Alan Turing. Oracle predice desde o caos
Alan Turing soñaba con crear un "oráculo" capaz de responder a calquera pregunta. Nin el nin ninguén construíu tal máquina. Non obstante, o modelo de ordenador que o xenial matemático inventou en 1936 pode considerarse a matriz da era da informática, desde simples calculadoras ata poderosas supercomputadoras.
A máquina construída por Turing é un simple dispositivo algorítmico, incluso primitivo en comparación cos ordenadores e linguaxes de programación actuais. E aínda así é o suficientemente forte como para permitir que se executen incluso os algoritmos máis complexos.
Alan Turing
Na definición clásica, unha máquina de Turing descríbese como un modelo abstracto dunha computadora utilizada para executar algoritmos, consistente nunha cinta infinitamente longa dividida en campos nos que se escriben datos. A cinta pode ser infinita por un lado ou por ambos os dous. Cada campo pode estar nun dos N estados. A máquina sempre está situada encima dun dos campos e está nun dos estados M. Dependendo da combinación de estado da máquina e campo, a máquina escribe un novo valor no campo, cambia o estado e despois pode mover un campo á dereita ou á esquerda. Esta operación chámase orde. Unha máquina de Turing está controlada por unha lista que contén calquera número de tales instrucións. Os números N e M poden ser calquera cousa, sempre que sexan finitos. A lista de instrucións para unha máquina de Turing pódese considerar como o seu programa.
O modelo básico ten unha cinta de entrada dividida en celas (cadrados) e un cabezal de cinta que só pode observar unha cela en cada momento. Cada cela pode conter un carácter dun alfabeto finito de caracteres. Convencionalmente, considérase que a secuencia de símbolos de entrada colócase na cinta, comezando pola esquerda, as celas restantes (á dereita dos símbolos de entrada) énchense cun símbolo especial da cinta.
Así, unha máquina de Turing consta dos seguintes elementos:
- un cabezal de lectura/escritura móbil que pode moverse pola cinta, movéndose un cadrado á vez;
- un conxunto finito de estados;
- alfabeto de caracteres finais;
- unha franxa interminable con cadrados marcados, cada un dos cales pode conter un carácter;
- un diagrama de transición de estado con instrucións que provocan cambios en cada parada.
Hipercomputadoras
A Máquina de Turing demostra que calquera ordenador que construímos terá limitacións inevitables. Por exemplo, relacionado co famoso teorema de incompletitude de Gödel. Un matemático inglés demostrou que hai problemas que un ordenador non pode resolver, aínda que usemos todos os petaflops computacionais do mundo para este fin. Por exemplo, nunca pode dicir se un programa entrará nun bucle lóxico que se repite infinitamente, ou se poderá finalizar, sen probar primeiro un programa que corre o risco de entrar nun bucle, etc. (chamado problema de parada). O efecto destas imposibilidades nos dispositivos construídos despois da creación da máquina de Turing é, entre outras cousas, a familiar "pantalla azul da morte" para os usuarios de ordenadores.
Portada do libro de Alan Turing
O problema da fusión, como mostra o traballo de Java Siegelman, publicado en 1993, pódese resolver mediante un ordenador baseado nunha rede neuronal, que consiste en procesadores conectados entre si de forma que imita a estrutura do cerebro, cunha resultado computacional dun vai a "entrada" a outro. Xurdiu o concepto de “hiperordenadores”, que utilizan os mecanismos fundamentais do universo para realizar cálculos. Estes serían -por exótico que pareza- máquinas que realizan un número infinito de operacións nun tempo finito. Mike Stannett da Universidade británica de Sheffield propuxo, por exemplo, o uso dun electrón nun átomo de hidróxeno, que en teoría pode existir nun número infinito de estados. Mesmo os ordenadores cuánticos palidecen en comparación coa audacia destes conceptos.
Nos últimos anos, os científicos foron volvendo ao soño dun "oráculo" que o propio Turing nunca construíu nin sequera probou. Emmett Redd e Steven Younger da Universidade de Missouri cren que é posible crear unha "supermáquina de Turing". Seguen o mesmo camiño que tomou o citado Chava Siegelman, construíndo redes neuronais nas que na entrada-saída, en lugar de valores cero-un, hai toda unha gama de estados, desde o sinal "totalmente activado" ata "totalmente apagado". . Como explica Redd no número de xullo de 2015 de NewScientist, "entre 0 e 1 está o infinito".
A señora Siegelman uniuse a dous investigadores de Missouri e xuntos comezaron a explorar as posibilidades do caos. Segundo a descrición popular, a teoría do caos suxire que o bateo das ás dunha bolboreta nun hemisferio provoca un furacán no outro. Os científicos que constrúen a supermáquina de Turing teñen moito en conta: un sistema no que pequenos cambios teñen grandes consecuencias.
A finais de 2015, grazas ao traballo de Siegelman, Redd e Younger, deberían construírse dous prototipos de ordenadores baseados no caos. Unha delas é unha rede neuronal formada por tres compoñentes electrónicos convencionais conectados por once conexións sinápticas. O segundo é un dispositivo fotónico que utiliza luz, espellos e lentes para recrear once neuronas e 3600 sinapses.
Moitos científicos son escépticos de que construír un "super-Turing" sexa realista. Para outros, tal máquina sería unha recreación física da aleatoriedade da natureza. A omnisciencia da natureza, o feito de saber todas as respostas, vén de ser natureza. O sistema que reproduce a natureza, o Universo, sábeo todo, é un oráculo, porque é o mesmo que todos os demais. Quizais este sexa o camiño cara a unha superintelixencia artificial, a algo que recree adecuadamente a complexidade e o caótico traballo do cerebro humano. O propio Turing suxeriu unha vez poñer radio radioactivo nun ordenador que deseñara para que os resultados dos seus cálculos sexan caóticos e aleatorios.
Non obstante, aínda que os prototipos de supermáquinas baseadas no caos funcionen, o problema segue sendo como demostrar que realmente son estas supermáquinas. Os científicos aínda non teñen unha idea para unha proba de detección adecuada. Desde o punto de vista dun ordenador estándar que podería utilizarse para comprobar isto, as supermáquinas poden considerarse como as chamadas erróneas, é dicir, erros do sistema. Desde o punto de vista humano, todo pode ser completamente incomprensible e... caótico.
