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TURING-MASCHINE  
Die Turing-Maschine ist das, was man im »Anhalter durch die Galaxis« gebraucht hätte, um die letzte aller Sinnfragen zu lösen, denn diese Maschine besitzt zwei unglaubliche Fähigkeiten:

– Alles, was überhaupt berechenbar ist (und das setzt ja einen Algorithmus voraus, ein formalisierbares Problem), ist von einer Turing-Maschine berechenbar.
– Alles, was nicht von einer Turing-Maschine berechenbar ist, ist überhaupt nicht berechenbar.

Und wo findet man dieses Wunderding? Eigentlich nirgends, denn es ist eine virtuelle Maschine, ein logisches Modell, das Alan Turing 1936 entwarf. Reale Maschinen kann man nach Turings Prinzip zwar leicht bauen, nur nutzen sie in der mechanischen Form praktisch nichts. Ganz anders das Modell, das zunächst sehr wichtig für die Mathematik war und dann auch für die Erkenntnistheorie: die so genannte künstliche Intelligenz. Letztlich ist es der Beweis dafür, dass mit sehr einfachen Mitteln praktisch alles erreichbar ist, es aber auch prinzipiell logisch unlösbare Probleme in einer endlichen Welt gibt (siehe Halte-Problem).

Mir gefällt das Ding, weil es auch ein Gleichnis für die Evolution sein könnte, die so ähnlich mit Zufall trotz Notwendigkeit umgeht, zumal bei dieser Maschine ein endloses Band ganz wichtig ist, das ich mir gerne als Möbiusschleife vorstelle, die in den Abenteuern immer wieder einmal geschlossen wird.

Diese virtuelle Maschine besteht aus drei Elementen (wie man anschaulich und mit Beispielen bei Andreas Rittershofer Link oder unter Link von Gerhard März oder auf der Seite zu diesem Thema bei der Universität Wuppertal nachlesen kann, die nicht nur informativ ist, sondern teils auch interaktiv mit Simulator im Problemkontext: Link ):

– einem endlosen Speicherband mit einzelnen Zeichen in Folge, wobei die Zahl verschiedener Zeichen beschränkt ist,
– einem Lese- und Schreibkopf: ein Zeichen wird gelesen und dann abhängig zum einen vom Zeichen, das gerade gelesen wurde, und zum andern vom augenblicklichen Zustand wieder mit einem Zeichen überschrieben; dann bewegt sich der Kopf (oder das Band, was ja keinen Unterschied macht) genau um maximal eine Position (Zeichen) vor oder zurück,
– einer Steuereinheit zur Zustandsänderung (also ein Algorithmus, hier heißt er Überführungsfunktion), etwa so: A0 ? B1R, was besagt: Ist dein Zustand A und das aktuelle Zeichen 0, dann gehe in den Zustand B, schreibe eine 1 und gehe nach rechts. – Es gibt somit mindestens einen Start- und einen Endzustand (ggf. Auswahl aus mehreren möglichen Endzuständen) und ggf. eine beschränkte Zahl von Zwischenzuständen.

Ich übersetzte frei nach Aristoteles und Wendur in das, was vor der ersten Bewegung ist, was hinter der letzten ist und Möglichkeiten dazwischen, gesteuert von der Spielregel.

In einem simplen Beispiel soll die Aufgabe sein: Suche auf dem Band eine dort vorhandene Kette mit Einsern und füge dieser am Ende eine weitere 1 an. Die Spielregel ist simpel, wobei ich sie eher umständlich, weil verbal formuliere: Wenn du eine Null liest, so bleibe in deinem Zustand A, schreibe wieder die 0 und gehe nach rechts. Wenn du eine 1 liest, gehe in den Zustand B, schreibe die 1 und gehe nach rechts. Wenn du im Zustand B eine 1 liest, ändere nichts (also weiter in B bleiben, 1 schreiben, vorrücken). Letztlich: Wenn du im Zustand B eine 0 liest, schreibe eine 1 und gehe wieder in den Zustand A.

Wie leicht einzusehen ist, wird dadurch am Schluss der Kette eine 1 mehr geschrieben, dann läuft die Maschine in ihrer stupiden Arbeit wieder im Zustand A weiter über die Nullen, bis sie erneut auf eine 1 trifft. Ist das Band geschlossen, wird es sich in jeder Runde um mindestens die eine 1 (wenn eine einzige 1 oder nur die eine Einserkette darauf war) füllen.

Eine Spiegelung, wie sie für den Spiegel der Möglichkeiten natürlich von Interesse ist, braucht bei nur drei Elementen (und die sollten es schon sein, wenn es um zwei Objekte und deren Synthese geht) schon 9 Zustände und 36 Überführungsfunktionen, wie man bei Andreas Rittershofer (siehe oben) nachvollziehen kann, doch das Grundprinzip bleibt selbstverständlich erhalten. Mit nur acht Zuständen, so zeigt die »Fleißige-Biber-Funktion«, kann man Regeln aufstellen, die mehr als 10 hoch 43 Elemente »produziert«. (Vergleichen Sie diese Zahl einmal mit der Anzahl der »Elemente« des Universums oder dem, was Im Spiegel der Möglichkeiten zu dem Bruchteil einer Sekunde, den man mit 43 Nullen schreiben muss, bei Big Bang gesagt wird!) Wenn Sie’s erst bescheidener wollen, etwa mit zwei Zuständen beginnend, empfehle ich auch wegen der Anschaulichkeit konkret die Seite Link .

Mit simpler Grundlogik kreierte Turing also seine Universalmaschine, die elektronisch und nicht mechanisch in optimierter Art in Computern realisiert ist und zugleich einige interessante Fragen spiegelte, wie die, ob eigentlich jeder Prozess zu einem Abbruch geführt werden kann (siehe Halte-Problem; die Antwort ist nein), oder die, ob Intelligenz letztlich auf solchen Prinzipien beruht, was im Turing-Test und unter dem Stichwort Chinesisches Zimmer sowie Künstliche Intelligenz anklingt. Was er wohl kaum ahnen konnte, war, dass wir heute im World-Wide-Web eine universelle Turing-Maschine ganz selbstverständlich nutzen und uns damit auch zunehmend in die Welt der Virtualität begeben. Dazu macht sich unter Link Gerd Döben-Henisch einige Gedanken. Er schreibt:

»Die Menge der Adressen im WWW samt den zu den Adressen gehörigen Inhalten bilden in dieser Interpretation das Band der universellen WWW-Turingmaschine. Relativ zu diesem Band lassen sich genau drei Operationen ausführen: (1) Man kann eine neue Adresse auswählen, (2) man kann die Inhalte einer Adresse lesen, und man kann (3) auf Aktionsangebote reagieren. Privilegierte Benutzer können darüber hinaus auch noch (4) die Inhalte der Adressen ändern bzw. (5) sie können bisherige Adressen löschen oder neue Adressen hinzufügen. ... Wie bei einer normalen Turingmaschine – z.B. in Form eines PCs – kann auch bei der universellen WWW-Turingmaschine der Mensch als Akteur auftreten. Für alle anderen Teilnehmer einer universellen WWW-Turingmaschine ist aber der spezifisch menschliche Charakter eines Teilnehmers prinzipiell nicht mehr zu erkennen. Jeder Teilnehmer an einer universellen WWW-Turingmaschine kann nur teilnehmen, indem er sich der Virtualität der Maschine angleicht; innerhalb der Virtualität aber sind 'alle Katzen grau'; hier gibt es nur noch virtuelle Größen. Ob ein Musikstück von einem Computer erzeugt wurde oder von einem Menschen, ein Bild von einem Computer generiert wurde oder von einem Menschen, der Dialogpartner ein KI-Programm ist oder ein realer Mensch, alle diese Fragen lassen sich in einer universellen WWW-Turingmaschine prinzipiell nicht mehr entscheiden. ... Bis zu welchem Grade die bisherige Identität und der bisherige Werte-Kosmos der Menschen verändert oder gar völlig aufgelöst wird, ist eine reale Frage, die zur Zeit niemand beantworten kann. Andererseits kommen wir als heute hier und jetzt Lebende nicht um die Frage herum, wie wir trotz fehlenden Zukunftswissens mit dieser neuen Technologie umgehen sollen.«

Sind Sie sicher, dass Ihr Chat-Partner ein Mensch ist? Könnte er nicht auch ein Androide sein, wie Data Im Spiegel der Möglichkeiten, oder ein Chatbot (Link ), ein Chat-Roboter? – Bei der Telekom zumindest gibt es solche Phantome schon, wie jeder leicht nachprüfen kann, der seine üblichen Probleme mit t-dsl hat und eine Servicenummer wählt oder eine E-Mail schickt. Zudem denke ich nach subjektiver Erfahrung, dass man dort noch nicht weiß, dass man mit Turing-Maschinen alle lösbaren Probleme lösen kann (oder sollten deren Probleme die unlösbaren sein?).

Neben diesen Problem der Erkenntnis, der Ethik und der Telekom beschäftigt mich noch eines, nämlich das der Kausalität. Zweifellos ist bei diesem virtuellen Apparat, der so in allem Sein real funktionieren könnte, jeder Schritt unmittelbar determiniert: Aus der Information des gelesenen Zeichens folgt per Regel unmittelbar das Schreibergebnis. Was nun, wenn in der Maschine das Band zur Möbiusschleife verdreht ist und das resultierende Zeichen auf die »Unterseite« geschrieben wird? Dann wird doch praktisch das Band der Information verdoppelt, aber schon nach der Hälfte der Zeichenfolge wirkt sich die Änderung aus. Wirkt sie dann trotz unveränderter Vorschrift nicht wie zufällig, verhält sich dann das System nicht chaotisch? Wer es berechnen kann, sende mir bitte die Antwort unter heureka@ureda.de.

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