Question

Как объяснить принцип действия машины Герике

Answer 1

Одним из первых, кто, познакомившись с книгой Гильберта, решил получить более сильные проявления электрических сил, был известный изобретатель воздушного насоса магдебургский бургомистр Отто фон Герике (1602-1686 гг.). В 1650 г. он изготовил шар из серы «величиной с детскую голову», насадил его на железную ось, укрепленную на деревянном штативе (рис. 2.2).
При помощи ручки шар мог вращаться и натирался ладонями рук или куском сукна, прижимаемого к шару рукою. Это была первая простейшая электростатическая машина. Герике удалось заметить слабое свечение электризуемого шара в темноте и, что особенно важно, впервые обнаружить, что пушинки, притягиваемые шаром, через некоторое время отталкиваются от него – это явление ни Герике, ни многие его современники долго не могли объяснить.
Из письма известного немецкого ученого Г. В. Лейбница (1646-1716 гг.) Герике (март 1672 г.) известно, что Лейбниц, пользуясь его машиной, наблюдал электрическую искру – это первое упоминание об этом загадочном явлении.

Answer 2

Машина Герике, также известная как машина Тьюринга, является абстрактной моделью вычислительного устройства, предложенной английским математиком Аланом Тьюрингом в 1936 году. Она является основой для теории вычислимости и является одной из самых фундаментальных моделей в области информатики.

Принцип действия машины Герике основан на идее последовательности состояний и правил перехода между этими состояниями. Машина состоит из бесконечной ленты, разделенной на ячейки, каждая из которых может содержать символ из некоторого алфавита. Головка машины может перемещаться по ленте и считывать символы, а также записывать новые символы.

Машина Герике имеет набор состояний, каждое из которых соответствует определенной комбинации символов на ленте. Правила перехода определяют, как машина должна изменять свое состояние в зависимости от символов на ленте и текущего состояния. Каждое правило перехода указывает, какой символ записать на ленту, какое состояние принять и в каком направлении переместить головку.

Процесс работы машины Герике начинается с заданного начального состояния и начального содержимого ленты. Затем машина последовательно применяет правила перехода, изменяя свое состояние и содержимое ленты, пока не достигнет одного из заданных конечных состояний. В зависимости от задачи, которую решает машина, конечное состояние может означать успешное завершение вычисления или нахождение результата.

Машина Герике является универсальной в том смысле, что с ее помощью можно моделировать работу любого другого вычислительного устройства. Она способна решать широкий класс задач, включая арифметические вычисления, логические операции и манипуляции со строками.

В целом, принцип действия машины Герике основан на последовательном применении правил перехода, которые определяют, как изменять состояние и содержимое ленты в зависимости от символов на ленте и текущего состояния. Эта абстрактная модель является основой для понимания принципов работы компьютеров и вычислительных устройств.