Durma sorununun kendinden-referanslanmasına veya köşegenleştirilmesine bağlı olmayan kararsızlığının bir kanıtı var mı?


40

Bu ilişkili bir sorudur bu bir . Çok fazla tartışmadan sonra tekrar çok daha basit bir formda koymak, tamamen farklı bir soru gibi geldi.

Durma sorununun kararsızlığının klasik kanıtı, kendisine varsayımsal bir HALT aldatmacası kararı almaya çalışırken bir çelişki ortaya koymasına dayanır. Bunun sadece, DURD kararının kendisinin durup durmayacağına karar vermesinin imkansızlığını gösterdiğini, ancak diğer davaların durdurulmasının kararsızlığı ile ilgili herhangi bir bilgi vermediğini düşünüyorum .

Yani soru

Durma sorununun kararsız olduğuna dair bir kanıt var mı?

Küçük düzenleme: Ben, sorunun tamamen köşegenleşmesine bağlı olmayan bir kanıtı isteyen (tamamen HALT'ye bağlı köşegenleşmeye bağlı olmamasını gerektiren bir kanıtı olan) sorunun orijinal cümleciliğini taahhüt edeceğim.


Köşegenleştirme argümanına bağlı olmayan veya doğrudan HALT kullanarak köşegenleştirmeyen birini mi arıyorsunuz? Bjørn'ün önerdiğinin ispatının eskiyi tatmin edip etmediğinden emin değilim.
Mark Reitblatt

@Mark: Aslında emin değilim. Eğer köşegenleştirme argümanı kendi kendini referanslama ile değil, kardinalite uyuşmazlığı gibi başka bir yönüyle uyuşmuyorsa, bunun neden HALT (Q) (burada Q! = HALT) sonlandırmasının kararsız olduğu konusunda bir fikir vereceğini umuyorum. .
M. Alaggan

1
Eh, bu durumda, daha basit bir argüman verebilirim. Kararsız sorunların (basit kardinalite argümanı) olduğu gözlemine başlayın ve dahası, üyelerini tanıyan bir TMM'ye sahip olan (ancak üye olmayanlar üzerinde sonlanamayan) saptanamayan bir problemin (P) olduğunu gözlemleyin. Şimdi, HALT (M) 'nin çözülmesi size P için bir karar verici verir. İlk önce M'nin x üzerinde durup durmadığını kontrol ederiz. Eğer öyleyse, onu çalıştırır ve M ile aynı şekilde geri döndürürüz. Aksi takdirde, M, P'nin her üyesini durdurduğu için reddediyoruz. Bu, P'nin kararsız bir dil olduğunu varsaydığımızdan beri bu bir çelişkidir.
Mark Reitblatt 10:10

Bu argüman aslında HALT'ın RE tarafından tamamlandığının bir kanıtı.
Mark Reitblatt 10:10

1
Yakaladım seni. Tüm TM'ler karar verdiyse, HALT önemsizdir. Durma önemsiz değilse (tanıyıcılar var), o zaman (kontra-pozitif olarak) önemsiz olmayan bir HALT varlığı, tanıyıcı TM’lerin karar vermesini sağlar, bu da HALT’nin önemsiz, çelişkili olduğu anlamına gelir. Dolayısıyla, bu HALT tüm tanıyıcılar için mevcut olamaz. Bu harika, harika yorumunuz için teşekkürler; cevap olarak tekrar göndermek isteyebilirsiniz :)
M. Alaggan

Yanıtlar:


31

Evet, hesaplanabilirlik teorisinde bu tür kanıtlar var (aka özyineleme teorisi).

0GNΣ10GGG

Biz yerini alabilir 1- jenerik burada yani 1-rasgele, tarafından Martin-Löf Random , aynı etki için. Bu Jockusch-Soare Düşük Temel Teoremini kullanır .

0ΩΩ


Çok ilginç! Daha fazla anlayabilmem için bana bir referans veya bir anahtar kelime kümesi sağlayabilir misiniz? Çok teşekkürler!
M. Alaggan

6
@M. Alaggan: En iyi referans, en son André Nies, Hesap Verebilirlik ve Rastgelelik , Oxford Mantık Rehberleri, Oxford University Press, 2009 tarafından yazılmış kitap olabilir. / article / Algorithmic_randomness
Bjørn Kjos-Hanssen

@M. Alaggan, Bu size kalmış, ancak oylar bunun kabul edilen cevap olması gerektiğini gösteriyor.
Muhammed El-Türkistan

Meta hakkında soru sordum (meta.cstheory.stackexchange.com/questions/642/when-is-it- storage-to-change-the-accepted-answer'a bakın). Bu cevabın gerçekten de harika ve çok faydalı olduğunu biliyorum. Ancak diğerini kabul ettim, çünkü daha sezgisel bir yaklaşımla anlamak benim için çok daha kolaydı. Ancak, yukarıda doğruluğu hakkında bir tartışma var (!). Öyleyse yanlış olduğu ortaya çıktıysa, bu cevabı gerçekten değiştireceğim. Karışıklık, orijinal soruda, tüm diyagonalizasyonlardan ziyade, HALT kullanarak diyagonalleşmekten kaçınmak istediğimden emin olmamamdan kaynaklandı.
M. Alaggan

Şimdiye kadar, olağanüstü bir harika cevap ile kolay / sezgisel bir cevap arasında seçim yaptığım için şu ana kadar hangisini kabul etmem gerektiği konusunda kafam çok karışık. Yani, lütfen zor duygular yok :) Bunu tartışabilir ve herkese tatmin edici bir karar verebiliriz. Teşekkürler.
M. Alaggan

5

İsteğim başına yorumumdan alıntı yaptım:

Kararsız sorunların (basit kardinalite argümanı) olduğu gözlemine başlayın ve dahası, üyelerini tanıyan bir TMM'ye sahip olan (ancak üye olmayanlar üzerinde sonlanamayan) saptanamayan bir problemin (P) olduğunu gözlemleyin. Şimdi, HALT (M) 'nin çözülmesi size P için bir karar verici verir. İlk önce M'nin x üzerinde durup durmadığını kontrol ederiz. Eğer öyleyse, onu çalıştırır ve M ile aynı şekilde geri döndürürüz. Aksi takdirde, M, P'nin her üyesini durdurduğu için reddediyoruz. Bu, P'nin kararsız olduğunu varsaydığımızdan beri bu bir çelişkidir.

Not: Tamamen diyagonalleşmeyi tamamen engelleyen bir argüman değil, doğrudan HALT kullanarak köşegenleştirmeden kaçınan bir argüman aradığını açıkladı.

EDIT: Bu argüman sıkışmış. HALT’in orada olduğunu göstermenin yanı sıra doğrudan RE - REC’in boş olmadığını gösterebilir misiniz?


Sayılabilirlik argümanı, durma problemi için standart kanıtdan çok benzer (sadece biraz daha basit) köşegenleştirme kullanır. (Yani, dillerin kardinalliğinin TM’lerin köşegenleştirmeden daha büyük olduğunu göstermek için.) :)
Joshua Grochow

@Joshua Yorumları oku. Çaprazlamadan kaçınan bir kanıt mı, yoksa HALT kullanarak çaprazlama yapmaktan kaçınan bir kanıt mı aradığını sordum. İkincisini arıyor.
Mark Reitblatt

@Mark: Ah, bunu özledim. Teşekkürler. +1
Joshua Grochow

4
@Mark: Lütfen bir şeyi açıklığa kavuşturur musunuz? Sizler, algılanabilen, saptanamayan bir P sorunu olduğunu söyleyerek başlarsınız ve sonra eğer HALT karar verilebilirse, P için bir karar verici inşa edebileceğimizi gözlemlersiniz. HALT'in kararsızlığı, bu tür sorunların varlığını göstermek için kullanılır. HALT'ın kararsızlığını kullanmadan, tespit edilemez ancak tanınabilir sorunların varlığını gösterebilir misiniz?
Kurt

2
Tanınabilir ancak çözülemeyen bir problemin var olduğu gerçeği, durma problemini göstererek belki de en kolay şekilde kanıtlanabilir, bu durumda başladığınız yere geri döndünüz. Sadece sayılabilir tanınabilir diller var.
Bjorn Kjos-Hanssen

2

Buna başka bir afiş atıfta bulundu (Chaitin'e atıfta bulunarak), ancak durma sorununun çözülemez olduğunu kanıtlamak için Berry paradoksunu kullanabilirsiniz. İşte kanıtın kısa bir taslağı:

Herhangi bir makine M girişini durdurup durdurmadığına karar veren bir makine HALT olsun, dilin karar veremediğini gösteren HALT’in belirli bir girişte durmadığını göstereceğiz.

Aşağıdaki fonksiyonu f düşünün:

f (M, n) = a, burada | I | ile herhangi bir girişte makine M tarafından hesaplanamayan en küçük pozitif tamsayıdır. <n

HALT'in hesaplanabilir bir fonksiyon olduğunu varsayarsak, f aynı zamanda hesaplanabilir bir fonksiyondur; her makine M için HALT (M, I) 'yi ve I uzunluğu n'den küçük olan giriş dizgesini basitçe simüle edin. Simülasyon durursa, M (I) simülasyonunu yapın ve çıktının ne olduğunu kaydedin ve M, n çiftlerinden herhangi biri tarafından çıkarılamayan en küçük çıkışı bulun.

Şimdi, f'nin hesaplanabilir olmadığını gösteriyoruz: f (f, 10000000 * | f | +10000000). Çıktı ne olursa olsun, girilen değerden daha az uzunluğa sahip olan makine girişi ile hesaplanamayan (pozitif) bir tamsayı olması gerekir ... ve henüz f ve çok daha kısa bir tamsayı ile böyle bir tamsayı çıkardık. giriş.

Bu nedenle, f hesaplanabilir değildir ve bu nedenle HALT'nin hesaplanabilir olduğu varsayımımız yanlıştır. Bu ispatın köşegenleştirmeyi herhangi bir şekilde kullandığına inanmıyorum.


Whatever it outputs, it ought to be an integer that is not computable by the machine computing f on input I with length less than that given.>nn

5
Kaba olmaya çalışmıyorum, ama itirazın hiç mantıklı gelmiyor. F işlevi, uzunluğu n'den küçük olan herhangi bir girişte M tarafından hesaplanamayan bir tamsayı üreten bir işlev olarak tanımlanır . Böylece, saçma sapan bir modüler aritmetik bir yana, vurguladığınız cümlenin geçersiz olduğunu gösteren zor bir zaman geçireceksiniz.
Philip White,

@johne Philip ile aynı fikirdeyim. Makinenin temsil sınırlarına dair bir varsayım yoktur. Bu bir TM.
Mark Reitblatt

@Philip Minor teknik düzeltme: tamsayıyı doğal veya pozitif tamsayı olarak değiştirmelisiniz.
Mark Reitblatt,

1
ff

0

{We}e=1feWe=Wf(e)0fe0We0eWe(0)Wf(e)(0)


6
Bu standart köşegenleştirme kanıtıdır.
Yuval Filmus
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.