Alan Turing. Oracle memprediksi dari kekacauan

Alan Turing bermimpi menciptakan "oracle" yang mampu menjawab pertanyaan apa pun. Baik dia maupun orang lain tidak membuat mesin seperti itu. Namun, model komputer yang diciptakan oleh ahli matematika brilian pada tahun 1936 dapat dianggap sebagai matriks era komputer - dari kalkulator sederhana hingga superkomputer yang kuat.

Mesin yang dibuat oleh Turing adalah perangkat algoritme sederhana, bahkan primitif dibandingkan dengan komputer dan bahasa pemrograman saat ini. Namun itu cukup kuat untuk memungkinkan bahkan algoritma yang paling kompleks untuk dieksekusi.

Alan Turing

Dalam definisi klasik, mesin Turing digambarkan sebagai model abstrak komputer yang digunakan untuk mengeksekusi algoritma, terdiri dari pita panjang tak terhingga yang dibagi menjadi bidang-bidang di mana data ditulis. Rekaman itu bisa tak berujung di satu sisi atau di kedua sisi. Setiap bidang dapat berada di salah satu dari N keadaan. Mobil selalu terletak di atas salah satu bidang dan berada di salah satu negara bagian M. Bergantung pada kombinasi status dan bidang mesin, mesin menulis nilai baru ke bidang, mengubah status, dan kemudian dapat memindahkan satu bidang ke kanan atau kiri. Operasi ini disebut perintah. Mesin Turing dikendalikan oleh daftar yang berisi sejumlah instruksi tersebut. Angka N dan M bisa apa saja, asalkan berhingga. Daftar instruksi untuk mesin Turing dapat dianggap sebagai programnya.

Model dasar memiliki pita input yang dibagi menjadi sel (kotak) dan kepala pita yang hanya dapat mengamati satu sel pada waktu tertentu. Setiap sel dapat berisi satu karakter dari alfabet karakter yang terbatas. Secara konvensional dianggap bahwa urutan simbol input ditempatkan pada pita, mulai dari kiri, sel-sel yang tersisa (di sebelah kanan simbol input) diisi dengan simbol khusus pita.

Dengan demikian, mesin Turing terdiri dari elemen-elemen berikut:

• kepala baca/tulis bergerak yang dapat bergerak melintasi pita, bergerak satu kotak pada satu waktu;
• satu set terbatas negara;
• alfabet karakter akhir;
• strip tak berujung dengan kotak bertanda, yang masing-masing dapat berisi satu karakter;
• diagram transisi keadaan dengan instruksi yang menyebabkan perubahan di setiap pemberhentian.

hiperkomputer

Mesin Turing membuktikan bahwa setiap komputer yang kita bangun akan memiliki keterbatasan yang tak terelakkan. Misalnya, terkait dengan teorema ketidaklengkapan Gödel yang terkenal. Seorang ahli matematika Inggris membuktikan bahwa ada masalah yang tidak dapat diselesaikan oleh komputer, bahkan jika kita menggunakan semua petaflop komputasi dunia untuk tujuan ini. Misalnya, Anda tidak akan pernah tahu apakah sebuah program akan masuk ke loop logis berulang yang tak terhingga, atau apakah program itu akan dapat dihentikan - tanpa terlebih dahulu mencoba program yang berisiko masuk ke loop, dll. (disebut masalah stop). Efek dari ketidakmungkinan ini pada perangkat yang dibuat setelah pembuatan mesin Turing, antara lain, "layar biru kematian" yang familiar bagi pengguna komputer.

Sampul buku Alan Turing

Masalah fusi, seperti yang ditunjukkan oleh karya Java Siegelman, yang diterbitkan pada tahun 1993, dapat diselesaikan oleh komputer berbasis jaringan saraf, yang terdiri dari prosesor yang terhubung satu sama lain dengan cara yang meniru struktur otak, dengan hasil komputasi dari satu akan "input" ke yang lain. Konsep "hiperkomputer" telah muncul, yang menggunakan mekanisme dasar alam semesta untuk melakukan perhitungan. Ini akan menjadi - betapapun eksotisnya kedengarannya - mesin yang melakukan operasi dalam jumlah tak terbatas dalam waktu yang terbatas. Mike Stannett dari British University of Sheffield mengusulkan, misalnya, penggunaan elektron dalam atom hidrogen, yang secara teori dapat eksis dalam jumlah tak terhingga. Bahkan komputer kuantum pucat di hadapan keberanian konsep-konsep ini.

Dalam beberapa tahun terakhir, para ilmuwan telah kembali ke mimpi "oracle" yang tidak pernah dibuat atau bahkan dicoba oleh Turing sendiri. Emmett Redd dan Stephen Younger dari University of Missouri percaya adalah mungkin untuk membuat "mesin super Turing". Mereka mengikuti jalur yang sama yang diambil Chava Siegelman yang disebutkan di atas, membangun jaringan saraf di mana pada input-output, alih-alih nilai nol-satu, ada berbagai macam status - dari sinyal "sepenuhnya aktif" hingga "sepenuhnya mati" . Seperti yang dijelaskan Redd dalam NewScientist edisi Juli 2015, “antara 0 dan 1 terletak tak terhingga.”

Nyonya Siegelman bergabung dengan dua peneliti Missouri, dan bersama-sama mereka mulai mengeksplorasi kemungkinan kekacauan. Menurut deskripsi populer, teori chaos menunjukkan bahwa kepakan sayap kupu-kupu di satu belahan bumi menyebabkan badai di belahan bumi lainnya. Para ilmuwan yang membangun mesin super Turing memiliki pemikiran yang hampir sama - sebuah sistem di mana perubahan kecil memiliki konsekuensi besar.

Pada akhir tahun 2015, berkat karya Siegelman, Redd, dan Younger, dua prototipe komputer berbasis chaos harus dibangun. Salah satunya adalah jaringan syaraf tiruan yang terdiri dari tiga komponen elektronik konvensional yang dihubungkan oleh sebelas koneksi sinaptik. Yang kedua adalah perangkat fotonik yang menggunakan cahaya, cermin, dan lensa untuk menciptakan kembali sebelas neuron dan 3600 sinapsis.

Banyak ilmuwan skeptis bahwa membangun "super-Turing" itu realistis. Bagi yang lain, mesin seperti itu akan menjadi rekreasi fisik dari keacakan alam. Kemahatahuan alam, fakta bahwa dia tahu semua jawaban, berasal dari sifatnya. Sistem yang mereproduksi alam, Semesta, mengetahui segalanya, adalah oracle, karena ia sama seperti yang lainnya. Mungkin ini adalah jalan menuju kecerdasan super buatan, menuju sesuatu yang cukup menciptakan kembali kerumitan dan kekacauan kerja otak manusia. Turing sendiri pernah menyarankan untuk memasukkan radium radioaktif ke dalam komputer yang telah dia rancang untuk membuat hasil perhitungannya menjadi kacau dan acak.

Namun, bahkan jika prototipe mesin super berbasis kekacauan bekerja, masalahnya tetap bagaimana membuktikan bahwa mereka benar-benar mesin super ini. Para ilmuwan belum memiliki ide untuk tes skrining yang cocok. Dari sudut pandang komputer standar yang dapat digunakan untuk memeriksa ini, mesin super dapat dianggap sebagai apa yang disebut salah, yaitu kesalahan sistem. Dari sudut pandang manusia, semuanya bisa benar-benar tidak dapat dipahami dan ... kacau.