Универсальная машина Тьюрига
Убедил ли я читателя, что предложенные свойства сознания не несут в себе ничего фантастического, противоестественного – не знаю. Убедил ли я читателя, что подобные свойства, будь они, в самом деле, свойствами нашего человеческого сознания, могут создавать «эффект», похожий на реинкарнацию – также не уверен. Оставаясь в состоянии подобного незнания и подобной неуверенности, я предполагаю вернуться к машине Тьюринга, чтобы с ее помощью преодолеть свою неуверенность. Для этого нам придется в первую очередь расширить понятие «машина Тьюринга» до понятия «универсальная машина Тьюринга» (УМТ).
С точки зрения принципа ее работы в УМТ нет ничего нового по сравнению с обычной машиной Тьюринга (впредь не универсальную машину будем называть специализированной - СМТ). То же самое движение головки (ленты) влево, вправо, то же самое «умение» головки считывать-записывать в ячейке ленты символы, та же самая способность машины переходить из одного состояния в другое. Однако имеется в УМТ принципиальной важности особенность – она алгоритм решаемой задачи «берет» не из таблицы, как СМТ. Алгоритм решаемой задачи в виде одномерной записи, как и входная для обработки информация, записан на ленте. Если задач много, то на ленте можно записать много алгоритмов для решения каждой задачи. Универсальная машина, естественно, имеет свою таблицу, согласно которой она способна считывать с ленты тот или иной алгоритм и по своим (единым во всех случаях) правилам этот алгоритм выполнять. Отсюда происходит название – универсальная машина.
Было бы любопытно взглянуть на таблицу УМТ: как это такая машина без каких-то ни было изменений ее таблицы может решать любую задачу, имеющую решение. Однако любопытство придется задушить в самом зародыше, и не без основания. Математикам с помощью специальной системы кодирования машин Тьюринга (оставим этот вопрос без рассмотрения в виду его специфичности) удалось пронумеровать машины Тьюринга (машина номер один, машина номер два и т.д.). Так вот, УМТ имеет десятичный номер: 724485…… 639498. Выписать полностью это число невозможно, ибо оно содержит 1654 десятичных знака. Только зная это число целиком, можно по нему восстановить истинный вид таблицы УМТ.
Однако, дело не столь уж безнадежно, так как алгоритм работы универсальной машины можно записать (для нас, читателей) фразами русского языка. Машина, конечно, русский (и любой иностранный) язык не понимает, ей подавай команды, записанные в виде команд-троек, но читателю многое из принципа работы УМТ, записанного фразами русского языка станет ясно. Итак…
Указание 1. Обозревайте на ленте ячейку (единственную), под которой подписан символ состояния машины.
Указание 2. Отыщите в таблице строку, обозначенную таким же символом, который подписан под обозреваемой ячейкой.
Указание 3. В найденной строке обозревайте ту тройку символов, которая расположена на пересечении со столбцом, обозначенным тем же символом, какой вписан в обозреваемой ячейке.
Указание 4. Замените символ из обозреваемой ячейки первым символом из обозреваемой тройки.
Указание 5. Если в обозреваемой тройке вторым символом является символ останова (например, S), то остановитесь: процесс окончен.
Указание 6. Если в обозреваемой тройке, вторым символом является H, то замените символ, подписанный под обозреваемой ячейкой, третьим символом из обозреваемой тройки.
Указание 7. Если в обозреваемой тройке вторым символом является L, то сотрите символ под обозреваемой ячейкой, и левее ее запишите третий символ из обозреваемой тройки.
Указание 8. Если в обозреваемой тройке вторым символом является R, то сотрите символ, подписанный под обозреваемой ячейкой, и правее ее запишите третий символ из обозреваемой тройки.
Указание 9. Переходите к указанию 1.
Само собой разумеется, что дотошный читатель может попробовать «сработать» по этим указаниям вместо универсальной машины, и у него все получится, если:
- в качестве специализированной машины взять самую что ни на есть простенькую машину (иначе можно запутаться),
- делать все очень аккуратно.
Однако, я не призываю читателя испытывать себя вместо УМТ, а прошу его обратить внимание на очень важный момент, ради которого, собственно, и возникла речь об УМТ. Еще раз внимательно прочитайте написанные выше указания. В них нет ни слова о том, какими символами (буквами) записан специализированный алгоритм. Универсальная машина «не понимая» символов (букв) специализированного алгоритма, тем не менее, его выполняет. Она лишь сравнивает символы между собой – совпадают, не совпадают. УМТ «владеет» как бы двумя языками: языком, на котором написаны ее «указания», и языком, фактически «не понимая» его, на котором написан специализированный алгоритм. Парадокс, да и только: не понимаю, а делаю правильно! Двуязычность УМТ, что мы от нее узнали – вот самое главное в связи с нашей конечной целью.
Специалисты в области искусственного интеллекта часто сравнивают УМТ с возможностями человеческого разума. Так, один из известных специалистов, работавший на ниве ИИ, Дж. Вейценбаум когда-то написал: «В конце концов, поскольку все могут научиться имитировать универсальную машину Тьюринга, мы по определению сами есть универсальные машины Тьюринга». Правда, Дж. Вейценбаум тут же добавил: «Это означает, что мы, по крайней мере, универсальные машины Тьюринга» [46, с.109], указывая этим «по крайней мере» на то, что мы сложнее любой машины, в нас есть и еще «кое-что», чего нет в ней. Далее мы поймем, что же может под этим «кое-что» скрываться. Обывателю такое сравнение «до фонаря», хотя всякого рода статейки и фантастику о том, что когда-нибудь (даже скоро!) компьютеры по своим «умственным способностям» превзойдут человека, он читает с удовольствием.
Вопрос, смогут ли компьютеры превзойти человеческий разум, в самом деле, интересен. Но он напрямую (как мне кажется) не связан с темой нашей книги, поэтому оставим его в покое. Сосредоточимся на мысли, высказанной в пред предыдущем абзаце о «двуязычности» УМТ. Это на первый взгляд не так интересно, как тема о мыслительных способностях машины, даже непонятно, что нам важно в этой «двуязычности». Не будем пугаться непонятности: сквозь туман неясности рано или поздно прорезается солнечный луч. Попытаемся помочь лучу пробиться и спросим – что мы ожидаем от «двуязычности» УМТ? Для этого нужно ответить по конкретнее на другой вопрос – что мы вообще знаем о «двуязычности» УМТ?
Знаем немного: один из языков есть язык, на котором записан на ленте специализированный алгоритм. Будем считать его внешним языком для УМТ. Другой язык – на нем записаны правила (алгоритм) функционирования самой УМТ. Назовем его внутренним языком УМТ. Вот и все наше знание о «двуязычности» УМТ. Однако не будем очень уж сокрушаться: еще немного (на самом деле – много) в понимании «двуязычности» УМТ нам дает рассмотрение таблицы какой-нибудь специализированной МТ. Так часто бывает – чтобы понять одно, нужно посмотреть на другое. Поэтому посмотрим, например, на таблицу СМТ, инвертирующую двоичный код (рис.1).
Рис.1 Таблица МТ, инвертирующей двоичный код.
Мы ясно видим, что символы 0, 1, l - это внешние для машины символы, так сказать, символы языка внешнего для нее мира. Символы же q0, q1, q2, R, L – это символы языка ее собственного, внутреннего мира. Символы двух языков совмещены в одной таблице. Как машине «узнать» – что относится к внутреннему миру, а что – к внешнему? Да, никак! В машине на рисунке нет способа подобного различения. Это мы, люди, различаем, так как нарисовали эту таблицу и знаем – что в ней что. Представим, что машина на рисунке есть алгоритм функционирования некоего гипотетического «зверька». Зверек «честно» выполняет свое предназначение, но он не может отличить себя от мира, в котором он существует. Назовем это термином «неполная информационная индивидуализация».
Вернемся теперь к ненадолго оставленной нами УМТ. Ее условная таблица изображена на рис.2
Рис.2 Условная таблица УМТ.
Не трудно сообразить, что на ленте – сплошь символы языка, внешнего для УМТ мира. Устройство же управления закодировано символами внутреннего языка машины. Так, несколько выше по тексту устройство управления было закодировано как система указаний, написанных по-русски. Итак, хотя машина есть машина, и она, будем считать, ничего не понимает, но само распределение символов внешнего и внутреннего языков в разных частях машины (на ленте и в устройстве управления, чего не было в специализированной МТ) позволяет предполагать, что «организм», модель которого есть УМТ, наделено способностью «полной информационной индивидуализации».
Видимо, следует пояснить, что я понимаю под термином «полная (заодно, и частичная) информационная индивидуализация». Поясняя, не буду придумывать сложных научных определений, а лучше пойду от здравого смысла. Что такое индивидуум? Правильнее даже – кто такой индивидуум? Это человек – единственный в своем человеческом роде; он один такой на планете Земля. Он – индивидуум. Другой человек, он тоже индивидуум. Все мы, каждый из нас – индивидуумы. Делает нас индивидуумами не только то, что у каждого из нас – свое собственное тело. Каждый из нас – своя собственная личность.
Вот ведь как получается: объясняя одно, приходится объяснять другое: что такое личность? Вновь оставим справочники и энциклопедии, вновь обратимся к здравому смыслу. Человек говорит: я – личность. Каждому понятно, что он под этими словами подразумевает не только свое тело, а еще нечто. Что скрыто за этим «нечто»? Скрыта индивидуальная память человека, так сказать, – факты его индивидуальной биографии, скрыто его собственное, индивидуальное ощущение себя именно этим человеком, не каким-то другим. Тело – это атомы и молекулы. Память – информация, восприятие себя «я» – тоже своего рода информация. Полная информационная индивидуализация – это и есть информация о своем собственном информационном, так сказать, содержании. Человек, потому и человек, что он обладает свойством полной информационной индивидуализации. А частичная? Тут, как ни странно – сложнее. Для человека, это, скорее всего, патология…
Вот мы и подобрались к объяснению того, что стремились объяснить. Возможно, различие между нами, людьми, и животными, различие между здоровым мозгом и некоторыми мозговыми патологиями следует искать не в мистических инсинуациях, … а в свойстве тьюринговой модели обладать полной или частичной информационной индивидуализацией. Пожалуй, все, что на данный момент следует рассказать об УМТ и СМТ.
