Matematycy marzyli o tym 100 lat temu, on skonstruował to z klocków Lego. Oto jedyna w swoim rodzaju maszyna Turinga

Maszyna Turinga to model maszyny liczącej, stworzony przez Alana Turinga w 1936 roku. Choć koncepcja maszyny powstała na długo przed komputerami czy nawet upowszechnieniem się telewizji, po dziś dzień z jej pomocą można wykonać dowolny algorytm komputerowy.

Działanie maszyny jest relatywnie proste: posiada ona niekończący się pasek taśmy podzielony na małe kwadraty, gdzie każdy kwadrat może zawierać symbol, taki jak litera lub liczba. Wzdłuż taśmy porusza się specjalna "głowica", odczytując i zapisując symbole po jednym kwadracie na raz. Głowica ta porusza się zgodnie z zestawem reguł - poleceń dla maszyny w formie symboli zawierających instrukcję tego, jak ma się zachowywać. Ponadto zachowanie maszyny zależy nie tylko od instrukcji, ale także jej obecnego stanu.

Choć w swoim czasie maszyna Turinga była ideą relatywnie skomplikowaną, postęp technologiczny sprawił, że z odrobiną umiejętności matematycznych i konstrukcyjnych, maszynę można zrobić samemu. A jeżeli ma się zapał do konstruowania LEGO to także z klocków.

Udowodnił to The Bananaman 2018, youtuber-entuzjasta LEGO, który na swoim kanale opublikował wideo przedstawiające model maszyny Turinga składający się z 2900 klocków.

Model maszyny skonstruowany z klocków LEGO wiernie naśladuje zaproponowaną przez Turinga maszynę za pomocą fizycznej taśmy i ruchomej "głowicy", która odczytuje, zapisuje i porusza się na podstawie instrukcji i bieżącego stanu maszyny. W maszynie The Bananaman 2018 istnieją cztery możliwe symbole i osiem możliwych stanów, co daje nam 32 potencjalne kombinacje symbol-stan. Instrukcje dla każdej kombinacji są skondensowane w 7 bitów, zajmując łącznie 224 bity - lub jak kto woli, 14 kilobajtów.

Co ciekawe, konstrukcja youtubera nie posiada elektrycznego źródła zasilania i do jej działania jest wymagana siła ludzkich rąk - kręcenie korbką. Możliwe jest to dzięki skomplikowanemu systemowi kół zębatych i istniejącymi między nimi połączeniami, umożliwiając głowicy poruszanie się, odczytywanie symboli i przełączanie się pomiędzy stanami ("start", "odczyt", "zapis", "koniec") zgodnie z instrukcjami na taśmie.

W sumie The Bananaman 2018 w procesie konstruowania maszyny Turinga zużył ponad 2900 elementów i klocków LEGO, z których większość przyczynia się do funkcjonalności lub integralności strukturalnej konstrukcji. Każdy element odgrywa ważną rolę, niezależnie od tego, czy jest częścią działającego systemu, czy też zapewnia kluczowe wsparcie, aby zapewnić precyzyjne działanie delikatnych mechanizmów.

Co ciekawe, maszyna Turinga stworzona przez youtubera bierze udział w konkursie LEGO IDEAS, którego główną nagrodą jest wprowadzenie konstrukcji stworzonej przez fanów (w tym przypadku maszyny Turinga) jako zestawu dostępnego w regularnej, komercyjnej sprzedaży. Swój głos i komentarz do projektu można zostawić pod tym adresem.

Więcej na temat klocków LEGO: