ćeliju u bilo kojem trenutku. Svaka ćelija može sadržavati jedan znak iz konačnog alfabeta znakova. Konvencionalno se smatra da se niz ulaznih simbola postavlja na traku, počevši od lijeve strane, preostale ćelije (desno od ulaznih simbola) se popunjavaju posebnim simbolom trake.

Dakle, Turingova mašina se sastoji od sljedećih elemenata:

• pokretna glava za čitanje/pisanje koja se može kretati po traci, pomičući se jedan po jedan kvadrat;
• konačan skup stanja;
• abeceda završnih znakova;
• beskrajna traka sa označenim kvadratima, od kojih svaki može sadržavati jedan simbol;
• dijagram prijelaza stanja s uputama koje uzrokuju promjene na svakom zaustavljanju.

Hiperkompjuteri

Turingova mašina dokazuje da će svaki kompjuter koji napravimo imati neizbježna ograničenja. Na primjer, vezano za poznatu Gödelovu teoremu o nepotpunosti. Engleski matematičar je dokazao da postoje problemi koje kompjuter ne može riješiti, čak i ako u tu svrhu koristimo sve računske petaflope svijeta. Na primjer, nikada ne možete reći da li će program ući u beskonačno ponavljajuću logičku petlju ili će moći da se završi - bez prethodnog pokušaja programa koji rizikuje da uđe u petlju, itd. (naziva se problem zaustavljanja). Efekat ovih nemogućnosti u uređajima napravljenim nakon stvaranja Turingove mašine je, između ostalog, poznati „plavi ekran smrti“ korisnicima računara.

Korice knjige Alana Turinga

Problem fuzije, kao što pokazuje rad Jave Siegelmana, objavljen 1993. godine, može se riješiti pomoću računara baziranog na neuronskoj mreži, koja se sastoji od procesora povezanih jedan s drugim na način koji oponaša strukturu mozga, sa računski rezultat od jednog odlaska na "ulaz" u drugi. Pojavio se koncept "hiperkompjutera" koji koriste fundamentalne mehanizme svemira za izvođenje proračuna. To bi bile – koliko god egzotično zvučalo – mašine koje izvode beskonačan broj operacija u konačnom vremenu. Mike Stannett sa britanskog univerziteta Sheffield predložio je, na primjer, upotrebu elektrona u atomu vodonika, koji u teoriji može postojati u beskonačnom broju stanja. Čak i kvantni kompjuteri blijede u poređenju sa smjelošću ovih koncepata.

Poslednjih godina naučnici se vraćaju snu o "proročištu" koje sam Tjuring nikada nije izgradio, pa čak ni pokušao. Emmett Redd i Steven Younger sa Univerziteta Missouri vjeruju da je moguće stvoriti "Turingovu supermašinu". Oni idu istim putem kojim je krenuo spomenuti Chava Siegelman, gradeći neuronske mreže u kojima se na ulazu-izlazu, umjesto vrijednosti nula-jedan, nalazi čitav niz stanja - od signala "potpuno uključen" do "potpuno isključen" . Kako Red objašnjava u izdanju NewScientista iz jula 2015., „između 0 i 1 nalazi se beskonačnost“.

Gospođa Siegelman pridružila se dvojici istraživača iz Missourija i zajedno su počeli istraživati ​​mogućnosti haosa. Prema popularnom opisu, teorija haosa sugerira da mahanje leptirovim krilima na jednoj hemisferi uzrokuje uragan na drugoj. Naučnici koji grade Turingovu supermašinu imaju na umu skoro isto - sistem u kojem male promjene imaju velike posljedice.

Do kraja 2015. godine, zahvaljujući radu Siegelmana, Redda i Youngera, trebalo bi da budu napravljena dva prototipa računara zasnovana na haosu. Jedna od njih je neuronska mreža koja se sastoji od tri konvencionalne elektronske komponente povezane sa jedanaest sinaptičkih veza. Drugi je fotonski uređaj koji koristi svjetlost, ogledala i sočiva za rekreaciju jedanaest neurona i 3600 sinapsi.

Mnogi naučnici su skeptični da je izgradnja "super-Tjuringa" realna. Za druge bi takva mašina bila fizička rekreacija nasumice prirode. Sveznanje prirode, činjenica da ona zna sve odgovore, proizlazi iz činjenice da je priroda. Sistem koji reprodukuje prirodu, Univerzum, sve zna, je proročište, jer je isti kao i svi ostali. Možda je ovo put do vještačke superinteligencije, do nečega što na adekvatan način rekreira složenost i haotičan rad ljudskog mozga. Sam Turing je jednom predložio da se radioaktivni radijum stavi u kompjuter koji je dizajnirao kako bi rezultati svojih proračuna bili haotični i nasumični.

Međutim, čak i ako prototipovi supermašina zasnovanih na haosu funkcionišu, ostaje problem kako dokazati da su to zaista te supermašine. Naučnici još nemaju ideju za odgovarajući skrining test. Sa stanovišta standardnog kompjutera kojim bi se to moglo provjeriti, supermašine se mogu smatrati takozvanim pogrešnim, odnosno sistemskim greškama. Sa ljudske tačke gledišta, sve može biti potpuno neshvatljivo i ... haotično.