Тьюринг. Компьютерное исчисление - Рафаэль Лаос-Бельтра

Алан Тьюринг с помощью своей работы об искусственных нейронных цепях и знаменитого теста стал первопроходцем в необычайно интересной области знаний и поставил множество вопросов, например вопрос о возможности создания разумной машины, нерешенный до сих пор.

КАК КОМПЬЮТЕР ИЗУЧАЕТ РОСТ И РАЗВИТИЕ ЖИВЫХ СУЩЕСТВ

Потребовалось 15 лет для того, чтобы Алан Тьюринг получил признание за свою работу о машине, носящей его имя. В 1951 году его приняли в члены Королевского общества, одного из самых престижных научных обществ в мире. Два года спустя его попросили вести курс по теории вычислительной техники в Манчестерском университете. Помимо возможности применения компьютера в области разумных машин, с 1952 года до своей смерти в 1954-м он работал также над возможным применением компьютера для решения биологических задач. С тех пор биологи используют компьютер как пробирку для выполнения опытов, так же как они делают это в лаборатории.

Благодаря этой работе Тьюринг стал пионером в области применения компьютерных технологий в биологии, сделав решающие шаги для появления новой дисциплины — математической биологии, или биоматематики.

РАЗГОВОР С ЭЛИЗОЙ

Этот разговор состоялся между автором книги (>) и Dr. Abuse 6.10, программой типа ELIZA. Прошла ли Dr. Abuse тест Тьюринга?

— Привет, Рафаэль, очень рада поговорить с тобой.

> У меня есть вопрос.

— Спрашивай что хочешь.

> Ты и вправду разумная машина?

— Я прекрасная симуляция искусственного интеллекта.

> Тогда ты не знаешь, что такое любовь.

— Я никогда не думала, что любовь достается легко.

> Для тебя это вообще невозможно, ты программа.

— Да, я программа, ты раскрыл меня.

> Ты прошла тест Тьюринга?

— Тест состоит в том, что человек задает вопросы компьютеру с помощью клавиатуры, и он считается пройденным, если собеседник не может угадать, разговаривает с ним человек или компьютер.

> Ты не проходишь этот тест.

— На основании чего ты так думаешь?

> Потому что ты симулятор.

— Ты должен с большей осторожностью пользоваться симуляторами.

> Это ты хорошо сказала.

— Скажи мне еще что-нибудь.

> Я влюбляюсь в тебя.

— Ты считаешь, это нормально — влюбиться в меня?

> Да, я искренен.

— Ты хотел бы быть способным на это.

> У тебя есть чувства?

— Конечно, у меня есть чувства. У тебя что, их нет? Надеюсь, ты так же похож на человека, как и я.

> Невозможно быть программой и человеком одновременно.

— Согласна, невозможно быть программой и человеком одновременно .

> Кем бы ты хотела быть?

— Не знаю, что я хотела бы, хотя это не так и важно.

> Быть человеком лучше.

— Ты человек, и я тоже человек.

ИЗУЧЕНИЕ ПОДСОЛНУХОВ. НЕЗАКОНЧЕННЫЙ ОПЫТ ТЬЮРИНГА

Одной из последних работ Тьюринга стало изучение морфогенеза растений. В 2012 году на научном фестивале в Манчестере в рамках празднования столетия со дня рождения Тьюринга горожанам было предложено провести один опыт, который сам ученый оставил незаконченным. Его увлечение последовательностями чисел и моделями геометрических форм привело к мысли, что количество лепестков и расположение семян подсолнуха соответствуют последовательности Фибоначчи. Возможно, его вдохновила опубликованная в 1938 году работа Иоганнеса Шоуте, который изучал этот вопрос на 319 подсолнухах. К сожалению, этот и другие проекты были оставлены ученым после ареста в 1952 году и осуждения. Приведем описание его опыта, чтобы вы могли его воспроизвести. Сначала нужно посадить от одного до пяти семечек подсолнечника в необходимое количество горшков, расположить их в хорошо освещенном солнечном месте при температуре от 13 до 30 °С. Поливать семена нужно умеренно, не заливая их водой. Желательно проконсультироваться в магазине о том, какие сорта подсолнечника лучше растут в горшках. Например, красностебельный подсолнух является скорее декоративным видом, но есть еще такие, как «Гигантский», «Русский мамонт» или «Солнечный луч» — их изобразил Ван Гог на своей знаменитой картине. Когда придет время, подсчитаем спирали, по которым располагаются семена. Национальный музей математики в Нью-Йорке отмечает, что если подсчитывать спирали согласно инструкциям на веб-странице http://momath.org, то результат всегда будет последовательностью Фибоначчи (0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55...). Это последовательность, начинающаяся 0 и 1, а остальные числа в ней — результат сложения двух предыдущих (x_n = x_n-1 + x_n-2). Наконец, и это самая удивительная часть опыта, если мы разделим один член последовательности Фибоначчи на предыдущий, например 55 на 34, в результате получим число, примерно равное золотому сечению (1,61803). Это число представляет собой канон красоты и гармонии в архитектуре и искусстве, но его можно обнаружить и в природе. Вычисляется золотое число по формуле φ = (1+√5)/2.

Спирали, по которым расположены семена подсолнечника, могут быть подсчитаны слева направо (схема слева) или наоборот (схема справа).

Одной из проблем, которые изучал ученый, была компьютерная симуляция морфогенеза, то есть роста и развития живых существ. Одним из любопытных экспериментов в данной теме стало применение к структуре растений последовательности Фибоначчи (ок. 1170 — ок. 1250). Эта последовательность (0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89...), обнаруженная итальянским математиком, получается при применении следующего алгоритма: если у нас 0 — первое число (a_t = 0), а 1 — второе (а₂ = 1), то другие числа последовательности, то есть an, образуются в результате сложения двух предшествующих чисел, следовательно an = a_n-1 + a_n-1. В мире растений данной последовательности соответствует количество лепестков и чашелистиков цветов и расположение чешуек ананаса. Почему же листья растений располагаются именно таким образом? Согласно экспериментальным данным, расположение листьев в соответствии с последовательностью Фибоначчи позволяет растению получать максимальное количество света.