JSON, ki razmišlja: Kako smo zgradili Turing-complete jezik znotraj JSON

16. maj 2025 · 5 min branja

Soustanovitelj in tehnični vodja

Kaj če bi JSON lahko izražal logiko, ne samo podatke? Kaj če bi lahko vaše konfiguracijske datoteke sprejemale odločitve?

Zgradili smo Turing-complete programski jezik, ki je strog subset JSON. Ni nove sintakse. Ni custom parserja. Vsak Almadar program je veljaven JSON.

Tukaj je zakaj — in kako.

Problem s konfiguracijskimi jeziki

Industrija kroži okoli tega problema že desetletja:

YAML — Odličen za podatke, grozen za logiko. Vodi v nočne more templating (pozdravljeni, Helm charts).
HCL (Terraform) — Izumil novo sintakso. Zdaj potrebujete parser, LSP, editor plugin in usposabljanje.
Dhall — Načelen, a nišni. Malo razvijalcev ve, da obstaja.
Jsonnet/CUE — JSON-like, ampak ne JSON. Blizu, ampak razbijejo kompatibilnost z orodji.

Vzorec: vsakič, ko nekdo potrebuje logiko v konfiguraciji, izumi nov jezik. Nov parser. Nova orodja. Nova krivulja učenja.

Vprašali smo: kaj če ne bi?

Spoznanje: S-Expressions so že JSON

Leta 1958 je John McCarthy izumil S-expressions za Lisp:

(+ 1 2)
(if (> x 10) "big" "small")

S-expressions so samo gnezdene liste s funkcijo na prvem mestu.

JSON arrayi so... gnezdene liste.

["+", 1, 2]
["if", [">", "x", 10], "big", "small"]

S-expressions so JSON arrayi. Ni bilo treba izumiti sintakse. Morali smo samo interpretirati tisto, kar je že bilo tam.

Kako deluje Almadar

Almadar program je JSON objekt, ki vsebuje entities, state machines in logiko izraženo kot S-expressions:

{
  "name": "ApprovalWorkflow",
  "orbitals": [{
    "entity": {
      "name": "Request",
      "fields": [
        { "name": "amount", "type": "number" },
        { "name": "status", "type": "enum", "values": ["pending", "approved", "rejected"] }
      ]
    },
    "traits": [{
      "name": "ApprovalTrait",
      "linkedEntity": "Request",
      "stateMachine": {
        "states": [
          { "name": "Pending", "isInitial": true },
          { "name": "Approved" },
          { "name": "Rejected" }
        ],
        "transitions": [{
          "from": "Pending",
          "to": "Approved",
          "event": "APPROVE",
          "guard": ["and",
            [">=", "@user.roleLevel", 3],
            ["<", "@entity.amount", 10000]
          ],
          "effects": [
            ["set", "@entity.status", "approved"],
            ["set", "@entity.approvedAt", "@now"],
            ["emit", "REQUEST_APPROVED"]
          ]
        }]
      }
    }]
  }]
}

Logika (guard, effects) so čisti S-expressions. Struktura (entities, states, transitions) je čisti JSON. Skupaj tvorijo popoln program.

Zakaj je to pomembno: Homoikoničnost

Homoikoničnost pomeni "koda in podatki si delita isto reprezentacijo." To je supermoč Lispa, zdaj pa tudi JSONa.

Ker so Almadar programi JSON:

1. Vsako JSON orodje deluje na Almadar programih.

# Validiraj s katerim koli JSON validatorjem
cat app.orb | python -m json.tool

# Poizveduj z jq
jq '.orbitals[].traits[].stateMachine.states' app.orb

# Diff dveh shem
diff <(jq -S . v1.orb) <(jq -S . v2.orb)

2. AI lahko generira in spreminja programe.

LLMji so odlični pri generiranju strukturiranega JSON. So grozni pri generiranju pravilne sintakse v novih jezikih. Z ostankom v JSON, so Almadar programi trivialno generirani s strani katerega koli modela, ki lahko proizvede veljaven JSON — kar so vsi.

3. Programi so podatki, ki jih lahko transformirate.

Želite dodati audit logging vsakemu prehodu? Napišite JSON transformacijo:

schema.orbitals.forEach(orbital =>
  orbital.traits.forEach(trait =>
    trait.stateMachine.transitions.forEach(t => {
      t.effects.push(["log", "info", `Transition: ${t.from} → ${t.to}`]);
    })
  )
);

Ni AST parsinga. Ni compiler pluginov. Samo manipulacija podatkov.

Argument Turing Completeness

Jezik je Turing-complete, če lahko simulira katero koli računanje. Almadar to doseže z:

State machines — Poljubno stanje, prehodi in pomnilnik (entity fields)
S-expression guards — Boolean logika s poljubnim gnezdenjem (and, or, not, primerjalni operatorji)
S-expression effects — Side effects vključno z set (pisi v pomnilnik), emit (komunikacija) in if (branching)
Cross-orbital events — Med-procesna komunikacija (emit/listen)
Rekurzija preko self-transitions — Stanje lahko preide samo vase s spremenjenimi entity fields

Zanka s pogojem in polji entity je ekvivalentna while zanki z mutable stanjem:

{
  "from": "Computing",
  "to": "Computing",
  "event": "TICK",
  "guard": [">", "@entity.counter", 0],
  "effects": [
    ["set", "@entity.counter", ["-", "@entity.counter", 1]],
    ["set", "@entity.result", ["+", "@entity.result", "@entity.counter"]],
    ["emit", "TICK"]
  ]
}

To izračuna vsoto števil od N do 0. State machine je zanka. Entity je pomnilnik. Guard je pogoj za terminacijo.

Primerjava: Pokrajina konfiguracijskih jezikov

Jezik	JSON Compatible	Podpora logike	Turing Complete	Orodja
JSON	Da	Ne	Ne	Univerzalna
YAML	Ne	Ne	Ne	Široka
Jsonnet	Delno	Da	Da	Omejena
Dhall	Ne	Da	Ne (namerno)	Minimalna
CUE	Delno	Da	Ne (namerno)	Rastoča
HCL	Ne	Omejena	Ne	Terraform
Almadar	Da	Da	Da	Univerzalna (JSON)

Almadar je edini Turing-complete jezik, ki je strog subset JSON. To pomeni, da vsako JSON orodje, vsak JSON API, vsaka JSON baza in vsak JSON-aware LLM deluje z Almadar programi takoj.

Kako se S-expressions izvajajo

Almadar compiler rekurzivno ovrednoti S-expressions:

["and",
  [">=", "@user.roleLevel", 3],
  ["<", "@entity.amount", 10000]
]

Koraki vrednotenja:

Razreši vezave: @user.roleLevel → 5, @entity.amount → 7500
Ovrednoti notranje izraze: [">=", 5, 3] → true, ["<", 7500, 10000] → true
Ovrednoti zunanji izraz: ["and", true, true] → true

Compiler optimizira ponavljajoča se vrednotenja guardov interno — pogosto v UI, kjer se isti pogoji preverjajo ob vsakem renderiranju — tako da je vrednotenje hitro tudi za kompleksne izraze.

Razširjanje brez verzioniranja

Dodajanje novih operatorjev v Almadar ne zahteva bumpa verzije sheme:

["geo-distance", "@entity.location", "@payload.target"]

Če evaluator pozna geo-distance, ga ovrednoti. Če ne, vrne napako s jasnimi navodili. Novi operatorji so aditivni — nikoli ne pokvarijo obstoječih programov.

To je isti model razširljivosti, ki je omogočil Lispu preživeti 65 let.

Kompromis: Verbotnost

Bodimo iskreni. S-expressions v JSON so bolj verbetne kot bi bila custom sintaksa:

-- Hipotetična custom sintaksa
guard: user.roleLevel >= 3 and entity.amount < 10000

-- Almadar (dejansko)
"guard": ["and", [">=", "@user.roleLevel", 3], ["<", "@entity.amount", 10000]]

Custom sintaksa ima 50 znakov. Almadar različica ima 75. To je ~50% več znakov.

Verjamemo, da je ta kompromis vreden, ker:

Nikoli ne potrebujete custom parserja
Nikoli ne potrebujete custom LSP
Nikoli ne morate naučiti svojo ekipo nove sintakse
AI jo generira pravilno na prvi poskus
Vsako JSON orodje na svetu deluje na vaših programih

Verbotnost je enkraten strošek. Kompatibilnost z orodji je za vedno.

Spoznanje

Vsako desetletje nekdo izumi nov konfiguracijski jezik za rešiti problem "logika v configu". Vsak doda parser, krivuljo učenja in ecosistem za vzdrževanje.

Almadar ubere drugo pot: ni nove sintakse. Samo JSON arrayi, interpretirani kot S-expressions, kombinirani s state machines za nadzor pretoka in entities za pomnilnik.

Rezultat je Turing-complete jezik, ki: