图灵机:在没有计算机的时候,我们如何谈论计算?
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人类的灵魂 , 也许只是图灵机的一个极为复杂的算法 。作者|LawrenceC.Paulson
编译|王玥编辑|陈彩娴1950年10月 , 一篇题为“机器能思考吗”的论文横空出世 。 这篇论文中提出了一个令人细思极恐的测试 , 即在测试者与被测试者(一个真人和一台机器)隔开的情况下 , 通过通讯装置向被测试者随意提问 , 并让测试者猜测与自己对话的对方到底是真人还是机器 。
在多次测试后 , 如果机器能平均让每个参与者做出超过30%的误判 , 那么这台机器就通过了测试 , 并被认为具有人类智能 。
人们第一次意识到机器人可能具备人类智能 , 便是从此开始 。 这个测试便是令千万科幻爱好者津津乐道的图灵测试 。 这篇文章也为作者AlanTuring(艾伦·图灵)赢得了「人工智能之父」的桂冠 。
【图灵机:在没有计算机的时候,我们如何谈论计算?】而人工智能之路 , 或者说计算机发展史的源头 , 是一篇图灵在24岁时发表的论文 。 在这篇论文中 , 他给「可计算性」下了一个严格的数学定义 , 并提出著名的「图灵机(TuringMachine)」的设想 。 图灵机不是一种具体的机器 , 而是一种思想模型 , 可制造一种十分简单但运算能力极强的计算装置 , 用来计算所有能想象得到的可计算函数 。
因为图灵发明了图灵机 , 于是时不时便有人跳出来宣称图灵其实「发明了计算机」 。 然而 , 图灵机与实际计算机器的设计并不相同 。 图灵机甚至不是机器的抽象模型 。 事实证明(有图灵言论为证) , 图灵机是一个人在桌上的纸张上书写的模型 。 那么 , 图灵为什么要发明图灵机 , 而图灵机又将引领我们去向何方?
1图灵的论文“论可计算数”解答这些疑问的最好办法是把课本放到一边 , 打开论文 。 如今 , 借阅一本1936年的期刊不需要填写借阅卡 , 也不需要等上一个小时让图书管理员从藏书室取来 , 我们只需要手捧一杯麦芽威士忌 , 在家里轻松访问谷歌即可 。 我们要寻找的那篇图灵论文如下:
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论文地址:https://www.cs.virginia.edu/~robins/Turing_Paper_1936.pdf论文中有一些错误 , 但瑕不掩瑜 。 正如JoelDavidHamkins所说 , 图灵将可计算实数(computablerealnumbers)定义为具有可计算的十进制展开数 , 这实际上是行不通的 , 不过修正并不困难 。
图灵在标题中就说明了这篇论文的写作意图:“论可计算数及其在「判定问题」中的应用” 。 其中“Entscheidungsproblem(判定问题)”询问是否存在一种有效技术来决定给定的一阶逻辑公式有效 , 即在所有解释中为真 。
图灵将他的想法展开如下:
我们可以把一个正在计算实数的人比作一台只能满足有限数量条件q1 , q2 , ...qR...的机器 。 这台机器中有一条长长的“纸带”穿过 , 纸带被分成很多个部分 , 这种一块一块的部分我们将其称为方块(square) , 每个方块都能承载一个“符号”...一些写下的符号会形成被计算的实数的十进制的数字序列 , 而其他的符号则只是“帮助记忆”的粗略笔记 。 这些粗略的笔记是可以擦掉的 。 我的论点是 , 这种在纸带上滑来滑去 , 滑到某个符号并对这个符号进行相应处理的运算方式 , 其中包括了所有用于数字计算的运算 。……
“可计算数”简单说来就是 , 其十进制的表达用有限的手段可计算的实数 。 按照我的定义 , 如果一个数的十进制的表达能被机器写下来 , 那么这个数就是可计算的 。
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