1.5. Вычисление: нисходящие и восходящие процедуры 43
приведенных в §1.3. Что же такое вычисление? В двух словах: это все, что делает самый обычный универсальный компьютер. Если же мы хотим быть более точными, то следует воспринимать этот термин в соответственно идеализированном смысле: вычисление - это действие машины Тьюринга.
А что такое машина Тьюринга? По сути, это и есть математически идеализированный компьютер (теоретический предшественник современного универсального компьютера); идеализирован же он в том смысле, что никогда не ошибается, может работать сколько угодно долго и обладает неограниченным объемом памяти. Немного более подробно о точных спецификациях машин Тьюринга я расскажу в § 2.1 и в Приложении А (с. 193). (Интересующийся более полным введением в этот вопрос читатель может обратиться к описанию, приведенному в НРК, глава 2, а также к работам Клина [223] или Дэвиса [72].)
Для описания деятельности машины Тьюринга нередко используют термин "алгоритм". В данном контексте я считаю термин "алгоритм" полностью синонимичным термину "вычисление". Здесь необходимо небольшое разъяснение, так как в отношении термина "алгоритм" некоторые придерживаются более узкой точки зрения, нежели предлагаемая мною здесь, подразумевая под алгоритмом то, что я в дальнейшем буду более конкретно называть "нисходящим алгоритмом". Попытаемся разобраться, что же следует понимать в контексте вычисления под термином "нисходящий" и противоположным ему термином "восходящий".
Мы говорим, что вычислительная процедура имеет нисходящую организацию, если она построена в соответствии с некоторой прозрачной и хорошо структурированной фиксированной вычислительной процедурой (которая может содержать некий заданный заранее объем данных) и предоставляет, в частности, четкое решение для той или иной рассматриваемой проблемы. (Описанный в НРК на с. 313 евклидов алгоритм нахождения наибольшего общего делителя двух натуральных чисел представляет собой простой пример нисходящего алгоритма.) В противоположность такой организации существует организация восходящая, где упомянутые четкие правила выполнения действий и объем данных заранее не определены, однако вместо этого имеет-
3Напомним, что здесь и далее приводятся страницы оригинального английского издания. - Прим.. перев.
44 Глава I
ся некоторая процедура, определяющая, каким образом система должна "обучаться" и повышать свою эффективность в соответствии с накопленным "опытом". Иными словами, в случае восходящей системы правила выполнения действий подвержены постоянному изменению. Очевидно, что такая система должна пройти множество циклов, выполняя требуемые действия над непрерывно поступающими данными. Во время каждого прогона производится оценка эффективности (возможно, самой системой), после чего, в соответствии с этой оценкой, система так или иначе модифицирует свои действия, стремясь улучшить качество вывода данных. Например, на вход системы подаются несколько оцифрованных с некоторым качеством фотопортретов, и ставится задача - определить, на каких портретах изображен один человек, а на каких - другой. После каждого прогона результат выполнения задачи сравнивается с правильным, после чего правила выполнения действий модифицируются так, чтобы с некоторой вероятностью добиться улучшения функционирования системы при следующем прогоне.
Конкретные способы такого улучшения в какой-либо конкретной восходящей системе нас в данный момент не интересуют. Достаточно сказать, что количество всевозможных готовых схем весьма велико. Среди наиболее известных систем восходящего типа можно упомянуть так называемые искусственные нейронные сети (иногда их называют просто "нейронными сетями", что может ввести в некоторое заблуждение), которые представляют собой компьютерные самообучающиеся программы - или же особым образом сконструированные электронные устройства, - основанные на определенных представлениях о реальной организации системы связей между нейронами в мозге и о том, каким образом эта система улучшается по мере приобретения мозгом опыта. (Вопрос о том, как в действительности модифицирует самоё себя система взаимосвязей между нейронами мозга, приобретет для нас особую значимость несколько позднее; см. §7.4 и §7.7.) Очевидно также, что возможны системы, сочетающие в себе элементы как восходящей, так и нисходящей организации.
Для наших целей важно понимать, что и нисходящие, и восходящие вычислительные процедуры с легкостью выполняются на универсальном компьютере, а потому их можно отнести к категории процессов, названных мною вычислительны-
- Пенроуз р. Тени разума: в поисках науки о сознании. 1994
- Часть I. Почему для понимания разума необходима новая физика?
- Глава 1. Сознание и вычисление 27
- Глава 2. Гёделевское доказательство 111
- Глава 3. О невычислимости в математическом мышлении 206
- Часть II. Новая физика, необходимая для понимания разума в поисках невычислительной физики разума
- Глава 4. Есть ли в классической физике место разуму? 339
- Глава 5. Структура квантового мира 373
- Глава 6. Квантовая теория и реальность 474
- Глава 7. Квантовая теория и мозг 534
- Глава 8. Возможные последствия 598
- Часть I
- Часть I
- 1.1. Разум и наука
- 1.2. Спасут ли роботы этот безумный мир?
- 1.2. Спасут ли роботы этот безумный мир? 31
- 1.2. Спасут ли роботы этот безумный мир? 33
- 1.3. Вычисление и сознательное мышление
- 1.3. Вычисление и сознательное мышление 35
- 1.3. Вычисление и сознательное мышление 37
- 1.3. Вычисление и сознательное мышление 39
- 1.4. Физикализм и ментализм 41
- 1.4. Физикализм и ментализм
- 1.5. Вычисление: нисходящие и восходящие процедуры
- 1.5. Вычисление: нисходящие и восходящие процедуры 43
- 1.5. Вычисление: нисходящие и восходящие процедуры 45
- 1.7. Хаос
- 1.7. Хаос 49
- 1.7. Хаос 51
- 1.8. Аналоговые вычисления
- 1.8. Аналоговые вычисления 53
- 1.8. Аналоговые вычисления 55
- 1.9. Невычислительные процессы
- 1.9. Невычислительные процессы 57
- 1.9. Невычислительные процессы 59
- 1.9. Невычислительные процессы
- Глава I
- 1.9. Невычислительные процессы 65
- Глава I
- 1.10. Завтрашний день
- 1.10. Завтрашний день 67
- Глава I
- 1.11. Обладают ли компьютеры правами и несут ли ответственность?
- 1.12. "Осознание", "понимание", "сознание", "интеллект" 71
- 1.12. "Осознание", "понимание", "сознание", "интеллект"
- 1.12. "Осознание", "понимание", "сознание", "интеллект" 73
- 1.12. "Осознание", "понимание", "сознание", "интеллект" 75
- 1.13. Доказательство Джона Серла 77
- 1.13. Доказательство Джона Серла
- 1.14. Некоторые проблемы вычислительной модели 79
- 1.14. Некоторые проблемы вычислительной модели 81
- Глава I
- 1.16. Доказательство на основании теоремы Гёделя 89
- 1.17. Платонизм или мистицизм?
- 1.17. Платонизм или мистицизм? 91
- 1.18. Почему именно математическое понимание?
- 1.18. Почему именно математическое понимание? 93
- 1.19. Какое отношение имеет теорема Гёделя к "бытовым" действиям?
- 1.20. Мысленная визуализация и виртуальная реальность 101
- 1.20. Мысленная визуализация и виртуальная реальность 103
- 2.1. Теорема Гёделя и машины Тьюринга
- 2.1. Теорема Гёделя и машины Тьюринга 113
- 2.2. Вычисления
- 2.2. Вычисления 115
- 2.3. Незавершающиеся вычисления
- Глава 2
- 2.6. Возможные формальные возражения против & 129
- 2.6. Возможные формальные возражения против
- 2.6. Возможные формальные возражения против & 133
- 2.6. Возможные формальные возражения против 135
- 2.6. Возможные формальные возражения против 137
- 2.6. Возможные формальные возражения против 139
- 2.6. Возможные формальные возражения против 141
- 2.6. Возможные формальные возражения против 143
- 2.8. Условие -непротиворечивости 151
- 2.8. Условие -непротиворечивости
- 2.8. Условие -непротиворечивости 153
- 2.9. Формальные системы и алгоритмическое доказательство
- 2.10. Возможные формальные возражения против (продолжение)
- 2.10. Возможные формальные возражения против 159
- 2.10. Возможные формальные возражения против 161
- 2.10. Возможные формальные возражения против 165
- 2.10. Возможные формальные возражения против 167
- 2.10. Возможные формальные возражения против 169
- 2.10. Возможные формальные возражения против 171
- 2.10. Возможные формальные возражения против 173
- 2.10. Возможные формальные возражения против 175
- 2.10. Возможные формальные возражения против 177
- 2.10. Возможные формальные возражения против 179
- 2.10. Возможные формальные возражения против 181
- 2.10. Возможные формальные возражения против 183
- 2.10. Возможные формальные возражения против 185
- 2.10. Возможные формальные возражения против 187
- 2.10. Возможные формальные возражения против 189
- 2.10. Возможные формальные возражения против 191
- 3.1. Гёдель и Тьюринг
- 3.1. Гёдель и Тьюринг 207
- 3.2. Способен ли необоснованный алгоритм познаваемым образом моделировать математическое понимание?
- 3.3. Способен ли познаваемый алгоритм непознаваемым образом моделировать математическое понимание?
- 3.4. Не действуют ли математики, сами того не осознавая, в соответствии с необоснованным алгоритмом?
- 3.5. Может ли алгоритм быть непознаваемым?
- 3.5. Может ли алгоритм быть непознаваемым? 231
- 3.5. Может ли алгоритм быть непознаваемым? 233
- 3.6. Естественный отбор или промысел Господень?
- 3.6. Естественный отбор или промысел Господень? 235
- 3.7. Алгоритм или алгоритмы?
- 3.7. Алгоритм или алгоритмы? 237
- 3.9. Алгоритмы обучения 243
- 3.9. Алгоритмы обучения
- 3.9. Алгоритмы обучения 245
- 3.11. Как обучаются роботы? 249
- 3.11. Как обучаются роботы?
- 3.11. Как обучаются роботы? 251
- 3.13. Механизмы математического поведения робота 257
- 3.13. Механизмы математического поведения робота 259
- 3.14. Фундаментальное противоречие 261
- 3.14. Фундаментальное противоречие
- 3.14. Фундаментальное противоречие 263
- 3.15. Способы устранения фундаментального противоречия
- 3.16. Необходимо ли роботу верить в механизмы м?
- 3.16. Необходимо ли роботу верить в механизмы м? 267
- 3.16. Необходимо ли роботу верить в механизмы м? 269
- 3.17. Робот ошибается и робот "имеет в виду"?
- 3.17. Робот ошибается и робот "имеет в виду"? 271
- 3.19. Исключение ошибочных -утверждений 275
- 3.19. Исключение ошибочных -утверждений
- 3.21. Окончателен ли приговор?
- 3.21. Окончателен ли приговор? 285
- 3.22. Спасет ли вычислительную модель разума хаос? 287
- 3.23. Reductio ad absurdum - воображаемый диалог 291
- 3.23. Reductio ad absurdum - воображаемый диалог 293
- 3.23. Reductio ad absurdum - воображаемый диалог 295
- 3.23. Reductio ad absurdum - воображаемый диалог 297
- 3.23. Reductio ad absurdum - воображаемый диалог 301
- 3.24. Не парадоксальны ли наши рассуждения?
- 3.24. Не парадоксальны ли наши рассуждения? 305
- 3.24. Не парадоксальны ли наши рассуждения? 307
- 3.25. Сложность в математических доказательствах 309
- 3.25. Сложность в математических доказательствах
- 3.25. Сложность в математических доказательствах 311
- 3.26. Разрыв вычислительных петель 313
- 3.26. Разрыв вычислительных петель
- 3.26. Разрыв вычислительных петель 315
- 3.26. Разрыв вычислительных петель 317
- 3.27. Вычислительная математика: процедуры нисходящие или восходящие?
- 3.28. Заключение
- 3.28. Заключение 323
- 3.28. Заключение 325
- 3.28. Заключение 327
- 3.28. Заключение 329
- 3.28. Заключение 331
- 3.28. Заключение 333
- 3.28. Заключение 335
- Часть II
- 4.1. Разум и физические законы
- 4.1. Разум и физические законы 341
- 4.2. Вычислимость и хаос в современной физике
- 4.2. Вычислимость и хаос в современной физике 343
- 4.4. Эйнштейнов наклон 345
- 4.4. Эйнштейнов наклон
- 4.4. Эйнштейнов наклон 347
- 4.4. Эйнштейнов наклон
- 4.4. Эйнштейнов наклон
- 4.4. Эйнштейнов наклон
- 4.4. Эйнштейнов наклон 355
- Глава 4
- 4.4. Эйнштейнов наклон
- 4.4. Эйнштейнов наклон 359
- 4.5. Вычисления и физика
- 4.5. Вычисления и физика 361
- 4.5. Вычисления и физика 363
- 4.5. Вычисления и физика
- 4.5. Вычисления и физика 367
- 4.5. Вычисления и физика 369
- 4.5. Вычисления и физика 371
- 5.1. Квантовая теория: головоломки и парадоксы
- 5.1. Квантовая теория: головоломки и парадоксы 375
- 5.2. Задача Элитцура - Вайдмана об испытании бомб 377
- 5.3. Магические додекаэдры
- 5.3. Магические додекаэдры
- 5.3. Магические додекаэдры
- 5.3. Магические додекаэдры 383
- 5.3. Магические додекаэдры 385
- Глава 5
- Глава 5
- Глава 5
- 5.6. Основные правила квантовой теории
- 5.6. Основные правила квантовой теории 403
- 5.7. Унитарная эволюция u 405
- 5.7. Унитарная эволюция u
- 5.7. Унитарная эволюция u 407
- 5.7. Унитарная эволюция u 409
- Глава 5
- 5.8. Редукция r вектора состояния
- 5.8. Редукция r вектора состояния 411
- 5.8. Редукция r вектора состояния 413
- Глава 5
- Глава 5
- 5.10. Квантовая теория спина. Сфера Римана 421
- 5.10. Квантовая теория спина. Сфера Римана
- 5. . Квантовая теория спина. Сфера Римана
- 5.10. Квантовая теория спина. Сфера Римана
- 5.10. Квантовая теория спина. Сфера Римана 427
- Глава 5
- 5.10. Квантовая теория спина. Сфера Римана 429
- 5.12. Гильбертово пространство 433
- 5.12. Гильбертово пространство
- 5. / 2. Гильбертово пространство
- Глава 5
- 5.12. Гильбертово пространство 437
- 5.13. Описание редукции r в терминах гильбертова пространства
- 5.14. Коммутирующие измерения
- 5.15. Квантовомеханическое "и"
- 5.16. Ортогональность произведений состояний
- 5.17. Квантовая сцепленность
- 5.17. Квантовая сцепленность 451
- 5.17. Квантовая сцепленность 453
- 5.17. Квантовая сцепленность 455
- 5.17. Квантовая сцепленность 457
- Глава 5
- 5.18. Объяснение загадки магических додекаэдров
- 5.18. Объяснение загадки магических додекаэдров 459
- 5.18. Объяснение загадки магических додекаэдров 463
- 5.18. Объяснение загадки магических додекаэдров 465
- 6.1. Является ли r реальным процессом?
- 6.1. Является ли r реальным процессом? 475
- 6.1. Является ли r реальным процессом? 477
- 6.2. О множественности миров 479
- 6.2. О множественности миров
- 6.2. О множественности миров 481
- 6.3. Не принимая вектор всерьез
- 6.3. Не принимая вектор всерьез 483
- 6.3. Не принимая вектор всерьез 485
- 6.4. Матрица плотности
- 6.4. Матрица плотности 489
- 6.4. Матрица плотности 491
- 6.4. Матрица плотности 493
- 6.4. Матрица плотности 495
- 6.5. Матрицы плотности для эпр-пар
- 6.5. Матрицы плотности для эпр-пар 497
- 6.6. Fapp-объяснение процедуры r 499
- 6.6. Fapp-объяснение процедуры r
- 6.6. Fapp-объяснение процедуры r 503
- 6.6. Fapp-объяснение процедуры r 505
- 6.7. Fapp-объяснение правила квадратов модулей
- 6.7. Fapp-объяснение правила квадратов модулей 507
- 6.9. А теперь попробуем принять действительно всерьез
- Глава 6
- 6.10. Гравитационная редукция вектора состояния 515
- 6.10. Гравитационная редукция вектора состояния
- 6. 10. Гравитационная редукция вектора состояния 517
- 6.11. Абсолютные единицы 519
- 6.11. Абсолютные единицы
- 6.12. Новый критерий 521
- 6.12, Новый критерий
- 6.12. Новый критерий 523
- 6.12. Новый критерий 525
- 6.12. Новый критерий 527
- 6.12. Новый критерий 529
- 6.12. Новый критерий 531
- 7.2. Нейроны, синапсы и компьютеры
- 7.2. Нейроны, синапсы и компьютеры 541
- 7.2. Нейроны, синапсы и компьютеры 543
- 7.3. Квантовые вычисления
- 7.3. Квантовые вычисления 545
- 7.4. Цитоскелет и микротрубочки 547
- 7.4. Цитоскелет и микротрубочки
- 7.4. Цитоскелет и микротрубочки 549
- Глава 7
- 7.4. Цитоскелет и микротрубочки
- Глава 7
- 7.4. Цитоскелет и микротрубочки 553
- Глава 7
- 7.4. Цитоскелет и микротрубочки
- Глава 7
- 7.4. Цитоскелет и микротрубочки 557
- 7.4. Цитоскелет и микротрубочки
- 7.5. Квантовая когерентность внутри микротрубочек 561
- 7.5. Квантовая когерентность внутри микротрубочек
- 7.5. Квантовая когерентность внутри микротрубочек 563
- 7.6. Микротрубочки и сознание
- 7.6. Микротрубочки и сознание 565
- 7.7. Модель разума
- 7.7. Модель разума 569
- 7.7. Модель разума 571
- 7.7. Модель разума 573
- 7.8. Невычислимость в квантовой гравитации (1)
- 7.8. Невычислимость в квантовой гравитации (1) 577
- 7.9. Машины с оракулом и физические законы
- 7.9. Машины с оракулом и физические законы 579
- 7.10. Невычислимость в квантовой гравитации (2) 581
- 7.10. Невычислимость в квантовой гравитации (2)
- 7.10. Невычислимость в квантовой гравитации (2) 583
- 7.11. Время и сознательное восприятие
- 7.11. Время и сознательное восприятие 585
- Глава 7
- 7.11. Время и сознательное восприятие 587
- 7.11. Время и сознательное восприятие 589
- 8.1. Искусственные разумные "устройства"
- 8.1. Искусственные разумные "устройства" 599
- 8.1. Искусственные разумные "устройства" 601
- 8.2. Что компьютеры умеют делать хорошо... И что не очень
- 8.3. Эстетика и т. Д.
- 8.4. Опасности компьютерных технологий
- 8.4. Опасности компьютерных технологий 611
- 8.5. Неправильные выборы 613
- 8.5. Неправильные выборы
- 8.5. Неправильные выборы 615
- 8.6. Физический феномен сознания 617
- 8.6. Физический феномен сознания
- 8.6. Физический феномен сознания 619
- 8.6. Физический феномен сознания 621
- 8.6. Физический феномен сознания 623
- 8.7. Три мира и три загадки 625
- 8.7. Три мира и три загадки
- 8.7. Три мира и три загадки 627
- 8.7. Три мира и три загадки
- 8.7. Три мира и три загадки 631
- 8.7. Три мира и три загадки 633
- 8.7. Три мира и три загадки 635
- 8.7. Три мира и три загадки 637
- 8.7. Три мира и три загадки 639