計(jì)算中的“神諭”

摘要：本文通過回顧對計(jì)算工具的發(fā)展歷史和人類對計(jì)算本質(zhì)認(rèn)識的歷史，提出關(guān)鍵詞：計(jì)算工具；圖靈模型；量子計(jì)算；哥展和技術(shù)的進(jìn)步，對求方程的解，求函數(shù)的微分和積分等概念也納入了計(jì)算的人們開始產(chǎn)生計(jì)算之日，便不斷尋求能方便進(jìn)行和加速計(jì)算的工具。因此遍的采用，一直沿用了二千年。后來，人們發(fā)明了算盤，代了算籌。它是在算籌基礎(chǔ)上發(fā)明的，比算籌更加方便實(shí)用，同時還把算法口訣化，從而近代的科學(xué)發(fā)展促進(jìn)了計(jì)算工具的發(fā)展：在1614可以化為加減運(yùn)算，對數(shù)計(jì)算尺便是依據(jù)這一特點(diǎn)來設(shè)計(jì)。1620年，岡特最先利用對數(shù)計(jì)算尺來計(jì)算乘除。1850年，曼南在計(jì)算尺上裝上光標(biāo)，因此而受到當(dāng)時科學(xué)工作者，機(jī)械式計(jì)算器是與計(jì)算尺同時出現(xiàn)的，是計(jì)算工具上的一大發(fā)明。發(fā)明了帕斯卡加法器。在1671年，萊布尼茨發(fā)明了一種能作長1米的大盒子。自此以后，經(jīng)過人們在這方英國的巴貝奇于1834年，設(shè)計(jì)了一部完全程序控制的分此后，由于電力技術(shù)有了很大的發(fā)展，電動式計(jì)算器便慢慢取代以人工為動力器。1941年，德國的楚澤采用了繼電器，制成了第一部通用過程控20世紀(jì)初，電子管的出現(xiàn)，使計(jì)算器的在電子計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)高速發(fā)展過程中，因特爾公司的創(chuàng)始人之一成度將每兩年翻一番。事實(shí)證明，自二十世紀(jì)60年代以后的數(shù)電子計(jì)算機(jī)的計(jì)算速度實(shí)際是每十八個月就翻一番，而價格卻隨之降低一人類是否可以將電子計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度永無止境地提升?傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)計(jì)算能力的提高—造成熵的降低，這種向低熵方向無限發(fā)展的運(yùn)動被哲學(xué)家和科學(xué)家對此問題的看法十分一致：摩爾定律不久將不再適用。也最終會了解宇宙的奧妙。所有的美妙都是彼此聯(lián)系和有意義的?！边@段話成為許多科學(xué)家的座右銘，給人以啟示?？茖W(xué)需要夢想，甚至想?？茖W(xué)的預(yù)言有時在哲學(xué)看來有著形而上學(xué)的味道。而在人類面臨著計(jì)算科學(xué)的最大難。的提出，產(chǎn)生于這樣一個發(fā)現(xiàn)，即生物與數(shù)學(xué)的相似性：(阿德勒曼不僅意識到這兩個過程的相似性，而且意識 是問題的規(guī)模呈指數(shù)級增加。模擬這樣的實(shí)驗(yàn)所需的計(jì)算量實(shí)在太大了，不過定初始條件，就可以推測出屏幕上影子的形狀。費(fèi)曼推斷認(rèn)為如果算出干涉實(shí)驗(yàn)中發(fā)復(fù)雜的計(jì)算。因此，只要在計(jì)算機(jī)運(yùn)行的過程中，允許它在真實(shí)的量子力學(xué)對象上完有種種跡象表明：量子計(jì)算至少在一些特定的計(jì)算領(lǐng)域內(nèi)確實(shí)比傳統(tǒng)計(jì)算更 ,現(xiàn)代信息安全技術(shù)的安全性在很大程度上依賴于把一個大整數(shù)（如1024位的十進(jìn)制前在傳統(tǒng)電子計(jì)算機(jī)上還沒有找到一種有效的辦法將將全世界的所有大大小小的電子計(jì)算機(jī)全部利用起來來計(jì)算上面的這個1024位整數(shù)的質(zhì)因子分解問題，大約需要28萬年，這已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了人類所能夠等待的時間。解的難度隨著整數(shù)位數(shù)的增多指數(shù)級增大，也就是說如果要分解2046位的整數(shù)，所需要的時間已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過宇宙現(xiàn)有的年齡。而利用一臺我們可以直覺地認(rèn)為量子計(jì)算在處理大規(guī)模計(jì)算問題時優(yōu)越性是十分明顯的，但目前還沒的計(jì)算就是微分。定理證明也是如此，令f表示一組公理和推導(dǎo)規(guī)則，令g是一個定理，從類型上講，計(jì)算主要有兩大類：數(shù)值計(jì)算和符號推導(dǎo)。數(shù)值計(jì)算包加減乘除、幕運(yùn)算、開方運(yùn)算、方程的求解等。符號推導(dǎo)包括代數(shù)與各種函不等式的證明，幾何命題的證明等。但無論是數(shù)值計(jì)算還是符號推導(dǎo)，它們在本質(zhì)上是等價的、一致的，即二者是密切關(guān)聯(lián)的，可以相互轉(zhuǎn)化，具有共同的計(jì)算本質(zhì)。隨著數(shù)學(xué)的隨著計(jì)算機(jī)日益廣泛而深刻的運(yùn)用，計(jì)算這個原本專門隨著計(jì)算工具的發(fā)展，一些哲學(xué)家和科學(xué)家開始從計(jì)可以設(shè)想一種細(xì)胞自動機(jī)，它能模擬整個宇宙。實(shí)際上，我們完全可以把宇宙看作三維的細(xì)胞自動機(jī)?；玖Ｗ踊蚱渌裁磳哟蔚奈镔|(zhì)實(shí)體可以看作是這個細(xì)胞自動總之，計(jì)算或算法的觀念在當(dāng)今已經(jīng)滲透到宇宙學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)乃至經(jīng)濟(jì)學(xué)和 ,自然事件的本質(zhì)也是計(jì)算。人類的計(jì)算工具，從木棍、石頭到算盤，經(jīng)過機(jī)械計(jì)算器，電器計(jì)算機(jī)們發(fā)現(xiàn)用石頭或者棍棒可以幫助人們進(jìn)行計(jì)算，隨后，人們發(fā)明了算盤，來幫助人們進(jìn)行隨后，人們用繼電器替代了純機(jī)械。最后人們用電子電子計(jì)算機(jī)后，人們改變了思路，即：到自然界中去發(fā)現(xiàn)那些符合圖靈模型量子計(jì)算的出現(xiàn)，則徹底打破了這種認(rèn)識與創(chuàng)新規(guī)律。它建立在對量子現(xiàn)實(shí)世界的不可計(jì)算性。試圖利用一個實(shí)驗(yàn)來代替一系列復(fù)雜的大量運(yùn)算?？梢哉f。一個黑盒子，人們通過輸入，可以得到輸出，但是對于黑盒子內(nèi)部發(fā)生了什么和為什我們可以清晰地看到量子計(jì)算的神奇以及它不同于經(jīng)典計(jì)算之處。那么，為什么量算會顯示出如此奇怪的性質(zhì)呢?這些性質(zhì)又有什么本質(zhì)的物理原因呢[12]?遺憾的是，迄人們對量子計(jì)算本質(zhì)的無知來自于人們對量子世界內(nèi)量子計(jì)算的科學(xué)研究依然在繼續(xù)，然而，對量子計(jì)算和量子力學(xué)本身的哲學(xué)研已經(jīng)顯示出人類的無奈和無助。也許，世界本身就是一個整體，我哥德爾不完備性定理告訴我們，任何一個足夠強(qiáng)的一致的公理系統(tǒng)的完一些悲觀的科學(xué)家和哲學(xué)家認(rèn)為：我們科學(xué)研究所依賴的備的，即現(xiàn)實(shí)世界的有些現(xiàn)象是無法被已有定律和規(guī)律來揭示，人們努力地試學(xué)家們一直在努力解釋量子世界的本質(zhì)，但也應(yīng)該清醒，這些努力有可能最終而這些失敗恰恰證明了哥德爾不完備性定理的正確性。所以他們認(rèn)為人類是無筆者的觀點(diǎn)與上述不同，人類的思考能力，隨著工具的不斷進(jìn)化而不思維能力和解決問題的能力是隨著經(jīng)濟(jì)和科技的進(jìn)步而不斷加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，大大加強(qiáng)了人類整體的科研能力，那么，量子計(jì)算系統(tǒng)的產(chǎn)生，會給人類整此，量子計(jì)算系統(tǒng)會更加深刻的揭示計(jì)算的本質(zhì)，把人類對計(jì)算本質(zhì)的認(rèn)識從牛頓世界中大，隨著該系統(tǒng)的不斷增大，人們認(rèn)清并解決了許多問題。人類的認(rèn)的規(guī)律：無論量子計(jì)算的本質(zhì)是否被發(fā)現(xiàn)，也不會妨礙量子計(jì)算時代的科學(xué)本身的一次新的革命