馮-諾伊曼型機器

馮-諾伊曼型機器

馮諾伊曼的人工生命觀念,與圖靈關於形態發生的觀念一樣,被研究者忽視了許多年。這些人主要把他們的注意力集中在人工智慧、系統理論和其它一些研究上,因為這些領域的內容在早期計算技術的幫助下可以得到發展。而探討圖靈和馮諾伊曼的人工生命研究的進一步含義則需要相當的計算能力,由於當時沒有這樣的計算能力,它的發展不可避免地受到了限制。

基本介紹

  • 中文名:馮-諾伊曼型機器
  • 外文名:Von Neumann type machine
馮·諾伊曼和馮·諾伊曼型機器
馮諾伊曼也是人工科學的先驅。20世紀40年代和50年代,他在數字計算機設計和人工智慧領域做了很多開創性的工作。與圖靈一樣,他也試圖用計算的方法揭示出生命最本質的方面。但與圖靈關注生物的形態發生不同,他則試圖描述生物自我繁殖的邏輯形式。在發現DNA和遺傳密碼好幾年之前,他已認識到,任何自我繁殖系統的遺傳物質,無論是自然的還是人工的,都必須具有兩個不同的基本功能:一方面,它必須起到電腦程式的作用,是一種在繁衍下一代過程中能夠運行的算法;另一方面,它必須起到被動數據的作用,是一個能夠複製和傳到下一代的描述。為了避免當時電子管計算機技術的限制,他提出了細胞自動機(簡稱CA)的構想:把一個長方形平面分成很多個格線,每一個格點表示一個細胞或系統的基元,每一個細胞都是一個很簡單、很抽象的自動機,每個自動機每次處於一種狀態,下一次的狀態由它周圍細胞的狀態、它自身的狀態以及事先定義好的一組簡單規則決定。馮諾伊曼證明,確實有一種能夠自我繁殖的細胞自動機存在,雖然它複雜到了當時的計算機都不能模擬的程度。馮諾伊曼的這項工作表明:一旦我們把自我繁衍看作是生命獨特的特徵,機器也能做到這一點。
馮諾伊曼構想了一架巨大的細胞自動機,這個細胞自動機按著一定的規則運行。馮諾伊曼證明,如果自我繁殖是生命的本質特徵,那么這個特徵完全可以由細胞自動機獲得。
生命的本質不在具體的物質,而在物質的組織形式。生命並不像物質、能量、時間和空間那樣,是宇宙的基本範疇,而只是物質以特定的形式組織起來派生的範疇。這種組織原則完全可以用算法或程式的形式表達出來。所以,只要能將物質按照正確的形式構築起來,那么這個新的系統就可以表現出生命。而這種所謂的“正確的形式”就是生命的算法或程式。所以,算法和程式是把非生命和生命連線起來的橋樑,是生命的靈魂。
把宇宙看作是一個三維的細胞自動機。基本粒子或其它什麼層次的物質實體可以看作是這個細胞自動機格點上的物質狀態,支配它們運動變化的規律可以看作是它們的行為規則。在這些規則的作用下,宇宙中的基本粒子發生各種變化,從而導致宇宙的演化.處於混沌邊緣的細胞自動機不僅可以做複雜的計算,而且可以支持生命和智慧型.。
馮·諾依曼1903年12月28日生於匈牙利,1957年2月8日死於美國。我想知道計算機的人一定對他不會陌生,它可以稱為計算機之父了,現在我們面前計算機內採用的體系結構就是以他的命名的馮·諾依曼結構。
馮·諾依曼小時就十分聰明,6歲時就能夠心算8位數字的除法,它在匈牙利接受了他的初等教育,並於18歲發表了第一篇論文!在1925年取得化學文憑後,他把興趣轉向了喜愛已久的數學,並於1928年取得博士學位,它在集合論等方面取得了引人注目的成就。1930年他應邀訪問普林斯頓大學,這所大學的高等研究所於1933年建立,他成為最早的6位數學教授之一,直到他去世,它一直是這個研究所的數學教授。後來他為成為美國公民。
1936到1938圖靈(另一位偉大的計算機科學家)是普林斯頓大學數學系的研究生,馮·諾依曼邀請圖靈當他的助手,可是圖靈鐘情於劍橋而未能如馮·諾依曼所願,一年後,二次世界大戰使圖靈捲入了戰爭,1934年圖靈曾經發表的論文"On Computable Numbers with an Application to the Entscheidungs-problem"不可不提,在這篇論文中,圖靈提出了通用機的概念,馮·諾依曼應該知道了這個思想,至少後來他是不是套用了這個思想卻不得而知。
馮·諾依曼迅速發現了這種後來被稱之為計算機的通用機器的用處在於解決一些實際問題,而不是一個擺設,因為戰爭的原因馮·諾依曼開始接觸到許多數學的分支,使他開始萌生了使用一台機器進行計算的想法,雖然我們現在都知道第一台計算機ENIAC有他的努力,可是在此之前他碰到的第一台計算機器是Harvard Mark I (ASCC)計算器。馮·諾依曼有一種非凡的溝通能力,能夠在不同的科學家之間擔任一個中介者的角色,雖然這些科學家並不想讓別人知道自己的秘密。馮·諾依曼建造的機器名為IAS機,一些由國家實驗室建造的計算機不過是IAS機的複本而已。
戰後馮·諾依曼繼續致力於IAS機的開發工作,並幫助解決氫彈研製中的計算問題。在他死後,它在計算機界的名聲並不大,以至於他的傳記作家對他在計算機上的貢獻也只一筆帶過。
製造一個這樣的機器需要準備以下物質,缺一不可:鐵、鎂、鋁、矽以及一些組成地幔和地核的主要物質。它的外型有多大並不重要,只要它能在某個特定時段再生出複製品就可以了。目前只是幻想。

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