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            第417章 封閉類時,超計算(1 / 3)

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

            先說說什么叫超計算模型。

            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”。

            后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臺圖靈機來執行。

            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臺圖靈機,反之任何一臺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。

            大家云山霧罩,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于光速平方的能量。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么熟悉,于是字都認識,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,為什么叫不可計算數?

            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,但結局又會變成什么樣子,回歸迭代之前是不知道的。

            甚至在此之后還有更加詭異的,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lambda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;

            再之后,更多用于描述有效計算的機制被提出來,比如寄存器機器、波斯特體系、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,這一切有什么意義呢?

            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、系統各有不同,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,其后幾年,算是奠定了現代計算機的理論基礎,此后就是工業化、微型化、規模集成、摩爾定律……只有工程上的突破,再沒有理論上的創新了。

            但是,真的如此嗎?

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