Turingmaschine 2D

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Worum geht es?
Das Programm simuliert eine zweidimensionale Turingmaschine, die während der Laufzeit editiert werden kann. Das Feld ist zu einem Ring gekrümmt: Wenn man es auf der einen Seite verlässt, kommt man auf der gegenüberliegenden wieder herein. Auf dem Feld bewegen sich zehn Maschinen, welche alle dem gleichen "Programmcode" folgen, welcher an der rechten Seite visualisiert ist.

Die einfachste Programmierung der Maschine entspricht Chris Langtons "Ameise": Sie arbeit mit sehr einfachen Regeln und erzeugt ein verblüffendes Ergebniss.

Eine Ameise sitzt auf einem großen schwarzen, quadratisch karierten, Blatt Papier und blickt nach Norden. Wenn das Feld, auf dem sie sitzt, schwarz ist, dann färbt sie es blau, dreht sich um 90 Grad nach rechts und geht auf das nächste Feld. Wenn das Feld, auf dem sie sitzt, blau ist, dann färbt sie es schwarz, dreht sich um 90 Grad nach links und geht auf das nächste Feld. (Das waren schon alle Regeln.)

Wer glaubt, nun wird es langweilig, der irrt. In den ersten 10000 Schritten entsteht ein komplexes chaotisches Muster. Wer glaubt, das geht nun immer so weiter, der irrt wieder, denn dann baut die Ameise eine regelmäßige Straße. Zu allem Überfluss hat die Ameise zwar symmetrische Verhaltensregeln, aber die Muster, die sie damit erzeugt, sind asymmetrisch. Das Muster ist zwar nur dann vorhersagbar, wenn man nachmacht, was die Ameise tut, aber es ist streng deterministisch. Ein schönes Beispiel dafür, dass ein einfaches System mit einfachen Regeln sowohl komplexe chaotische als auch komplexe geordnete Strukturen aufbauen kann, und das ganz ohne die Verwendung des Zufalls.

Doch damit nicht genug. Jetzt haben Sie die Möglichkeit, die Ameisen selbst zu "programmieren". Dabei stehen fünf Befehle und acht Farben zur Auswahl. Im rechten Programmierfeld stehen die acht möglichen Farben, auf die die Ameise treffen kann untereinander. Rechts daneben befindet sich jeweils ein weiteres Farbfeld und daneben der Drehbefehl. Das rechte Farbfeld und der Drehbefehl können mit einem einfachen Linksklick editiert werden.
Das rechte Farbfeld gibt an, in welcher Farbe die Ameise das Feld neu färben soll.
Der Drehbefehl wird von der Ameise danach ausgeführt. Bei den Drehungen handelt es sich um eine relative Angabe. Wenn die Ameise also bereits nach Osten schaut und sich nun nach rechts drehen soll, dann schaut sie nun nach Süden.

Keine Drehung

Drehung nach rechts

Drehung um 180 Grad

Drehung nach links

Ameise anhalten

 Hier ein Beispiel für eine andere Programmierung:
Die Ameise färbt hierbei eine Fläche rot
und umrandet sie mit blau.



Rechter Mausklick
Mit der rechten Maustaste kann das Programm neu gestartet werden. Die aktuelle Programmierung bleibt jedoch erhalten.
© Lars Krüger