图灵机是什么？一起来看看它的工作原理

前言

当前的人工智能实际上还是属于数学问题的范畴，人工智能的发展也需要数学的理论支持。我们在讨论人工智能时本质上是在讨论可计算问题，著名的邱奇-图灵论题（Church–Turing thesis）表明一切可计算问题都可以使用图灵机来模拟计算，该理论由美国数学家邱奇和英国数学家图灵共同提出的。图灵所提出的图灵机本质是一种计算模型，计算针对的是确定性的事情，而不定的事则超出了计算的范围。

计算的分解

图灵认为任何可计算的问题都可以使用图灵机来模拟，对于某个可计算问题，我们根据一组确定的规则就可以通过移动纸带来得到问题的解，这组规则规定了如何在纸带上读写和移动。越复杂的问题需要的纸带就越长，同时我们可以将纸带看成是无限长的。
图灵在构想图灵机时思考如何抽象一个计算过程，他思考着如何通过一个模型来描述计算的一般过程，那个年代的计算人员会在一张纸上通过数字和运算符号进行计算。图灵将这个在纸上的计算过程想象成在一条很长的纸条上，长纸条被划分成很多个方格，计算就在这些方格中进行。以乘法计算为例，如果我们要人工计算12×11的结果则一般会通过竖式进行计算，这种竖式就可以通过长纸条的方式来描述，计算方式不同但本质却是不变的。

将整个运算过程变成一条长纸条后我们需要关注的是纸条上不同位置的数字，这就好比有一个指针在纸条上移动读取纸带的内容，同时还会将一些运算结果写到纸带上。而对数字的具体运算操作则由计算人员来决定，比如是要相乘还是要相加。根据上述思路我们再看前面12×11的例子，首先是分别读取1和2执行1×2运算并将结果

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