吾道長不孤 作品

第748章

    圖靈機並不是特指某一個或某一類機器,而是一種用數學的語言所定義出來的概念,是為了解答20世紀數學家對數學的終極追問而發明的一種工具。它的目的是為了對人類頭腦內複雜數學活動的抽象和簡化。

    定義圖靈機需要七個集合。其中最重要的兩個分別是“有限的非空狀態(state)的集合”與“有限的非空符號(symbol)的集合”。前者代表著“這臺機器能夠在紙帶上讀取和寫入的符號種類”,也被稱作“色數”。後者則代表“這機器內部可以出現的狀態”,被稱作“狀態數”——可以簡單的理解為“機器可以開一檔二檔”。

    餘下五個則包括了“空白符號”、“初始的輸入符號”、“初始狀態”、“轉移函數集合”,以及特殊的“停機狀態”,即“機器進入該狀態之後就必須停機”。

    只要具備這七個要素,那麼一臺機器就可以是圖靈機。

    實際上,偉大的數學家阿蘭·圖靈在創造這個概念的時候,並沒有設計出可以實際運行的機器。多年之後,馮·諾依曼才製造了一種基於電力的圖靈機工程實現。

    舉個例子,算盤被一根橫樑分作上下兩邊。上珠兩顆,通過靠梁與否,可以用來表現0~2三種符號。下珠五顆,通過靠梁與否,可以用來表現0~5六種狀態。算盤可以視作一種具有三色、六狀態的機器。

    這個時候,若是有數學家在紙上寫下了三色六狀態所對應的所有轉移函數,並訓練一個人(或猴子)嚴格按照轉移函數集合撥動算盤,那麼這個算盤再加使用者,就可以視作“一個圖靈機”了。

    約格莫夫依稀記得,很多年前,他好像與向山做過類似的研究。將dna視作圖靈機的“紙帶”,dna的四種鹼基對視作“符號的集合”,而將氨基酸視作“狀態”,核糖體與mrna則具備了“轉移函數集合”……

    地球真核生物的細胞核,或許是四色n狀態的圖靈機。

    而在眾多的圖靈機之中,有一種被稱作“海狸機”的玩意最為離譜。

    bb(n),bb意為“busybeaver”,忙碌的海狸。是一個在給定參數後,尋找可能產生的最大輸出的可終止程序。最簡單的二色二狀態海狸機,只有“開和關”兩種狀態,並且只能輸出“0或1”,且會在輸出1的時候停止。二色二狀態海狸機可以通過6次狀態轉換輸出4個1,因此bb(2)=6。