Теза Черча-Тюрінга: основні поняття, визначення, вычислимые функції, значення та застосування

Теза Черча-Тюрінга відноситься до поняття ефективного, систематичного або механічного методу в логіці, математиці та інформатиці. Він формулюється як опис інтуїтивного поняття обчислюваності і у відношенні до общерекурсивным функцій частіше називається тезою Черча. Він також відноситься до теорії вычислимых за допомогою комп’ютерів функцій. Теза з’явився в 1930-х роках, коли самих комп’ютерів ще не існувало. Пізніше він був названий на честь американського математика Алонзо Черча і його британського колеги Алана Тюрінга.

Ефективність методу досягнення результату

Першим пристроєм, що нагадував сучасний комп’ютер, була Bombie – машина, створена англійським математиком Аланом Тюрінгом. Вона використовувалася для розшифровки німецьких повідомлень під час Другої світової війни. Але для своєї тези і формалізації поняття алгоритму він використовував абстрактні машини, згодом названі машинами Тюрінга. Теза становить інтерес, як для математиків, так і для програмістів, так як ця ідея надихнула творців перших комп’ютерів.

В теорії обчислюваності теза Черча-Тюрінга також відомий як гіпотеза про природу вычислимых функцій. Він свідчить, що для будь-алгоритмічно обчислюваною функції на натуральних числах існує машина Тюрінга, здатна її обчислити. Або, іншими словами, є підходящий для неї алгоритм. Добре відомим прикладом ефективності цього методу є тест-таблиці істинності для перевірки тавтологичности.

Спосіб для досягнення якого-небудь бажаного результату називається «ефективною», «систематичним» або «механічним», якщо:

  1. Метод задається в термінах кінцевого числа точних команд, кожна інструкція виражається за допомогою кінцевого числа символів.
  2. Він буде виконуватися без помилок, призведе до бажаного результату через певне число кроків.
  3. Метод може виконуватися людиною без сторонньої допомоги будь-яким обладнанням, крім паперу й олівця
  4. Він не вимагає розуміння, інтуїції або винахідливості з боку людини, здійснює дії

Раніше в математиці використовувався неофіційний термін «ефективно вычислимый», щоб позначити функції, які можна обчислити за допомогою олівця і паперу. Але саме поняття алгоритмічної обчислюваності було швидше інтуїтивним, ніж чимось конкретним. Тепер же воно характеризувалося функцією з натуральним аргументом, для якої існує алгоритм обчислення. Одним з досягнень Алана Тюрінга було уявлення формально точного предиката, за допомогою якого можна було б замінити неформальний, якщо використовувати умова ефективності методу. Черч зробив те ж саме відкриття.

Дивіться також:  Що таке сейсмограф, опис і принцип дії