مقاله در مورد آلن تورینگ

بخشی از مقاله

آلن تورينگ

(23 june 1912 -7june 1954)
كار رياضي دان بريتانيايي آلن تورينگ به عنوان شالوده و اساس كامپيوتر مطرح است .تعريف تورينگ (1937-1936) از قابليت محاسبه (محاسبه پذيري) به عنوان پارادايم جديد در علم مطرح است . بحث ها و استدلال هاي او كه پيرامون ايجاد هوش مصنوعي مطرح كرده است از مشهورترين و مورد مراجعه ترين مقالات...... هستند اين مقالات كه از بهترين هاي او هستند ، نقش و تاثيري را در قالب نظريات به خوبي نشان مي دهند . نتايج كارهاي تورينگ در خلال جنگ جهاني دوم در زمينه

رمزگشايي و هم با استفاده طراحي كامپيوترهاي ديجيتال جنبه هاي كاربردي تري يافت . براستي عبارت تورينگ براي كامپيوتر يعني {دستگاه محاسبه گر جهاني واقعي } مرجعي براي عبارت {ماشين جهاني} وي در سال 1936نيز بوده است . تركيب نظريه و كاربرد آن با يكديگر كه كار تورينگ با هيچ طبقه بندي تعارف {محض} يا كاربري تناسب نبود . زندگي تورينگ آميزه اي از تضاد ها و تقابل هاي بسيار است .جداي از انگيزه هاي اجتماعي و سياسي ، او در زماني كه به عنوان يك فرد غير سياسي تصور مي شد و به عنوان يك انسان غير عادي ، غير سياسي و...... از هر گناهي شناخته مي شد به گروه و انديشه هاي متمايل شده بود كه در سود بازيابي نقش سلطه جويانه anglo-american. در ارتباطات علمي با آلمان ها بودند.

موضوع ذهن :
از ميان همه ي علايق متضاد و متفاوتي كه تورينگ داشت ، يك چيز همواره ثابت بود و آن شيفتگي و علاقه ي بيش از حد تورينگ به .... توصيف فعاليت هاي ذهن در مورد مسايل علمي بود . مدل محاسباتي را كه تورينگ براي ذهن ترسيم كرد را مي توان ظهور مجد د ماتر ياليسم در قرن بيستم به شمار اورد . به اين دليل كه ماشين با حالت هاي گسسته را متناسب با توضيح حالت هاي ذهني مي ديد . علاقه تورينگ به ماترياليسم.... چندان اشكار نبود ، بلكه در نامه اي كه در حدود

سال 1932 به hodges نوشت اشكار تر شد . در آن نامه به ماهيت ....... ماده اشاره شده بود كه بعد ها ادينگتون را نيز تحت تاثير قرار داد و در آن اراده به عنوان تاثير فيزيكي ناحيه اي از مغز تعبير شده بود . اين علاقه پس از مطالعه و برسي اصول موضوعه ي {فن نويمان } از مكانيك كوانتوم و هم چنين مطالعه ي {اصول رياضيات راسل } كه ازآن منطق آموخت و نيز تاثيري كه از سوال مطرح شده بوسيله ي{هيلبرت}مطرح شده بود اتفاق افتاد . اين سوال بوسيله ي هيلبرت طرح شد اما از سال ..... بواسطه ي كشف كورت گودل يعني پيمان تصميم پذيري گزاره هاي رياضي تغيير شكل يافت ، كه به شرح زير است:

" آيا روش يا روند همين و تعريف شده اي كه در قضاياي رياضي به كار گرفته شود و شخص كند كه اثبات پذير هست يا نه وجود دارد"
از بادين سئوال در سخنراني پاكس نيوتن رياضيدان دانشگاه كمبريج عنوان {entscheidungs problem}آشنا شد دشواري اين سئوال در اين جا بود كه يك تعريف بي چون و چرا از مفهوم الگوريتم يا روند حل مسئله طلب مي كرد.
تورينگ جواب اين سوال را در تعريف ماشين تورينگ بيان مي كند تورينگ كنش يك انسان را در تعامل يك روش معين يا دستورالعمل و حالت هاي ذهن را در تعقيب زنجيره اي اين ستورالعمل ها و روش هاي معين مدل كرد.

تعريف تورينگ ، پس از توضيح منطق دادن آمريكايي{Alonzo church} درباره " محاسبه پذيري موثر" منتشر شد . ولي به لحاظ مفهومي تورينگ تقديم داشت گودل و چرچ پذيرفتند استدلال شهودي آشكاري را از اينكه چرا يك تعريف كار آمد است ارائه مي كنند.
ماشين تورينگ ف مفهوم يك دستوالعمل يا روش را به گام هاي نخستين آن تقليل مي دهد (گام هاي نخستين يك روش را نمايان مي كند اجزاء و عناصر اين گام ها دل بخواهي هستند و امروزه از صورت بندي و فرماليزهاي معادل ديگر نيز استفاده مي شود . نكته ي اساسي اين است كه اين دستگاه مي بايست توصيف هاي محدودي ( مثل جدول رثناي) را بپذيرد اما مجاز به استفاده از

زمان نامحدود براي محاسبه است.تز چرچ از محاسبه پذيري موثر هر انديشه ي طبيعي از آن مفهوم را در بر خواهد داشت و باب تازه اي را در پهنه اي از رياضيات نوين " تصميم براي حل مسائل گشود اين كار پيامدهاي وسيع تري را در بر خواهد داشت .مدل سازي جسارت آميز تورينگ از حالت هاي ذهن منجر به ايجاد ديدگاه هاي جديدي مي شود كه از آنها به علوم شناختي تعبير مي شود و

اغلب چنين مي پندارند كه مدل سازي كامپيوتري اثر بر جسته اي از تكنولوژي را نمايش مي دهد ولي به واقع مسير تورينگ عكس اين مسير بود به جهت اينكه وجه قابل توجه و خيالي مقاله ي تورينگ يعني همان تعبير "جهاني" كه براي ماشين تورينگ داشت منجر به ابداع كامپيوتر شد.
در تعريف تورينگ يك ماشين جهاني قادر است جدول رفتار و حركات هر ماشين ديگر را بخواند و

سپس اجرا كند.اين نكته در توصيف تورينگ از اهميت خاصي برخوردار بود كه اين دستورالعمل مثل هر شكل ديگر از داده ها ذخيره و خوانده مي شود .اين چيزي است كه كامپيوتر هاي مدرن آن را انجام مي دهند . دستورالعمل هاي برنامه هاي معادل و سازي با جدول هاي رفتار آن ها است. اين نكته بسيار ضروري است كه توصيف دستورالعمل ها شبيهه بقيه ي داده ها خوانده و ذخيره شود .اكنون مطالعه ي ماشين تورنگ بدون دسترسي به عادات فكري برنامه ريزي بسيار دشوار است و بايد به خاطر داشت وقتي تورينگ انديشه هاي خود را صورت بندي مي كرد رايانه وجود نداشت.

تورينگ و ماشين ها
كار تورينگ مبتي بر پاسخ به سئوال هيلبرت بود و قصد داشت شيوه ي انجام روشمندي توسط يك انسان را مدل كند با اين وجود تصور وجود دستگاهي تله پرينتر قابل توجه بود.نيومن در سال 1955 در تاكيد بر اهميت و جسارت آميز بودن اين نوآوري گفت " تورينگ اولين كسي بود كه به تحليل جامع انديشه ي ماشين محاسبه گر پرداخت"

اين مسئله در سال 1988 بوسيلهgandy. با نيت يك تاثير" منفي " به نقد ديدگاه تورينگ پرداخت اما روايت نيومن به نفع تورينگ نمي بايست يكسره بي ارزش تلقي شود اما تورينگ مسلما شيفته ي ماشين هايي شده بود كه بدست خود در سال هاي 1937-1939 مهندسي كرده بود.
churchنيز انديشه ي ماشين هاي محاسبه گر را كه در آن زمان رايج بود شفاف تر ساخت او هنگامي كه با تورينگ در پريستون كار مي كرد طي نامه اي به تورينگ معياري را پيشنهاد مي دهد كه در آن رشته ي ارقام 0 و 1 امكان ساخت ماشين هاي محاسبه گر كه فضا محدودي را اشغال

مي كند و با قطعاتي با اندازه هاي محدود كار مي كند را ميسر مي سازد. اين ماشين در صورت داشتن زماني كافي قادر خواهد رشته هاي ارقام 0 و 1 را براي هر عدد دلخواهي بنويسد و به انجام عمليات بر روي آن ها بپردازد .اگر امكان كار براي مدت زماني طولاني فراهم باشد باز هم ممكن است محدوديت هاي ديگري بر روي خصوصيات دستگاه تاثير بگذارند ولي اين محدوديت ها آن قدر آشكارا هستند كه منجر به هيچ گونه كاستي در كارايي آن نخواهد شد.

يك انسان با يك قلم و كاغذ و يك دستوالعمل صريح مي تواند به مثابه ي ماشين تورينگ باشد با اين وجود نه تورينگ و نه چرچ هيچ يك نتوانستند مفهوم كلي ماشين محاسبه گر و اجزاي آن را به درستي تحليل كنند .تورينگ در سال 1939 از گزاره برلي تهز (church-turing) استفاده مي كند .او از عبارت "مكانيكي به طور محض" بدون هيچ تحليلي بيشتري استفاده مي كند و فقط در سال 1948 توضيح بيشتري را راجع به اين موضوع ارائه مي دهد.

اين موضوع اخيرا توسطb.jcompeland .به مسئله ي مناقشه آميزي تبديل شده استchurchقابليت محاسبه يا محاسبه پذيري را آنگونه در بالا نقل شد – كه تصور مي كرد همه دستگاه هاي داراي ويژگيهاي كه به آن اشاره شده باشند قابليت محاسبه پذيري خواهند داشت را نا صحيح پنداشت.

او در جهت اثبات دوعاي خويش اشاره به پيشگويي تورينگ در سال 1939 كرد كه در آلن تورينگ يك تابع محاسبه ناپذير است. اين پيشگويي همانگونه كه تورينگ تاكيد كرده نمي تواند " يك ماشن" باشد زير انجام مراحل محاسبات در آن به صورت غير مكانيكي صورت مي گيرد.

پيشگويي تورينگ در مورد ماشين محاسبه همان طور كه گفته شد صرفا مكانيكي نيست اين پيشگويي به تئوري گودل (godel) نيز مربوط است كه نشان مي دهد ذهن انسان فعاليتي فراتر از يك عمل مكانيكي را هنگام قضاوت راجع به صدق و كذب اظهاراتي كه اثبات ناپذير هستند انجام مي دهد . تورينگ از اين فرايند به عنوان شهود ذهني ياد مي كند اين پيشگويي آنگونه كهnewman . آن را تغيير كرده است مي تواند به عنوان مدلي شهودي در نظر گرفته شود اما تورينگ اين سئوال را هم چنان قابل طرح نگاه داشت كه اين شهود چگونه مي تواند واقعا تجسم گردد؟

او در اين زمان قابل تحمل به محاسبه پذير بودن همهي فعاليت هاي ذهني نبود ان چنان كه پس از 1945 بر اين باور شد كار او در سال 1936 فعاليت ذهن را در كاربرد يك روش يا روند تعيين مورد بررسي قرار داده بود .تورينگ مي بايست دين شكل را قبل از آغاز پروژه هوش مصنوعي حل مي نمود.
تصوير كردن آنچه تورينگ مي پنداشت مستلزم اين فرض بتوان با دقت كميت هاي فيزيكي را اندازه گيري كرد چيزي كه هيچ ماشيني قادر به انجام آن نيست بنابراين اين سئوال هميشه براي تورينگ باقي ماند كه آيا ماشين هايي قادر خواهند بود همانند ذهن عمل كنند.

تورينگ چيزي بر خلاف اظهاراتcopeland .در سال 1997 مبني بر اينكه " از بيان عمليات هايي توسط ماشين ها انجام مي شود ممكن است تعدادي از آنها بدون كمك ماشين ؛ بوسيله ي هيچ انساني قابل انجام نباشد "پيشنهادي نكرد طبيعتا" شخصي بايستي بين سئوال تاريخي كه تورينگ مي انديشيد و صدق علمي تامل شود سئوال تورينگ يك سئوال جدي اما " بي پاسخ" است كه آيا اشياء واقعي فيزيكي الزاما خود موجب محاسبه پذير شدن آن ها بوده اند امروزه نيازمند تحليلي جامع تراز (اندازه محدود و معين) هستيم gandyدر سال 1980 به نتايجي دست يافت كه كاملا از

نتايج.church پيروي مي كرد اما اگر قيد حالت محدوديت براي اجازه به يك ماشين با تعداد زيادي زير مولفه هاي ساختاري در اندازه هاي كوچك تر و كوچك تر و كارايي سريع تر و سريع تر و بدون محدوديت تفسير شود به آساني مي توان نشان داد ماشين تورينگ به مشگل محدوديت زماني ناموفق مي آيد در هر جهان فرض ذكر چنين مثال هايي ممكن است .چنين مثال هايي نشان مي دهد كه فرضيه تورينگ – چرچ داراي محتواي فيزيكي است "موثرترين بودن " هم معني " انجام دادن " و ( كارآمدي ) است ( در مقابل فرضيه سازي و انگاره سازي ) بنابراين به يك كنش رئاليستي ارتباط دارد. از اين رو قوانين فيزيكي پيروي مي كند .محاسبات كوانتومي قبلا نشان داده است كه تصوير كلاسيك از " عمل كردن " ناقص و نا تمام است.

ماهيت مكانيك كوانتوم ، به دليل اصلي نا وضعيت ( نقض موضعيت) و " تقليل" در (دقت اندازه گيري) بهم و اسرار آميز است ، از اين رو هنوز ممكن است چيز هاي زيادي براي دريافتن و آموختن وجود داشته باشد.
در سال هاي اخير پن روز كه چون تورينگ روي مسئله ي ذهن مشغول مطالعه است توجه خودداري اين مسئله متمركز كرده است.

ماشين كاربري تورينگ
شايد تعجب آور باشد كه "تورينگ" در طي سال هاي 1939-1936 از مفهوم فيزيكي ماشين محاسبه گر از حيث علاقه اي كه نسبت به مكانيك كوانتومي داشت منحني به ميان نياورد البته شايد اين اتفاق به خاطر شرايط زمان جنگ بوده باشد.در زمان جنگ تحقيقات تورينگ در مورد محاسبه ناپذيري ، به بحث هايي با ويتگنشستاين آغاز كرده بود و هيچ گاه نيز بسط پيدا نكرد دچار از هم گسيختگي شد.
شايد اكنون عده اي آرزو كنند اي كاش اين هم مباحث پيرامون فلسفه ي ذهن صورت مي گرفت اما جنگ اين سود را نيز براي تورينگ ، با قدرت الگوريتم و تكنولوژي پيشرفته اي كه به مثابه ي ابزاري براي آن بود آشنايي بيشتري زيرا تورينگ در طي جنگ به رياست بخش علمي bletchley park مركز رمز گشايي انگلستان كه.....كليدي به دروازه اي تاريخ مدرن بود – نائل شد تورينگ توسعه ي رمز گشايي را در سال 1936 پيشگويي كرده بود .او ايده ي خود را در گشودن كلي ترين رمزها به كار گرفت و از يكي از ماشين هايي كه خود ساخته بود در رمز گشايي استفاده كرد.

(hodges.1938,1830) اين فعاليت ها و هم چنين ارتباطاتي كه تورينگ با چهر ه هاي با نفوذ كمبريج مثل j.m.keynes داشت به خوبي گوياي اين مطلب هستند كه چرا وي نخستين رياضيداني بود كه دپارتمان رمز گشايي راه يافت.
تورينگ در پرتو روش هاي علمي كدهاي دولتي و رمزهاي مدرسه اي (sypher school) را انتقال داد.منطق و تئوري اطلاعاتش بوسيله ي مهندسي پيشرفته به كار گرفته شد و توانست به

شاهكار هاي شگرفي دست پيدا كند كه از مهم ترين آن ها مي توان به رمز گشايي سيگنال هاي قايق –u (u – boat) اشاره كرد تا سال 1994 قدرت و قابليت بالاي تكنولوژي تورينگ نشان داد ماشين جهاني تورينگ مي تواند ساخته شود. كثرت الگوريتم هاي به كار رفته در تحليل رمز (مطالعه ي روش هاي رمز گشايي) انگيزه لازم براي كاربردهاي فراخ تر را فراهم كرد در سال 1945 تورينگ به عنوان متصدي طراحي كامپيوترهاي الكترونيكي در آزمايشگاه ملي فيزيك منصوب شد .برنامه ي تورينگ به زودي در غالب طرح پيشنهادي ace ظهور يافت (turing {1994}) ace مخفف "auto matic computing engine" يا " ماشين محاسبه گر خودكار است.

تورينگ بار ديگر ، با تحقيقاتي كه در ايالات متحده انجام داد نسبت به آنچه در گذشته در سال 1945 از وي انتشار يافته بود با انتشار گزارشي در مورد edvac كه مخفف "the electronic discrete variable automatic computer" .........كامپيوتر خودكار با متغيرهاي گسسته الكترونيكي است پيشي گرفت.

با اين كه طرح تورينگ " مستقل ، مفصل و دور از دسترسي بودند به علاوه تحقيق و بررسي در سال 2000 توسط davis انجام شده نشان داد فن نويمان نيازمند آگاهي و دانشي بود كه در زمان پرداختن به نظريه ي EDVAC به آن دست يافته بود.
اين موضوع واقعيتي نا معلوم و سخت و مقاوم است ، اما اكنون آشكار است كه الگوريتم هاي پيشرفته نيازمند ماشين هاي پيشرفته تر نيستند و فقط نيازمند فضاي كافي براي ذخيره و سرعت

پردازش هستند . و اين موضوع محور انديشه ي اصلي تورينگ بود در دنياي آشنا با قدرت دستگاه جهاني تورينگ شخصي مي تواند بيشتر قدر دان تورينگ باشد كه اين اظهار تورينگ را در يافته باشد كه : (1946},1986,44}) ، نيز روند و پروسه ي شناخته شده اي قادر خواهد بود به صورت جدولي از دستورالعمل ها كه شامل سلسله اي از مراحل است تبديل شود"
تورينگ تاكيد مي كند محاسبات رياضي فقط جنبه اي از نقش كامپيوتر است – اشاره به بخش از كارهاي تاثير گذار تورينگ كه در اصل راجع به شمارش نبود ولي اهميت آن بسيار بيش تر بود و در beletchely park انجام شد و بر مبناي منطق نمادين بود .طراحي جزئيات سخت افزاري احتمالا غير عملي بود ولي در اشاره به اهميت اين يك حقيقت آشنا براي ويراستاران و مفسران است :

"كار ساختن جدول هاي دستورالعمل هاي بايست جذابيت برانگيز باشد ، هيچ خطري در اين روند وجود ندارد كه ما را دچار زحمت كند زيرا براي هر پروسه ي كاملا مكانيكي اين خطر وجود دارد كه دستگاه خود دچار مشكل گردد .(turing {1946}1986.44)
ديدگاه تورينگ راجع به برنامه نويسي با اصلاح دستورالعمل ها و متدها منجر به اين فكر شود كه يادگيري و آموزش و تكامل آنها از طريق شبيه سازي صورت گيرد.از اين رو تورينگ اظهار مي كرد

ذهن انسان نيازمند چيزي غير از "نظم " به تبين بر اساس محاسبه پذيري ندارد.تورينگ به خوبي از تناقض بين هوش يا توانايي پيش بيني كردن و از توانايي يا قابليت تبعيت از دستورات به خوبي آگاه بود.با وجود همه ي اين اين پيچيدگي ها عقيده داشت ماشين ها آن گونه كه عموم مردم تصور مي كنند " مكانيكي " نيستند . نكته ي حياتي اين است كه تورينگ در اين مرحله به صورت بندي استدلالي كه بر آمده از اشتباهات بشري بود پرداخت تا اينكه چرايي اينكه نظريه ي گودل وجود يك شهود محاسبه ناپذير را نشان نمي دهد تبيين كند. حقيقتا اظهارات تورينگ در سال هاي (1986{1946}) تاثيرات ديدگاه هاي اوليه اش در

پروژه ي هوش مصنوعي را به خوبي نشان مي دهد .(hodges-1999)
تورينگ حال انتظار داشت ماشين خود اصلاح شده اش جنبه هاي ظاهرا غير مكانيكي رفتار ذهن را ارائه كند.
تورينگ در راستاي هدف استراتژيك خود شبكه اي از المان هاي منطقي را طرح ريزي كرد تا كار كردش بوسيله ي آموزش يا تمثيل تكامل يافته سازمان دهي شود.
اگر چه تورينگ برنامه اش را توسعه نداد لكن يك رويكرد پيوند گرايانه به سوي هوش مصنوعي را پيشگويي كرد.
امروزه عبارت "بدون الگوريتم" به صورت گمراه كننده اي براي مقايسه اينكه كدام برنامه مطلقا آشكارتر و واضح از برنامه اي است كه بوسيله برنامه نويس نوشته شده است به كار مي رود .براي تورينگ كاملا آشكار بود كه چنين عمليات هاي هميشه به منزله ي دروغ هايي در قلمرو محاسبه پذيري هستند . همه اين پيشرفت ها و توسعه هاي فكري در طي سال هاي (1969و1948) طرح ريزي شد او هم چنين در اين مقاله يك قرائت سيستماتيك از مفهوم ماشين ارائه داد در ادامه او امكان المان هاي تصادفي را در مدل ماشين تورينگ معرفي كرد اما هيچ مرجعي براي المان هاي محاسبه ناپذير تصادفي ايجاد نكرد . او به راستي نشان داد راد المان هاي شبيه تصادفي آشكارا محاسبه پذيرند و كفايت خواهند كرد.
ماشين هوشمند تورينگ:
تورينگ نا اميد از فقدان پيشرفت در آزمايشگاه ملي فيزيك در سال 1948 به منچستر رفت و در آنجا Michael polanyi تورينگ را براي نوشتن مطالبي براي مخاطبان عام تر در چارچوب دين سئوال كه آيا ماشين مي تواند در اصل رقيبي براي ذهن انسان باشد ، پرداخت.
انديشه ي تورينگ در سال 1950 بررسي فرض هاي سنتي فلسفي راجع ، با يك آزمايش ذهني بود كه اكنون به تست تورينگ معروف است اما خود تورينگ آن را " مسابقه يا بازي تقليد" ناميد ، در اين آزمايش يك انسان و يك كامپيوتر برنامه ريزي شده بوسيله پيام هايي كه در قالب متن به رقابت خواهند پرداخت تا يك قاضي بي طرف را قانع كنند كه انسان هستند.

نظر تورينگ اين بود كه انديشه و هوش بي شباهت به ديگر تواي ذهني انسان است و اين قابليت را داراست از طريق كانالي ارتباطي شبيه تله پرينتر آزموده شود.