[转贴]从“原始”图灵机看网格

从“原始”图灵机看网格

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作者 李如龙

一 问题的提出:

怎样看图灵机，一直可以从两个不同的，但又是等价的角度去看。

一种是从现代计算机的角度去看，这大家都很熟悉，不多说。

另一种则认为图灵机是某种意义上的具有“状态”的计算装置。

王浩教授在“数理逻辑通俗讲话” 科学出版社1981年版，附录B 4 计算的概念分析 P199 对此作了很好的概括。

“如果我们想象一个人在一张纸上（我们可以假定纸划分成方格）进行计算，我们发现在 计算过程中以下的东西都要涉及到。（1）一种存贮介质，即纸张；（2）一种语言，它具 有表示数和命令的符号，为简单起见，我们假定它们写在纸张上；（3）扫描区，即在每 一时刻被观察的某些方格；（4）“思想状态”，即在每一阶段，人保留计算阶段的痕迹， 决定下一步执行哪一步；（5）进行下一步计算，它包括（a）符号的改变——写上或清除 （删去）某些符号，（b）扫描区的改变，（c）“思想状态”的改变。”

王浩教授加上限制条件，然后通过进一步的分析，得出结论，这些抽象的模型就是所谓图灵机。

笔者在这里要强调的是要注意图灵机的状态描述。

二 图灵机和神经元的比较:

一个神经元是自然界的创造，自然有它的复杂性。图灵机是一种计算“模型”，也有它的复杂性， 这从计算复杂性可以得到证实。二者的复杂性如何比较，值得探讨。

三 神经系统和网格的比较:

单个的神经元，通过突触进行信息传递，其传递方式的多样性，最终决定了神经系统的复杂性， 这样通过自然界的创造，得到了神经系统，从而进化出人类。

人们把计算机称为“电脑”，但一台电脑也不过是一个或多个图灵机的物理实现。

把计算机组合起来，用于实现更多的目的，这就是网格技术要达到的目标。

这里已经发展了一个真实的“模型”，即P2P网格。

重新对图灵机的纸带的语义作出解释，例如，把图灵机的单向纸带解释为网络连接，把读写头解 释为图灵机之间的通讯，能否从这种新的语义解释发展出一种图灵机信息传递的多样性，从而指导 网格技术的发展。

笔者这里所要强调的是图灵机的状态描述，物理装置新的语义解释，P2P网格, 以期希望有助于解 决有关的纷争, 指导计算机应用的发展。

四 松耦合还是紧耦合:

看到一种观点，好象松耦合就是好的，紧耦合就不好，但从生物神经系统，人类经济系统， 还有计算机网络的进化史，都可以看到松耦合与紧耦合是并存的，各有各的存在的理由。

五 结论。

a 关于图灵机的理论研究不能完结；

b 图灵机的状态描述有必要重新提出；

c 图灵机的物理装置需要新的语义解释；

d 多图灵机相互作用理论的研究希望进一步深入，以指导计算机应用的发展。

e 如果设想变换

        单个的神经元-->图灵机;

        神经系统-->2P网格；

我们就有了打开"理解智能"之门的两把钥匙。

以上观点属作者对目前网格研究现状的一点感想，如果与他人的观点雷同， 纯属偶然，千万不要说作者故意抄袭。

作者欢迎评论。作者的信箱为rulongli5438@sina.com。

基于网络的专家系统

作者 李如龙

"有些人对人工智能技术存在着误解，总认为人工智能技术是走向了误区或错误方向的计算机技术，几十年过去了，并没有为人类社会作出什么贡献。

其实实际情况并不是这样。人工智能这门学科中派别和方法有别，但至少其中一支，即知识表示系统，或知识库这一支，我们已经看到，或即将看到它的作用。知识表示系统，通过描述逻辑，与XML语言结合，产生了语义网的应用。语义网是Web技术的进一步发展。 我们相信在不久的将来，Web网站会逐步的采用这项新技术。"

作者欢迎评论。作者的信箱为rulongli5438@sina.com。

关于“从“原始”图灵机看网格”一文的一点补充

作者 李如龙

我们知道，今年的诺贝尔经济学奖授给了两个研究动态宏观经济学的学者。他们属于宏观经济学的新古典学派。他们这一派经济学家的主要成果是协调了宏观经济学与微观经济学，使其一致起来。他们所采用的那一套数学方法我略知一二。

话说回来，我们看关于“智能”这个问题的研究。

这里我们有逻辑学，心理学，认识论等等关于“智能”问题的学科和研究成果以及应用成果。仿经济学，我们似乎可称之为关于“智能” 问题的宏观研究。

这里我们还有以神经生物学，特别是分子神经生物学为主的关于“智能”问题的微观研究。

现在以计算神经科学，神经网络理论为主的学科试图为宏观和微观之间找到一座桥梁， 或者为宏观理论找到微观基础。这是一项困难的工作。但是已经有相当一批人在从事这项工作。

但这一切又与网格研究有何关系。

看了一些计算神经科学的文献，总觉得有点不满意。一是对神经元的建模问题，二是对神经元之间通讯问题。这样，我就想到了图灵机，而且是图灵机的状态描述。

一个美国学者在一个讲座中讲到计算神经科学的一个主要贡献就在于引进了神经系统的状态空间描述。

如果我们引进图灵机作为神经元的建模基础，那么图灵机的状态描述就使整个神经系统的状态空间描述有了基础。这样我们就可以引进一整套关于动力学方面的数学方法来研究神经系统，如同动态宏观经济学理论所作的那样。

问题还没有完，还有一个神经元之间的通讯问题。计算机的实现受益于图灵机的理论研究， 但计算机之间互联互通产生的互联网却是图灵那个时代所未预见到的。互联网是人类的一个伟大发明。网格的研究作为互联网进化的一部分，现在应该把其研究成果反馈给图灵机的互联互通，进而反馈给神经元之间的通讯问题的研究，从而促进“智能”问题的研究。

当然，还有一面，就是关于神经系统的研究成果反馈给网格界，或网格界自身可发展出一种可以称之为“智能网格”之类的网格来。这里只是一提。

我在这里主要是从方法论的角度，谈谈我对“智能”问题研究的一点想法，算是对前文的补充， 也算是对一个评论的回复。

 作者欢迎评论。作者的信箱为rulongli5438@sina.com。

［此帖子已被 rulongli 在 2004-10-23 0:58:14 编辑过］

关于研制图灵网格的一点建议

作者 李如龙 2004 10 24

一 一点哲学般的讨论

我们还是从前面提到王浩教授的《数理逻辑通俗讲话》说起。

王浩教授首先讲“Turning关于一类抽象机的数学表述首屈一指的获得了成功，这一表述建立在人的计算过程的哲学分析的基础上。”

接着就是我前面引用的关于王浩教授对图灵机的分析。

后面还有一段“为了论述在进行计算中人也只有这些有穷的能力，我们不得不提出更多精细的理由，它们关系到人的概念这样困难的哲学问题。要根除这种模糊感觉，即人也许能够做机器永远不能做的某些计算，是不容易的。”

这里我们要指出三点。

1 存贮介质，即纸张，我们现在完全可以改为一个计算机的屏幕，而这台计算机与远方的计算 机通过网络连接；符号的改变，这通过计算机的键盘实现，而这个符号的改变能够为远方计算 机所接受。还有就是“思想状态”的改变，这点我们下面马上就讨论。

2 王浩在这里提到的“思想状态”，如果我们联系到我们前面的关于“智能”的宏观描述的讨论， 我们还可定义为神经系统的一个宏观态，或者是计算神经科学所引进的状态空间中的一个点。 也是我在这里建议的图灵网格的一个宏观态。“思想状态”的改变可以理解为宏观状态的改变， 或者是状态空间中点的位移。尽管现阶段我们还不能完全肯定这个状态空间最终是一个什么空间，或者欧几里德空间，或者希尔伯特空间，或者是一个微分流形。

3 这个“宏观态”我认为很重要，有了它，我们就可以解释什么是概念，自然语言的心理表达， 逻辑推理等等。至少我不相信，分子神经生物学等的进步能够从人类的科学体系中把这些称之为“精神与人体”已存在几千年的关系问题排除掉。

二 图灵网格宏观态必须满足的条件

我们在第一段的哲学般的讨论中，引进了图灵网格的宏观态这个概念，并指出他是一个状态空间中的一个点。我们现在必须提出图灵网格必须满足的条件。

1 它必须是分布式的。它的每一个单元如同是一个神经元，在这里我们暂时把它定义为一个图灵机， 这样从构造上说我们就用现代互联网技术为图灵机建立了一个网格，我这里就把它称为“图灵网格”。 某种意义上它是一个递归网格。

2 图灵网格具有“宏观态”，这一个宏观态是建立在每一个组成单元“图灵机单元”的“微观态”基础上的。这个“宏观态”要与该网格的行为联系起来。

3 图灵网格至少应具有以下几点能力

a 逻辑推理能力；

b 学习能力；

c 自然语言的理解与生成的能力；

d 图象信息的理解与处理能力。

4 图灵网格要具有行为能力，它是一个整体，这一点上它象OGSA网格，但它可作为Petri网格或P2P网格的一部分。

三 研制图灵网格的意义和现实可能性。

1 为研究人的神经系统服务。

我们在前文中已讨论过，神经元是一个复杂的对象，好在图灵机也具有同样的复杂性。 我已看到这样的文献，一个神经元复杂性不会超过图灵机的处理能力。

另外图灵网格之间的通讯问题，可以用来为研究神经元的通讯问题的服务。它的共同之处都是传递信息，只不过可使用的语言和载体不同而已。

2 为计算机的应用服p。

这一点不用多讲。人工智能，计算智能问题人类已经研究了好几十年。图灵网格只不过是其中一小点而已。

3 Petri网理论可以为研制图灵网格提供某种理论基础。Petri网理论从网络的联结到网络的行为提供了一整套东西，值得一学。

4 我们知道图灵机的状态描述与程序描述是等价的。状态描述是为了理论研究方便。把状态描述转换为程序描述，就为图灵网格的具体计算机实现提供了可能。

作者欢迎评论。作者的信箱为rulongli5438@sina.com。