Cos’è la macchina di Alan Turing e a cosa serve

Cos’è la macchina di Alan Turing e a cosa serve


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La macchina di Turing, benché sia nota al pubblico, è un tema sul quale molti utenti hanno deciso di soffermarsi a dovere. La macchina descritta, è infatti una sorta di dispositivo che si pone l’obiettivo di manipolare i dati che sono di fatto contenuti su un nastro.

La lunghezza di questo nastro, come si può leggere con particolare attenzione, è potenzialmente infinita. Di fatti, la peculiarità di questo strumento è proprio questa. Ovvero, il fatto che i dati contenuti nel nastro abbiano di conseguenza una lunghezza che effettivamente non ha una fine vera e propria.

Si tratta dunque di una macchina che, in maniera del tutto automatizzata, è in grado di creare e sviluppare di continuo degli algoritmi. La sua invenzione, porta il nome della persona che di fatto le ha dato origine. Il nome del creatore di quest’opera, è infatti quello di Alan Turing, che ha brevettato questa geniale idea nel 1936.

Questa creazione, come spesso accade in questo ambito, è stata ideata per rispondere ad un interrogativo particolarmente ostico. Un matematico tedesco di nome David Hilbert, infatti, pose una problematica che arrivò a sconvolgere tutta quanta la comunità del settore.

Ovvero, il problema della decisione, la cui sigla estesa corrisponde al nome di Entscheidungsproblem.

Macchina di Turing: la definizione

Come detto sopra, la macchina di Turing è in grado di creare degli algoritmi dal range potenzialmente infinito. Questo, in quanto il nastro su cui posano ha la stessa e medesima lunghezza descritta. Si tratta di uno strumento dal potenziale davvero alto. Viene infatti usata in ambito di calcolo e di algoritmi.

Quindi, rispondendo in maniera esaustiva a quelli che sono i limiti del calcolo algoritmico. Questo tipo di invenzione, quantomeno per il periodo a cui ci si rivolge, è stata sicuramente un qualcosa di sorprendente a tutto tondo. Almeno per quella che è l’epoca a cui ci si riferisce. Come è doveroso ripetere, d’altro canto.

Nel corso dei prossimi paragrafi, ad ogni modo, verranno sicuramente approfonditi molti più dettagli in tal senso. Il fatto che sia pur sempre un tipo di invenzione molto datata, rende ogni nozione difficile da illustrare. E questo, potrebbe riuscire clamorosamente a sortire l’effetto contrario.

Ovvero, quello di non riuscire ad ottenere una visione di insieme che sia appunto specifica. Dunque, dopo aver visto la sua definizione, nel prossimo paragrafo vedremo appunto la sua descrizione. Consapevoli del fatto che fare ciò non sia facile.

Descrizione del nastro

La descrizione di questo macchinario molto particolare, come anticipato sopra, è quella di un nastro infinito che crea algoritmi. Niente di più semplice, se lo si legge in questo modo. Tuttavia, alcuni spunti meccanici di natura tecnica potrebbero appunto complicare questo discorso fino alla follia.

Procedendo con il giusto ordine, ci si può limitare a dire che sia effettivamente una riproduzione fedele di tutti i modelli di calcolo che sono noti all’uomo. Questo, è infatti uno dei principali capisaldi da cui bisogna partire. Tra funzioni ricorsive e logica combinatoria, dunque, si può avere una vasta gamma di riproduzioni fedeli.

Per ogni tipo di problema che esiste, dunque, sembra quasi che la soluzione sia proprio rappresentata dalla macchina descritta in questo articolo. Non si capisce ovviamente fin dove ci si può spingere, ma è sicuramente un dato utile e di rilievo.

Si tratta pur sempre di una convinzione più o meno nota, ovviamente. Dunque, è bene prenderla con le pinze, per evitare ripercussioni di qualsiasi tipologia. Ripercussioni che, in qualche modo, sono state già descritte nelle righe viste in precedenza.

Non a caso, gli algoritmi che possono essere supportati da questa invenzione sono definiti in una maniera specifica.

Macchina di Turing: i lati negativi

Benché non siano propriamente dei lati negativi, è comunque bene dire che la macchina di Turing presenta dei potenziali difetti. Ovvero, il fatto che rappresenti un ostacolo forte per ogni spiraglio di ragionamento umano. Infatti, una macchina così potrebbe rappresentare un limite molto forte di per sé.

Il fatto che potenzialmente sia in grado di risolvere ogni problema, può infatti essere a tutti gli effetti un limite. Questo, poiché l’uso della logica da parte degli esseri umani non potrebbe esistere per forza di cose. Non essendocene bisogno, si intende dire.

Questa, è una convinzione che si è instaurata spesso e volentieri all’interno del pensiero comune. E molti matematici moderni, ancora oggi, sembrano ritrovarcisi perfettamente all’interno di questa definizione particolare e ben precisa. Come spiegano numerosi saggi inerenti all’argomento, è una convinzione anche abbastanza radicata.

Il discorso in sé, è comunque da approfondire ulteriormente, dato che non esiste un solo modello ideale e pratico allo stesso tempo. Ne esistono tanti, e per dovere di completezza è fondamentale che questi siano citati tutti quanti. Ovviamente, non entrando chissà quanto nei dettagli.

Questo, per via dei motivi che sono stati presi in esame nelle righe lette in precedenza.

Quanti modelli esistono?

Essendo un tipo di invenzione parecchio datata, non è possibile sapere con esattezza quanti modelli esistano. Tuttavia, bisogna pur sempre specificare come ne esistano vari, e con un ordine ben preciso e definito. Di questo macchinario, vengono prese in causa tante varianti differenti. Queste, infatti, si dimostrano di differente portata. Dunque, questo richiede uno studio più complesso per forza di cose.

Il modello più semplice e basilare è quello che viene definito col nome di macchina deterministica, ed è un esemplare particolarmente semplice da descrivere. Si tratta infatti di un modello con un nastro solo e con delle istruzioni a cinque campi diversi tra loro. Altre varianti meno conosciute, sono comunque elencate nel corso di tanti saggi inerenti alla materia.

Per potersi informare a dovere riguardo questo argomento, è sicuramente necessario avere a che fare con delle nozioni di matematica. Dunque, senza familiarizzare con questi concetti, ogni dettaglio potrebbe comportare in realtà una dura salita.

Nel prossimo paragrafo, ad ogni modo, si vedrà un altro noto problema che riguarda appunto questo interessante macchinario. Naturalmente, tenendo conto del fatto che nonostante sia una macchina dalle funzioni eccellenti, presenta pur sempre un lieve margine di errore. Margine che va compensato in qualche modo.

I problemi della macchina di Turing

I problemi della macchina di Turing sono di fatto molteplici. Tra questi, si possono infatti citare i fattori di arresto e indecidibilità. Questi due fattori, rappresentano infatti una sorta di problematica. Questo, in quanto il tempo di interesse è particolarmente limitato. Il fatto che questo macchinario possa infatti procedere in maniera praticamente infinita potrebbe far sì che, allo stesso tempo, non si abbia una tempistica accettabile.

Di conseguenza, con questi presupposti e soprattutto tenendo conto di una concezione particolarmente errata di questo macchinario, si potrebbero avere dei risultati che non sarebbero in grado di soddisfare la volontà dei matematici. Che solitamente sono delle personalità, professionalmente e non, particolarmente esigenti.

Come è giusto che sia, d’altro canto. Questi, dunque, sono solamente due dei tanti problemi che potrebbero riguardare l’utilizzo di questo macchinario. Pertanto, è proprio per questo che nel corso di questo articolo è stato ribadito a più riprese come sia importante conoscerne tutte le funzioni in maniera approfondita.

Onde evitare fraintendimenti di qualsiasi tipo di genere. Fraintendimenti che a loro volta potrebbero essere dettati dal fatto che si potrebbe avere una scarsa conoscenza di questo macchinari. O peggio ancora, una scarsa percezione di quest’ultimo. Sono tutti quanti i fattori che nel complesso andrebbero evitati in maniera praticamente istantanea.

L’origine dell’invenzione

L’origine dell’invenzione di cui si è parlato nel corso di queste righe, è dettata come al solito dal fatto che c’è stata di mezzo la risoluzione di un problema. Infatti alcuni matematici posero vari problemi, che l’inventore di questo macchinario volle risolvere tramite l’ausilio di un macchinario ben preciso.

L’idea principale in origine di tutto ciò, era che il problema in questione potesse essere risolto tramite un processo meccanico da parte di una macchina. Macchina che appunto avesse una funzione ben precisa. Questa, infatti, è un’idea che ha origini ben più profonde di quello che si può pensare, considerando il fatto che ci furono delle riflessioni particolarmente banali.

Ma col senno di poi geniali riguardo alla macchina da scrivere. Non a caso, il principio unico è lo stesso e medesimo di quello che è l’oggetto che è stato citato. Nelle righe seguenti, insomma, si può dire come un’idea del genere non potesse passare inosservata per forza di cose.

Considerando il fatto che si tratta pur sempre di un qualcosa che ha avuto modo di rivoluzionare un settore che notoriamente è sempre stato particolarmente arretrato di per sé, benché questa sia ovviamente un’invenzione datata e risalente a parecchio tempo fa.

Macchina di Turing, esempi pratici

Il miglior modo per spiegare il funzionamento della macchina di Turing, è quello di fare un esempio pratico vero e proprio. Infatti, prendendo in considerazioni l’idea di fare una sorta di operazione banale, si potrebbe far sì che il macchinario descritto possa appunto riprodurre la cifra esatta.

Dunque, è una sorta di facilitatore di calcoli che ovviamente possono essere ben più complessi. A seconda del tipo di problema che si vuole andare a risolvere, questo infatti è il principio unico e fondamentale attorno al quale ruota il funzionamento di questo macchinario creato da Alan Turing.

Il suo funzionamento, si basa infatti su un principio di questa tipologia. Ovvero, sul fatto che a tutti sembra quasi che questa invenzione sia così difficile da concepire. E in effetti lo è, considerando il fatto che si tratta pur sempre di nozioni di matematica avanzata. Tuttavia, è anche vero che una lieve esemplificazione potrebbe rendere molto più chiaro un concetto simile.

Nel prossimo paragrafo, che sarà anche l’ultimo di questo articolo, cercheremo di capire come funziona in termini altrettanto pratici e semplici allo stesso tempo. Tenendo ovviamente conto di come sia una spiegazione basilare.

Come funziona il nastro?

Il nastro del macchinario che è stato descritto, riguarda sostanzialmente un tipo di funzionamento che si basa sostanzialmente sul fatto che il nastro in questione possa appunto essere in grado di riprodurre degli algoritmi praticamente infiniti a livello matematico.

Qualsiasi calcolo, infatti, può essere quella che è una soluzione ideale. Tuttavia, è comunque un modello particolarmente idealistico, considerando il fatto che questo nastro è in teoria di lunghezza infinita, nonostante comunque la pratica sia ben differente. Dunque, l’obiettivo è quello di andare a simulare quello che è il calcolo che viene fatto di media dall’essere umano.

Quindi facendo una somma questa macchina potrebbe riuscire a basare tutti i simboli su cui effettuare il calcolo. Così le probabilità di generazione possono essere infinite. Di conseguenza, il risultato del nostro volere andrebbe riportato sul nastro. Questo meccanismo è senza ombra di dubbio molto interessante, considerando il fatto che è stato un modello ancora oggi difficile da sdoganare.

Tuttavia, è anche vero che la comunità di matematici sia comunque accordata sul fatto che è e rimarrà per sempre un vero e proprio modello idealistico. E di fatto molto difficile se non impossibile da realizzare in termini pratici.