- 21,753
- 46
- 8 Ноя 2022
После десятилетий неопределенности команда программистов доказала, насколько сложными могут быть простые компьютерные программы.
Более 40 лет назад в городе Дортмунд, Германия, собрались компьютерные ученые со всего мира, чтобы найти ответ на одну из самых сложных задач в теории вычислений. Они искали « пятого занятого бобра » — программу, которая выполняет вычисления дольше всех других программ с аналогичными правилами. Тогда участникам не удалось добиться успеха, и решение задачи осталось не найденным.
<span> Занятой бобёр – это не просто милый зверек, а увлекательная математическая задача, связанная с теорией вычислимости. Представьте себе машину Тьюринга, которая может выполнять простые действия, читая и записывая символы на ленте.
В задаче Занятой бобёр мы даем этой машине ограниченное количество состояний (как у кнопок на пульте) и просим её выполнить такую программу, чтобы работать как можно дольше, а потом остановиться.
"Дольше" в данном случае означает: записать на ленту максимально возможное число ненулевых символов (например, единиц) и закончить работу.
</span> Эти программы представляют собой теоретические вычислительные машины, которые работают по заданным правилам, выполняя операции до тех пор, пока не остановятся. Их поведение связано с нерешаемыми вопросами в математике, такими как проблема остановки , доказанная Алланом Тьюрингом в 1936 году.
В 2022 году новый этап поиска был инициирован аспирантом Тристаном Стерином , который создал веб-сайт Busy Beaver Challenge . В отличие от предыдущих попыток, это мероприятие было направлено на сотрудничество, и к нему присоединились более 20 участников со всего мира. Сегодня команда объявила о своей победе: они смогли точно определить значение числа BB(5), которое составляет 47,176,870 шагов.
Для достижения этого результата использовалась программа Coq proof assistant , которая подтверждает правильность математических доказательств. По мнению экспертов, достигнутое решение — это настоящее инженерное и математическое достижение.
Поиск «занятых бобров» — это своего рода трофейная охота. Хотя конкретное значение BB(5) не имеет практического применения в других областях компьютерных наук, для охотников за «занятыми бобрами» сама победа над математической невозможностью является наградой.
Программы, представляющие интерес для охотников за «занятыми бобрами», описываются на языке теоретических машин Тьюринга . Эти машины выполняют вычисления, читая и записывая 0 и 1 на бесконечной ленте, используя набор правил. Некоторые машины быстро останавливаются, другие попадают в бесконечные циклы, а некоторые сложно классифицировать без длительного анализа.
Сама концепция «занятых бобров» была предложена математиком Тибором Радо в 1962 году. Он придумал игру, в которой машины Тьюринга делятся на группы по количеству правил, и задача заключается в нахождении машины с самым длинным временем выполнения в каждой группе.
Оказалось, что решение задачи BB(5) потребовало коллективного усилия. В течение последних лет сообщество исследователей разработало множество техник и программ для анализа поведения машин Тьюринга. <span style="font-family: var(--ui-font-family-primary, var(--ui-font-family-helvetica));">Георгий Георгиев, также известный как Скелетон, в 2003 году классифицировал все машины Тьюринга, за исключением 43, с пятью правилами. Неподходящие, которые было крайне трудно анализировать, были названы в его честь машинами Скелетон.</span>
Наконец, с использованием современных методов, таких как Coq, и с участием новых исследователей, удалось подтвердить, что машина, найденная в 1990 году Хайнером Марксеном и Юргеном Бантроком, действительно является пятой «занятой бобровой» машиной.
Теперь команда работает над оформлением своих результатов в научную статью. Однако успех в решении задачи BB(5) может оказаться последним достижением в этой области, поскольку задача определения BB(6) связана с нерешенной математической проблемой, известной как гипотеза Коллатца .
Этот результат подчеркивает важность совместной работы и использования современных технологий для решения сложных математических задач.
Более 40 лет назад в городе Дортмунд, Германия, собрались компьютерные ученые со всего мира, чтобы найти ответ на одну из самых сложных задач в теории вычислений. Они искали « пятого занятого бобра » — программу, которая выполняет вычисления дольше всех других программ с аналогичными правилами. Тогда участникам не удалось добиться успеха, и решение задачи осталось не найденным.
<span> Занятой бобёр – это не просто милый зверек, а увлекательная математическая задача, связанная с теорией вычислимости. Представьте себе машину Тьюринга, которая может выполнять простые действия, читая и записывая символы на ленте.
В задаче Занятой бобёр мы даем этой машине ограниченное количество состояний (как у кнопок на пульте) и просим её выполнить такую программу, чтобы работать как можно дольше, а потом остановиться.
"Дольше" в данном случае означает: записать на ленту максимально возможное число ненулевых символов (например, единиц) и закончить работу.
- Чем больше состояний у машины Тьюринга (бобра), тем длиннее может быть её программа и тем больше символов она может записать.
- Но никто не знает, какая именно программа будет самой "эффективной" для каждого количества состояний.
</span> Эти программы представляют собой теоретические вычислительные машины, которые работают по заданным правилам, выполняя операции до тех пор, пока не остановятся. Их поведение связано с нерешаемыми вопросами в математике, такими как проблема остановки , доказанная Алланом Тьюрингом в 1936 году.
В 2022 году новый этап поиска был инициирован аспирантом Тристаном Стерином , который создал веб-сайт Busy Beaver Challenge . В отличие от предыдущих попыток, это мероприятие было направлено на сотрудничество, и к нему присоединились более 20 участников со всего мира. Сегодня команда объявила о своей победе: они смогли точно определить значение числа BB(5), которое составляет 47,176,870 шагов.
Для достижения этого результата использовалась программа Coq proof assistant , которая подтверждает правильность математических доказательств. По мнению экспертов, достигнутое решение — это настоящее инженерное и математическое достижение.
Поиск «занятых бобров» — это своего рода трофейная охота. Хотя конкретное значение BB(5) не имеет практического применения в других областях компьютерных наук, для охотников за «занятыми бобрами» сама победа над математической невозможностью является наградой.
Программы, представляющие интерес для охотников за «занятыми бобрами», описываются на языке теоретических машин Тьюринга . Эти машины выполняют вычисления, читая и записывая 0 и 1 на бесконечной ленте, используя набор правил. Некоторые машины быстро останавливаются, другие попадают в бесконечные циклы, а некоторые сложно классифицировать без длительного анализа.
Сама концепция «занятых бобров» была предложена математиком Тибором Радо в 1962 году. Он придумал игру, в которой машины Тьюринга делятся на группы по количеству правил, и задача заключается в нахождении машины с самым длинным временем выполнения в каждой группе.
Оказалось, что решение задачи BB(5) потребовало коллективного усилия. В течение последних лет сообщество исследователей разработало множество техник и программ для анализа поведения машин Тьюринга. <span style="font-family: var(--ui-font-family-primary, var(--ui-font-family-helvetica));">Георгий Георгиев, также известный как Скелетон, в 2003 году классифицировал все машины Тьюринга, за исключением 43, с пятью правилами. Неподходящие, которые было крайне трудно анализировать, были названы в его честь машинами Скелетон.</span>
Наконец, с использованием современных методов, таких как Coq, и с участием новых исследователей, удалось подтвердить, что машина, найденная в 1990 году Хайнером Марксеном и Юргеном Бантроком, действительно является пятой «занятой бобровой» машиной.
Теперь команда работает над оформлением своих результатов в научную статью. Однако успех в решении задачи BB(5) может оказаться последним достижением в этой области, поскольку задача определения BB(6) связана с нерешенной математической проблемой, известной как гипотеза Коллатца .
Этот результат подчеркивает важность совместной работы и использования современных технологий для решения сложных математических задач.
- Источник новости
- www.securitylab.ru
