计算机程序揭示了数学基本极限
2021-06-24宜斌
电脑报 2021年4期
宜斌
忙碌的海狸(Busy Beaver)游戏的目标是找到运行时间最长的计算机程序,它与数学有着令人惊讶的联系。该游戏是由匈牙利的数学家Tibor Radó在1962年发表的论文《On Non-Computable Functions》中提出的。
在计算机科学中,忙碌的海狸是一个在给定参数后,寻找可能产生的最大输出的可终止程序。忙碌的海狸游戏包括设计一个可终止的,只输出0或1的图灵机,让其在一条纸带上尽可能多地输出1。

然而对于程序员和其他数学爱好者来说,找到这些程序一直是一个巨大的难题。在过去的几年中,繁忙的海狸游戏之所以成为一个研究对象,是因为它与某些高阶的概念和数学中的开放性问题产生了联系。
忙碌的海狸
程序员通常想要以最小化其代码执行所需的时间。但是在1962年,匈牙利數学家TiborRadó提出了相反的问题。他问:一个简单的计算机程序在终止之前可能会运行多长时间?Radó将这些效率极低但仍能正常运行的程序称为“忙碌的海狸”。
德克萨斯大学奥斯汀分校的理论计算机科学家Scott Aaronson说:“在数学上,有趣的娱乐与实际上重要的事物之间存在非常容易结合之处。”
最近的数据表明,运行时间长的计算机程序的搜索可以阐明数学知识的状态,甚至可以告诉我们什么是已知的。根据研究人员的说法,忙碌的海狸游戏为评估某些问题(例如未解决的哥德巴赫猜想和黎曼假设)的难度提供了具体的基准,它甚至可以让研究者一目了然地了解数学背后的逻辑基础。
什么是图灵机?图灵机是一个虚拟的机器,尽管这个机器很简单,但它可以模拟计算机的任何算法,无论这个算法有多复杂。……
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