計(jì)算中的“神諭”

摘要：本文通過(guò)回顧對(duì)計(jì)算工具的發(fā)展歷史和人類對(duì)計(jì)算本質(zhì)認(rèn)識(shí)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(duì)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(kāi)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(lái)，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(shí)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(duì)數(shù)計(jì)算尺便是依據(jù)這一特點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)。1620年，岡特最先利用對(duì)數(shù)計(jì)算尺來(lái)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(shí)科學(xué)工作者，機(jī)械式計(jì)算器是與計(jì)算尺同時(shí)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(zhǎng)1米的大盒子。自此以后，經(jīng)過(guò)人們?cè)谶@方英國(guó)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(dòng)式計(jì)算器便慢慢取代以人工為動(dòng)力器。1941年，德國(guó)的楚澤采用了繼電器，制成了第一部通用過(guò)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(guò)程中，因特爾公司的創(chuàng)始人之一成度將每?jī)赡攴环Ｊ聦?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(gè)月就翻一番，而價(jià)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(wú)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(wú)限發(fā)展的運(yùn)動(dòng)被哲學(xué)家和科學(xué)家對(duì)此問(wèn)題的看法十分一致：摩爾定律不久將不再適用。也最終會(huì)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。科學(xué)需要夢(mèng)想，甚至想?？茖W(xué)的預(yù)言有時(shí)在哲學(xué)看來(lái)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(gè)發(fā)現(xiàn)，即生物與數(shù)學(xué)的相似性：(阿德勒曼不僅意識(shí)到這兩個(gè)過(guò)程的相似性，而且意識(shí) 是問(wèn)題的規(guī)模呈指數(shù)級(jí)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(guò)定初始條件，就可以推測(cè)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(guò)程中，允許它在真實(shí)的量子力學(xué)對(duì)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(gè)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(méi)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(lái)來(lái)計(jì)算上面的這個(gè)1024位整數(shù)的質(zhì)因子分解問(wèn)題，大約需要28萬(wàn)年，這已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了人類所能夠等待的時(shí)間。解的難度隨著整數(shù)位數(shù)的增多指數(shù)級(jí)增大，也就是說(shuō)如果要分解2046位的整數(shù)，所需要的時(shí)間已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)宇宙現(xiàn)有的年齡。而利用一臺(tái)我們可以直覺(jué)地認(rèn)為量子計(jì)算在處理大規(guī)模計(jì)算問(wèn)題時(shí)優(yōu)越性是十分明顯的，但目前還沒(méi)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(gè)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(hào)推導(dǎo)。數(shù)值計(jì)算包加減乘除、幕運(yùn)算、開(kāi)方運(yùn)算、方程的求解等。符號(hào)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(wú)論是數(shù)值計(jì)算還是符號(hào)推導(dǎo)，它們?cè)诒举|(zhì)上是等價(jià)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(gè)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(kāi)始從計(jì)可以設(shè)想一種細(xì)胞自動(dòng)機(jī)，它能模擬整個(gè)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(dòng)機(jī)?；玖Ｗ踊蚱渌裁磳哟蔚奈镔|(zhì)實(shí)體可以看作是這個(gè)細(xì)胞自動(dòng)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(guò)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(lái)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(shí)與創(chuàng)新規(guī)律。它建立在對(duì)量子現(xiàn)實(shí)世界的不可計(jì)算性。試圖利用一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)代替一系列復(fù)雜的大量運(yùn)算?？梢哉f(shuō)。一個(gè)黑盒子，人們通過(guò)輸入，可以得到輸出，但是對(duì)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(huì)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(duì)量子計(jì)算本質(zhì)的無(wú)知來(lái)自于人們對(duì)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(duì)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(wú)奈和無(wú)助。也許，世界本身就是一個(gè)整體，我哥德?tīng)柌煌陚湫远ɡ砀嬖V我們，任何一個(gè)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(wú)法被已有定律和規(guī)律來(lái)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?tīng)柌煌陚湫远ɡ淼恼_性。所以他們認(rèn)為人類是無(wú)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(wèn)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(huì)給人類整此，量子計(jì)算系統(tǒng)會(huì)更加深刻的揭示計(jì)算的本質(zhì)，把人類對(duì)計(jì)算本質(zhì)的認(rèn)識(shí)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(wèn)題。人類的認(rèn)的規(guī)律：無(wú)論量子計(jì)算的本質(zhì)是否被發(fā)現(xiàn)，也不會(huì)妨礙量子計(jì)算時(shí)代的科學(xué)本身的一次新的革命