Maaf untuk judul yang menarik. Saya ingin mengerti, apa yang harus dilakukan seseorang untuk menyangkal tesis Gereja-Turing? Di suatu tempat saya membaca secara matematis tidak mungkin untuk melakukannya! Mengapa?
Turing, Rosser dll menggunakan istilah yang berbeda untuk membedakan antara: "apa yang dapat dihitung" dan "apa yang dapat dihitung dengan mesin Turing".
Definisi Turing 1939 mengenai hal ini adalah: "Kami akan menggunakan ungkapan" fungsi yang dapat dihitung "untuk berarti fungsi yang dihitung oleh mesin, dan kami membiarkan" dihitung secara efektif "merujuk pada ide intuitif tanpa identifikasi khusus dengan salah satu dari definisi ini".
Jadi, tesis Church-Turing dapat dinyatakan sebagai berikut: Setiap fungsi yang dihitung secara efektif adalah fungsi yang dapat dihitung.
Jadi sekali lagi, bagaimana buktinya terlihat jika seseorang membantah dugaan ini?
sumber
Jawaban:
Tesis Church-Turing telah terbukti untuk semua tujuan praktis.
http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/summary?doi=10.1.1.146.5402
Dershowitz dan Gurevich, Bulletin of Symbolic Logic, 2008.
(Referensi ini membahas sejarah pekerjaan Gereja dan Turing, dan berpendapat untuk pemisahan antara "Tesis Gereja" dan "Tesis Tesis" sebagai klaim logis yang berbeda, kemudian membuktikan keduanya, dalam aksiomatisasi komputasi yang intuitif.)
sumber
Ada hal halus yang jarang saya singgung dalam diskusi semacam ini dan saya pikir patut mendapat perhatian lebih.
Fitur penting dari definisi Turing adalah bahwa asumsi filosofisnya sangat lemah. Ini mengasumsikan, tentu saja harus, fitur sederhana tertentu dari pengalaman kita sehari-hari, seperti stabilitas dasar dunia fisik, dan kemampuan untuk melakukan operasi yang terbatas dengan cara yang andal, berulang, dan dapat diverifikasi. Hal-hal ini diterima semua orang (di luar kelas filsafat, yaitu!). Namun, penerimaan komputer hypercacu tampaknya mengharuskan kita menerima ekstrapolasi tanpa batastentang teori fisik, dan semua pengalaman kita dengan fisika telah mengajarkan kita untuk tidak bersikap dogmatis tentang validitas teori dalam rezim yang jauh melampaui apa yang dapat kita verifikasi secara eksperimen. Untuk alasan ini, tampaknya sangat tidak mungkin bagi saya bahwa setiap jenis konsensus besar pernah akan mengembangkan bahwa setiap hypercomputer tertentu hanya komputasi sebagai lawan hypercomputing , yaitu, melakukan sesuatu yang bisa disebut "computing" hanya jika Anda menerima beberapa filosofis kontroversial atau asumsi fisik tentang ekstrapolasi yang tak terbatas.
Cara lain untuk menjelaskannya adalah bahwa menyanggah tesis Church-Turing tidak hanya membutuhkan pembuatan perangkat yang dijelaskan Andrej, tetapi juga membuktikan kepuasan semua orang bahwa perangkat berkinerja seperti yang diiklankan. Meskipun tidak dapat dibayangkan, ini adalah hal yang sulit. Untuk komputer saat ini, sifat perhitungan yang terbatas berarti bahwa jika saya tidak percaya hasil dari "perhitungan" komputer tertentu, saya pada prinsipnya dapat melakukan serangkaian langkah terbatas dalam beberapa cara yang sangat berbeda untuk memeriksa hasilnya. Jenis "fallback" seperti ini yang masuk akal dan verifikasi terbatas tidak tersedia jika kita ragu dengan hypercomputer.
sumber
Walaupun tampaknya cukup sulit untuk membuktikan tesis Gereja-Turing karena sifat informal dari "fungsi yang dapat dihitung secara efektif", kita dapat membayangkan apa artinya menolaknya. Yaitu, jika seseorang membuat perangkat yang (andal) menghitung fungsi yang tidak dapat dihitung oleh mesin Turing apa pun, itu akan menyanggah tesis Gereja-Turing karena itu akan membangun keberadaan fungsi yang dapat dihitung secara efektif yang tidak dapat dihitung oleh mesin Turing.
sumber
Menyangkal tesis Gereja-Turing tampaknya memang sangat tidak mungkin dan secara konsep sangat sulit dibayangkan. Ada berbagai "dunia fisik hipotetis" yang berada dalam ketegangan dengan tesis Gereja-Turing (tetapi apakah mereka bertentangan itu dengan sendirinya merupakan pertanyaan filosofis yang menarik). Sebuah makalah oleh Pitowsky " Tesis Gereja Fisik dan Kompleksitas Komputasi Fisik", Iyun 39, 81-99 (1990) berkaitan dengan dunia fisik hipotetis semacam itu. Lihat juga kertas oleh Itamar Pitowsky dan Oron Shagrir: " Tesis Gereja-Turing dan Komputasi Hiper ", Minds and Machines 13, 87-101 (2003). Oron Shagrir telah menulis beberapa makalah filosofis tentang tesis Gereja-Turing melihat halaman web-nya . (Lihat juga posting blog ini .)
Tesis Church-Turing yang efektif atau efisien adalah pernyataan yang jauh lebih kuat daripada pernyataan Church-Turing asli yang menyatakan bahwa setiap perhitungan yang mungkin dapat disimulasikan secara efisien oleh mesin Turing. Komputer kuantum memang akan menunjukkan bahwa tesis Church-Turing yang efisien tidak valid (modulo beberapa dugaan kompleksitas matematika komputasional, dan modulo "interpretasi asimptotik"). Saya pikir dugaan Church-Turing yang efisien pertama kali dirumuskan pada tahun 1985 oleh Wolfram, makalah ini dikutip dalam makalah Pitowsky yang terkait di atas. Bahkan, Anda bahkan tidak perlu komputer kuantum universal untuk menyangkal tesis CT efisien, dan itu adalah garis penelitian yang menarik (bahwa Aaronson antara studi lain) untuk mengusulkan sesederhana mungkin demonstrasi keunggulan komputasi dari sistem kuantum.
Ini juga merupakan masalah yang menarik jika ada cara yang lebih sederhana untuk menunjukkan keunggulan komputasi komputer kuantum di hadapan kebisingan, daripada memiliki toleransi kesalahan kuantum penuh (yang memungkinkan perhitungan kuantum universal). (Scott A. memang tertarik juga dengan masalah ini.)
sumber
Sejauh yang saya mengerti, "ketidakmungkinan" untuk membuktikan atau menyangkal tesis ini adalah bahwa tidak ada definisi formal "dapat dihitung secara efektif". Hari ini, kami menganggapnya tepat "dapat dihitung dengan mesin Turing", tapi itu malah menimbulkan pertanyaan.
Model-model perhitungan yang benar-benar lebih kuat daripada mesin Turing telah dipelajari, lihatlah di http://en.wikipedia.org/wiki/Hypercomputation untuk beberapa contoh. Atau ambil saja mesin Turing dengan oracle untuk Masalah Pemutusan untuk Mesin Turing. Mesin seperti itu akan memiliki Masalah Berhenti sendiri, tetapi dapat menyelesaikan Masalah Berhenti asli dengan baik. Tentu saja, kita tidak memiliki ramalan seperti itu, tetapi secara matematis tidak ada yang mustahil tentang gagasan itu.
sumber
Penonaktifan hiperkomputasi umumnya mengasumsikan validitas terikat Bekenstein, yang menegaskan batas tertentu pada jumlah informasi yang dapat dikandung oleh ruang yang terbatas. Ada kontroversi mengenai ikatan ini, tetapi saya pikir sebagian besar fisikawan menerimanya.
Jika ikatan Bekenstein dilanggar dengan buruk, dan tidak ada batasan pada jumlah informasi yang terkandung di wilayah tertentu (katakanlah, lubang hitam, atau ukiran yang sangat halus dan kuat), dan ada mekanisme yang dapat disempurnakan lagi secara sewenang-wenang untuk memeriksa konten yang wilayah (katakanlah, dengan hati-hati memeriksa radiasi yang dipancarkan sebagai objek yang dibangun dengan hati-hati jatuh ke dalam lubang hitam, atau dengan menjalankan stylus di atas alur ukiran), orang dapat menganggap bahwa artefak kebetulan sudah ada yang mengkode oracle yang berhenti .
Semua sangat tidak mungkin, tetapi itu menunjukkan bahwa klaim bahwa hiperkomputasi tidak mungkin bukan kebenaran matematika, tetapi didasarkan pada fisika. Yang mengatakan bahwa Andrej benar ketika dia mengatakan kita bisa membayangkan apa artinya menyangkal [tesis Gereja-Turing]. Yaitu, jika seseorang membuat perangkat yang (andal) menghitung fungsi yang tidak dapat dihitung oleh mesin Turing apa pun .
sumber
Mengenai Tesis Diperpanjang Gereja-Turing (dimaksudkan sebagai "mesin Turing probabilistik dapat secara efisien mensimulasikan setiap fungsi yang dapat dihitung secara fisik."):
Satu kemungkinan adalah perbedaan antara komputer klasik dan kuantum. Khususnya pertanyaan, "Apakah ada tugas yang dapat dilakukan komputer kuantum yang tidak bisa dilakukan komputer klasik?" Sebuah laporan ECCC baru-baru ini oleh Scott Aaronson (lihat dugaan 9 di halaman 5) menyoroti dugaan bahwa, jika terbukti, akan memberikan bukti kuat terhadap Tesis Church-Turing yang Diperpanjang.
Jika seseorang menyangkal Tesis Gereja-Turing Diperpanjang, bisa terlihat seperti itu - khususnya, dengan menunjukkan tugas yang dapat dihitung secara efisien bahwa mesin Turing (klasik) tidak dapat menghitung secara efisien.
sumber
Sebuah makalah baru yang dipresentasikan di DCM2011 : Sebuah Formalisasi dan Bukti Tesis Church-Turing Diperpanjang (Nachum Dershowitz dan Evgenia Falkovich)
sumber
Makalah berikut dari Selim Akl mungkin menarik dan relevan dengan diskusi:
Akl, SG, "Tiga contoh tandingan untuk menghilangkan mitos tentang komputer universal", Parallel Processing Letters, Vol. 16, No. 3, September 2006, hlm. 381 - 403.
Akl, SG, "Bahkan mesin akselerasi tidak universal", International Journal of Unconventional Computing, Vol. 3, No. 2, 2007, hlm. 105 - 121.
Nagy, M. dan Akl, SG, "Paralelisme dalam pemrosesan informasi kuantum mengalahkan Komputer Universal", Surat Pemrosesan Paralel, Edisi Khusus tentang Masalah Komputasi yang Tidak Konvensional, Vol. 17, No. 3, September 2007, hlm. 233 - 262.
Ini adalah abstrak dari yang pertama:
Terlihat bahwa konsep Universal Computer tidak dapat diwujudkan. Secara khusus, instance dari fungsi yang dapat dihitung F diperlihatkan yang tidak dapat dihitung pada setiap mesin U yang hanya mampu sejumlah operasi terbatas dan tetap per langkah. Ini tetap benar bahkan jika mesin U dianugerahi dengan memori tak terbatas dan kemampuan untuk berkomunikasi dengan dunia luar ketika ia sedang mencoba untuk menghitung F. Ini juga tetap benar jika, di samping itu, U diberi jumlah waktu yang tidak terbatas untuk menghitung F. Hasil ini berlaku tidak hanya untuk model perhitungan ideal, seperti Mesin Turing dan sejenisnya, tetapi juga untuk semua komputer tujuan umum yang dikenal, termasuk komputer konvensional yang ada (baik berurutan dan paralel), serta yang tidak konvensional seperti yang dimaksud. sebagai komputer biologis dan kuantum.
sumber
Bagaimana itu bisa benar? Komputer klasik tidak dapat secara efisien mensimulasikan komputer kuantum. Ada algoritma kuantum yang memberikan kecepatan eksponensial lebih dari komputer klasik yang menjalankan algoritma klasik: Algoritma Shor menjadi satu.
sumber