图灵机能模拟人类思维吗?如果假设丘奇-图灵论题是正确的,那么图灵机应该能够模拟人类思维。在本文中,我将通过提供强有力的数学论据来反驳丘奇-图灵论题,以此来挑战这一假设。首先,我将说明,有些决策问题对于人类来说是可计算的,但对于图灵机来说却是无法计算的。接下来,我将通过一个思想实验来说明,配备图灵机作为控制单元的人形机器人无法执行所有人类可完成的物理任务。最后,我将说明,涉及顺序量子波函数坍缩的量子力学计算设备可以计算图灵机无法计算的序列。这些结果推翻了丘奇-图灵论题,并得出了图灵机无法模拟人类思维的结论。结合这些结果,我认为,人类大脑中的量子效应是人类思维计算能力的基础。
现代计算的抽象基础是有限状态机(通用图灵机)的正式描述,它基于整数和逻辑符号的操纵。在这篇关于计算机-大脑类比的论述中,我们讨论了哺乳动物大脑执行的模拟计算与通用图灵机的数字计算的相似程度和不同程度。我们从普通现实开始,即连续世界和不连续世界之间的永久对话。计算也是如此,它可以是模拟的,也可以是数字的,而且经常是混合的。计算机背后的理论本质上是数字的,但可以通过模拟设备对现象进行有效的模拟;事实上,任何物理计算都需要在物理世界中实现,因此在某种程度上是模拟的,尽管它基于抽象的逻辑和算术。哺乳动物的大脑由神经网络组成,起到模拟设备的作用,并产生了以数字算法实现但功能与模拟模型相同的人工神经网络。模拟结构通过实现各种反馈和前馈回路来进行计算。相比之下,数字算法允许实施递归过程,从而使其能够产生无与伦比的新兴特性。我们简要说明了神经元的皮层组织如何整合信号并进行类比预测。虽然我们得出结论,大脑不是数字计算机,但我们推测最近在大脑中实现的人类书写可能是一种数字路径,可以慢慢将大脑进化为真正的(慢速)图灵机。
概念tape tape模拟无限的纸张以进行计算。胶带头读/写在磁带单元格上。向左/向右移动。状态模拟人类思想的状态。最初在磁带上输入有限的符号。在磁带上最终输出有限的符号数。基于规则和输入符号的计算状态过渡。