第417章 封閉類時,超計算(1 / 2)

學霸的無限 桔子泛泛 6946 字 9個月前

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黑洞分寒隻是讓傳幾份超計算模型、圖靈-丘奇論題相關的論文而已,怎麼又惹得福地分寒那般失態,大腿都拍腫了?

先說說什麼叫超計算模型。

計算機理論的基礎是可計算性理論,而可計算性理論的基石是“圖靈機”與“丘奇-圖靈論題”。

後者是以數學家阿隆佐·丘奇和阿蘭·圖靈命名,就仿佛熱力學第二定律一樣,有多種形式大相徑庭的表述方式。

比如:所有計算或算法都可以由一台圖靈機來執行。

或者:以任何常規編程語言編寫的計算機程序都可以翻譯成一台圖靈機,反之任何一台圖靈機也都可以翻譯成大部分編程語言的程序。

又或者:邏輯和數學中的有效或機械方法可由圖靈機來表示。

大家雲山霧罩,不明所以了吧?

其實主要是概念不熟。

像質能方程,一切物質都潛藏著質量乘於光速平方的能量。大家立刻能理解,是因為對物質、質量、光速、能量的概念耳熟能詳。

而丘奇-圖靈論題涉及的概念大家一般不那麼熟悉,於是字都認識,連起來就莫名奇妙了。

事實上,如何界定有效方法、執行算法、有限步驟,這些也正是該論題重點討論的對象。

比如第一章中曾經出現的蔡廷常數,為什麼叫不可計算數?

就是因為若以數字為對象的集合,可計算數便是指圖靈機通過有限的通用算法可以得到的數字,基本就是所有實數。有理數靠加減乘除,無理數靠乘方開方,超越數可以用級數……

想知道√2或者π的第一億位是多少,寫一段程序運行就是了。

但不可計算數,雖然理論上是一個常數,但理論上也證明了,永遠也無法求出它來。

因為求它的過程,會影響結果。

就好像蝴蝶效應,你不想要現在的結局,回到從前試圖改變,但結局又會變成什麼樣子,回歸迭代之前是不知道的。

甚至在此之後還有更加詭異的,語言都無法定義的數字,叫做不可定義數。雖然目前還沒有數學家成功構造出來……

總之,1936年的一篇論文中,阿蘭·圖靈引入了圖靈機,來證明“判定性問題”是無法解決的;

而阿隆佐·邱奇利用遞歸函數和bda可定義函數,做出了類似的論題,用來描述有效可計算性;

還是1936年,圖靈根據邱奇的工作,進一步證明了圖靈機實際上描述的是同一集合的函數;

再之後,更多用於描述有效計算的機製被提出來,比如寄存器機器、波斯特體係、組合可定義性以及馬可夫算法等等。

這些都被證明在計算上和圖靈機擁有相同的能力,能與通用圖靈機互相模擬,就被稱為圖靈完全。

《我的世界》就被證明是圖靈完全的,樂高積木據說也是,還有萬智牌……

扯遠了,這一切有什麼意義呢?

意義就是,數學家和計算學家們漸漸弄清楚了,雖然形式、語言、係統各有不同,現代計算機本質上都和圖靈機等價——現代計算機能完成的任務,圖靈機也一定能完成;圖靈機做不到的事情,現在計算機也做不到。

這就叫可計算性。

不過這都是上個世紀的研究了。

從1936年開始,其後幾年,算是奠定了現代計算機的理論基礎,此後就是工業化、微型化、規模集成、摩爾定律……隻有工程上的突破,再沒有理論上的創新了。

但是,真的如此嗎?

科學家們好不容易開辟了一個領域,會滿足於取得的成績,就此躑躅不前?

不存在的!

事實上沒有多久,科學家們就對圖靈描述的可計算性不滿足了。開始思考有沒有比圖靈機更強的,可以實現圖靈機無法計算的難題的新模型。

也就是超計算模型!

量子計算機就是其中一種。

不過其計算能力本質上還是與圖靈機等價,隻是計算複雜度要優秀的多。可以把指數類難題降級到多項式時間內。

這就結束了嗎?

當然不會!

除了量子計算機,還有阿蘭·圖靈本人提出的,通過喻示“黑箱”來搞定“判定性問題”的喻示機。

而之後的大部分超計算模型,也都是基於喻示機的概念——通過將其他特性引入圖靈機,使其不受先前的計算能力限製。

所以阿蘭·圖靈偉大,被譽為“計算機科學之父”、“人工智能之父”,同樣十分著名的馮·諾依曼隻是“現代計算機之父”。

實在是二人的關係就仿佛提出了質能方程的愛因斯坦,與組織建造了原子彈的奧本海默。

又扯遠了,類似的超計算模型還有——

b-shub-sale ache;無限精度神經網絡模型;模糊圖靈機;相對論效應計算機;芝諾機;fast-grog nstructs oracle;self-siir元胞自動機;極限遞歸模型;波計算機;量子引力計算機;upled turg aches;hypertask模型;快子模型;概率圖靈機;無限狀態圖靈機等等……

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