理论教育 话语的可计算性:揭示计算的本质

话语的可计算性:揭示计算的本质

时间:2023-10-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:图灵于1935年提出了函数可计算的条件:当且仅当,函数是递归的和图灵可计算时,才能推出函数是可计算的。图灵强调预期的结果一定要被机器写下来,才能认为一个数是可计算的。然而,一台计算机器是否具有可计算性需要判断,这就是图灵这篇奠基性的论文的主题,回答可计算性的判断。以上主要阐述了计算的本质及计算机的工作原理。

话语的可计算性:揭示计算的本质

如果要计算话语的意义,首先需要考虑计算的概念和计算机的工作原理,在此基础上,进一步确定意义是否可计算。通常意义上的计算(computing),是指数值之间的特定运算,根据已知数值算出未知数值。对于计算机而言,如何将意义和计算相结合是极其复杂的。

B.C.史密斯(Brian Cantwell Smith)认为有七个计算的版本,其分类反映出计算概念自身的复杂性。图灵指出,可计算性是指算法图灵机)具有解决一个实际问题的能力,而可计算问题是指算法问题,即存在具有可计算性的算法问题。图灵机包含三个部分:符号集、状态集和控制函数。其中控制函数可以根据图灵机所处的当前状态和读写头所读到的带子上的符号来决定读写头的下一个状态。所以,计算是一个被规则所控制的过程。图灵于1935年提出了函数可计算的条件:当且仅当,函数是递归的和图灵可计算时,才能推出函数是可计算的。由此可见,凡是可以从某些初始符号串开始,通过有限的步骤计算的函数,与一般递归函数是等价的。基于图灵对可计算的定义可知:所有可计算的函数都是通过符号串的变换来实现其计算过程的,即计算就是符号的变换。(郝宁湘,2000)

可计算性蕴含机器与问题两个不同的层次。Michael Sisper(2002:165-170)将可计算性直接用可计算函数代替。所以在区分“可计算性(computability)”与“可计算的(computable)”时,图灵对可计算问题给出答案:“如果一个函数的值能被某个纯粹的机械过程求得,那么此函数就是能行可计算的”。由此可见,可计算函数是需要前提的,此前提就是存在着一台可以求解函数值的机器。换言之,可计算性涉及“问题”与“机器”两个层次,以机器的能力为本,问题的性质为末。于是,用可计算问题代替可计算性,实际上忽略了可计算性蕴含的两个层次的关系,从而造成认知混淆。所以,对于可计算性的理解应该回到对机器能力的认知上,即回到对图灵机的认知上来。

图灵于1936年在《论可计算数及其在判定问题上的应用》中关于“图灵机”的论述中指出:“按照我的定义,一个数是可计算的,如果它的十进制的表达能被机器写下来。”图灵强调预期的结果一定要被机器写下来,才能认为一个数是可计算的。接下来,他开始设计这样的机器,将之称为计算机器(computing machine)。图灵又区分了循环机器(circular machine)和非循环机器(circle-free machine),循环机器是因某些因素,如“死循环”而无法写下计算结果;而非循环机器没有这样的阻碍,能写下预期结果,体现了可计算性。然而,一台计算机器是否具有可计算性需要判断,这就是图灵这篇奠基性的论文的主题,回答可计算性的判断。(www.daowen.com)

计算机需要遵照一定的算法计算函数值或者解决某一问题。要想计算自然语言的意义,首先,需要将处理的问题形式化;其次,需要相对应的算法,以便得到形式化的输出结果。(莱斯利·伯克霍尔德,2010:58)具体而言,对于待处理的问题,计算机要求:首先,需要进行形式化的表征,因为计算机对于符号串的形式变换,只限于有限符号集上的有限符号串;其次,需要用算法将待处理问题实现,因为只有根据算法的计算,才能使有限符号串转换成相应的目标符号串;最后,待处理的问题需要具有一定复杂度,但过于复杂的问题会导致指数爆炸从而不可计算。

以上主要阐述了计算的本质及计算机的工作原理。下面我们对话语意义的可计算性问题展开讨论。

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