我的猫居然是图灵机？！

原作：Chloé Lourseyre
博雯 编译整理
量子位 报道 | 公众号 QbitAI

震惊！

我的猫居然是图灵机！

不信，先把祖师爷关于图灵机的定义拉出来看一下：

在一条无限长的纸带（tape）上，一个读/写头进行移动，或按照特定的指令集执行更加复杂的行为：

图灵本人还证明：只要图灵机可以被实现，就能够用来解决任何可计算问题。

可以说，这一非实体概念是任何一个现代计算机程序的层级结构能达到的最高水平。

所以，要成为一只图灵猫，就至少要做到：

• 输入和输出

• 增加或减小当前内存值

• 在当前的纸带上向左或向右移动

• 执行循环

接下来，你将看到猫猫能模拟出图灵机的完整证明流程。

勇敢的猫猫快去创造奇迹

整个证明流程最快只需花费5分钟。

首先，来进行一个简单的输入：

戳！

然后迅速得到了输出：

一个看铲屎官的眼神和潇洒的转身！

显然，猫猫具有处理输入和输出的能力，条件完成（1/4）。

接下来是看猫猫能不能完成内存值的增减，不过前提是先拥有一个内存条。

再复习一遍图灵机的概念：

无限长的纸带（tape）会被分割成一个个的方格（square），每个格子上可以写上至多一个字符（symbol）。

而读写头（head）相当于指向其中一个格子的指针，可以读取、擦除、写入当前格子的内容，也可以每次向左或向右右移动一个格子

刚好，猫猫把铲屎官买的猫粮弄洒在了铲屎官的房间地板上，就是这个了！

（铲屎官的东西当然都是猫猫的啦）

可以像右边这样，把地板砖看作是纸带上的方格，相当于是一个内存单元。

猫猫可以识别到地板上的猫粮以读取内存值，可以跑过去吃掉猫粮以擦除内存值，也可以再次踹翻猫粮，在内存条上其他位置写入新的值。

增加或减小当前内存值，完成（2/4）！

后面两条就简单了，猫猫显然具有向左向右移动内存头的能力：

这下猫猫就可以继续在别的瓷砖里读取/擦除/写入猫粮了。

也就是移动内存头来编辑另一个内存单元。

而当铲屎官刚刚收拾完之后，猫猫又能在极小的时间差内再次打翻猫粮，完成一次完美的循环：

两个条件一次完成，（4/4）！

上述整个实验流程都来自一名国外博主Chloé Lourseyre，她在完成了实验后兴奋宣布：

猫猫做到了能够用图灵机做到的大部分事情，所以，这是一只图灵完备猫！

……吗？

显然不是。

虽然成功模拟图灵机，能执行所有可被描述的计算是实现图灵完备 （Turing Complete）的充分必要条件，但人家图灵机还有一个无限长的纸带呢。

而铲屎官并没有无限大的房子（泪目了家人们）。

因此，Chloé Lourseyre本人虽然手握图灵猫，却连一串简单的代码都无法执行：

猫猫为科学付出了太多

不过针对上面的问题，也有热心网友提出了改进建议：

虽然没办法启动和运行计算服务，但可以改变商业模式，将其作为一个世界级的熵源（Entropy Source）来出售嘛！

技术上是没啥护城河（任何一个有猫、猫粮、激光装置的人都能做到），不过可以通过混合不同品种的猫粮，改变激光速度等方式，把积累的知识转化为一个优秀的猫熵（Cat-Entropy）系统服务业务。

甚至还有改进建议的改进建议：

为了防止竞争者观察你的猫群行为后预测到你的熵流输出，可以用一个随机数据源来驱动激光装置。

比如把激光装置绑在另一个猫猫的背上，然后将其输出转换成G代码（一种数控编程语言）的移动指令，再传递到对象激光器上。

最离谱的是这位：

找64个猫猫核心，搞一台量子计算机出来！

不过说到这个量子学，猫猫可就又不困了啊。

来，请出科学界和猫猫界的双料顶流，薛定谔的猫：

把一只猫、一个装有气体的玻璃烧瓶和放射性物质放进封闭的盒子里，当盒子内的监控器侦测到衰变粒子时，就会打破烧瓶，杀死这只猫。

根据量子力学的哥本哈根诠释，在实验进行一段时间后，猫就会处于又活又死的叠加态。

可如果实验者打开盒子观察内部，他看到的猫只会是死亡或存活的状态，而非又活又死的叠加态。

这就引出了一个问题：量子叠加到底在何时终止，或坍缩成两种可能状态中的一种状态？

猫猫表示：随便吧，反正我心已经死了。

哦，还有这个拉长猫，你看到的是一个表情包，但有人却看到了流体力学，还为此一本正经地写了篇论文：

论文中提到：液体定义的核心是一种行为，即一种材料必须能够修改其形状，以适应容器。

而这个行为还必须有一个特定的持续时间，在流体力学中叫做弛豫时间（Relaxation Time）。

所以如果要判断猫猫是否为液体，就要看它是否能在给定的弛豫时间内，根据容器调整自己的形状。

这篇文章最终也获得了2017年的搞笑诺贝尔物理学奖。

所以，猫猫真的是为科学付出了很多呢。

原文链接：
https://belaycpp.com/2021/11/24/is-my-cat-turing-complete/

参考链接：
[1]https://news.ycombinator.com/item?id=29329385
[2]https://www.youtube.com/watch?v=RPQD7-AOjMI
[3]https://drgoulu.com/wp-content/uploads/2017/09/Rheology-of-cats.pdf

— 完 —

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