回答:
「チューリングマシン」(または「a-machines」)は数学的な概念であり、実際の物理的なデバイスではありません。チューリングは、コンピューターに関する数学的証明を書くために、次のロジックでそれらを思いつきました。
しかし、チューリングは紙テープにシンボルを書き込む実際の機械を構築したことはありません。他の人が持っていますが、これはデモンストレーションにすぎません。たとえば、名刺から作成できるものは次のとおりです。
なぜ彼は物理的なチューリングマシンを構築しなかったのですか?簡単に言えば、それほど有用ではありません。問題は、チューリングマシンよりも強力な計算モデルを誰も思い付かないことです(チューリングマシンでは実行できないものを計算できるという点で)。そして、ラムダ計算やPythonプログラミング言語など、他のいくつかの計算モデルは「チューリング完全」であることが証明されています。チューリングマシンが実行できるすべてのことを実行できます。
したがって、数学的証明以外の場合は、一般に、これらの他のモデルのいずれかを使用する方がはるかに便利です。その後、一般性を失うことなく、証明にチューリングマシンを使用できます。
(*)具体的には、任意の計算:たとえば、チューリングマシンは電球をオンにすることはできませんが、計算理論の観点からは電球はあまり面白くありません。
(**)コメントで指摘されているように、チューリングの「コンピュータ」の主な定義は、アルゴリズムに従う人間でした。人間が実行できる計算はチューリングマシンが実行できないことはないと彼は推測しました。ただし、人間の心が実行できることを正確に定義することは非常に難しいため、これを証明することはできませんでした。興味があれば、Church-Turingの論文をご覧ください。
チューリングは、物理的なチューリングマシンを構築したことはありません。チューリングマシンのポイントは、実用的な物理コンピューターではなく、計算可能なものを形式化することであり、実際、「計算」が何を意味するのかを形式化することでした。
それは望んでいた答えではないかもしれませんが、私はいくつかの深刻な楽しみをもたらします。
主張1:多くのチューリングマシンが、アランチューリングや他の多くの人によって構築されました。
証明。で不動のボルトを指して膨隆、アラン・チューリングは「見て、チューリングマシン任意の入力時に停止している」、彼のいつもの鋭い洞察力とシンプルながら言いました。
道徳:チューリングマシンにはいろいろな種類があります。それらの多くは非常に単純です。しかし、それらは(機能的に)チューリングマシンです。
主張2:マシンに無制限のメモリがあるかどうかは決定できません。
証明。私はコンピューティングマシンを持っています。そのため、メモリの追加の各ビットを示すのに1秒かかります。私はそれが無限の記憶を持っていないことをあなたに納得させたいと思います。しかし、慎重な実証主義者であるあなたは、いつでも、またはいつまでも永遠に、いつでもそれが無限の記憶を持っていることを誰も拒絶できないと主張します。
道徳:オンデマンドで拡張するオブジェクトについて話すときは注意してください。
これは、チューリングマシンが最初に説明された実際の論文を参照するのに最適な場所と時間です。1つのリンクはこちらです。
https://www.cs.virginia.edu/~robins/Turing_Paper_1936.pdf
もちろん、彼はより控えめなので、「自動機」と呼んでいます。実際の機械はなく、想像の獣だけです。
チューリングは、私たちの知る限り、「自動機械」を構築することすらしませんでした。しかしながら、彼は他の多くの機械を作ることに非常に影響力がありました。ナチスドイツのジッパーを破壊するために使用された第二次世界大戦爆弾は、最も有名な例です。
悲しいことに、一般大衆が彼の業績に気づかされたのは、彼の死後かなり最初のことでした。(彼は彼が自殺したと言われている、有罪判決を受けた同性愛者として蜂が残酷に化学的殺菌を受けた後)
TMは紙にのみ存在します。これは計算の理論モデルです。実際にはビルドできません(テープが無限に長いため)。
したがって、答えは次のとおりです。いいえ、Turingは、実際にはTMを構築できませんでした。
「TMは無限に長いテープを持っているため、無限のテープがないため、チューリングマシンを構築できます。TMは無限に長いテープを持っています。無限に長いテープがない場合、それはチューリングマシン、それはそれと同じくらい簡単です。
私は人々が「有限のテープを備えたTM」を構築したことを十分に認識しており、その有用性を疑っていません(つまり、有界オートマトン)。計算可能)。しかし、すべての自然数、必然的に長さのテープが必要になるTMがあります シミュレーションするので、「十分に大きい」テープは決してありません。(理由を考えてください。)
一歩下がると、有限のリソースを使用して構築またはシミュレーションできないTMが簡単に存在します。最初のステップで1つ*を書き込み、右に進み、2つ目のステップで2つ*を書き込むTMを例にとります。このTMは、無限のメモリなしでは構築またはシミュレーションできません。
これは、実際のチューリングマシンが動作しているビデオです。それはとても素晴らしく、私がそれを単なる数学的モデルとして見るのをやめるのを助けました: