การคำนวณฟังก์ชั่นช่องคลอดไม่ว่าง


13

ยุ่งกะช่องคลอดสูงสุดทำงาน, ค่าได้รู้จักกันสำหรับn 4 มีเหตุผลพื้นฐานโครงสร้างบางอย่างว่าทำไมมันเป็นไปไม่ได้ที่เราจะหาS ( n )สำหรับn > 4 ? อะไรคือสิ่งที่แตกต่างกันเกี่ยวกับn = 4 กว่าn = 5 ? หรือn = 6 ? ที่ไหนสักแห่งระหว่างทางจะต้องมีความแตกต่างพื้นฐานบางอย่างมิฉะนั้นS ( n )จะเป็นหลักการในการคำนวณสำหรับnทั้งหมดดังนั้นสิ่งที่แน่นอนS(n)n4S(n)n>4n=4n=5n=6S(n)nความแตกต่างนี้คืออะไร?

คำตอบ:


6

เหตุผลที่โปรแกรมไม่สามารถคำนวณคือถ้าคุณรู้ว่าS ( n )คืออะไรคุณสามารถตัดสินใจปัญหาการหยุดชะงัก - คุณจะรู้ว่าเมื่อใดจะหยุดรอ ในทางกลับกันสำหรับแต่ละmจะมีโปรแกรมที่คำนวณS ( n )สำหรับn m ทั้งหมด - เพียงใช้ตารางS(n)S(n)mS(n)nm

หากเป็นไปได้ที่จะพิสูจน์คุณค่าของสำหรับnทั้งหมด(นั่นคือสำหรับnทั้งหมดเราสามารถพิสูจน์S ( n ) = αสำหรับบางα ) จากนั้นเราสามารถคำนวณS ( n )โดยการค้นหาหลักฐานทั้งหมด ( สิ่งนี้ถือว่าระบบหลักฐานของเราใช้ได้) ดังนั้นสำหรับแต่ละระบบหลักฐานมีค่าน้อยที่สุดของnที่คุณไม่สามารถพิสูจน์ได้ว่าS ( n ) = αสำหรับการใด ๆαS(n)nnS(n)=ααS(n)nS(n)=αα

ท้ายที่สุดเหตุผลที่เรารู้ว่าอาจเป็นเพราะ4เป็นจำนวนที่น้อยมาก หมายเลข5ใหญ่กว่าเล็กน้อยและทุกอย่างซับซ้อนขึ้น ไม่มีเหตุผลลึกว่าทำไมเรารู้S ( 4 )แต่ไม่ใช่S ( 5 )เหมือนไม่มีเหตุผลลึก ๆ ว่าทำไมเรารู้หมายเลข Ramsey R ( 4 )แต่ไม่ใช่R ( 5 ) (แม้ว่า Ramsey จะคำนวณได้แน่นอน) .S(4)45S(4)S(5)R(4)R(5)


ขอบคุณ ย่อหน้ากลางเป็นสิ่งที่ฉันสงสัยเกี่ยวกับ (และมันเป็นข้อพิสูจน์ของ Godel ถูกต้องหรือไม่) ดังนั้นมันอาจเป็นไปได้ว่ามีข้อพิสูจน์ในระบบที่เป็นทางการของเรา แต่S ( 5 )ไม่มี S(4)S(5)
PeteyPabPro

สันนิษฐานว่า ถ้าไม่สามารถพิสูจน์ได้ แต่เป็นจริงที่S ( n ) " S ( n ) "ก็ไม่สามารถพิสูจน์ได้ดังนั้นเราจึงมีคำสั่งที่ไม่สามารถพิสูจน์ได้ว่าไม่ได้รับการพิสูจน์ S(n)="S(n)"S(n)"S(n)"
Yuval Filmus

คุณยังไม่ได้อธิบายว่าทำไมเราจึงมั่นใจได้ว่า S (4) ถูกต้องในขณะที่ S (5) หรือสูงกว่าที่เราไม่รู้ เป็นเพราะเราไม่ได้ 100% เกี่ยวกับ S (4) แต่มีเพียง "เกือบ" แน่นอน
Dan W

เรามั่นใจ 100% เกี่ยวกับ S (4) ฉันไม่คิดว่ามีเหตุผลใด ๆ ที่อยู่เบื้องหลังความไม่รู้ของเราเกี่ยวกับ S (5) มันเป็นเพียงขีด จำกัด ในปัจจุบันของความรู้ของเรา
Yuval Filmus

ฉันเชื่อว่ามีระบบการพิสูจน์ที่แข็งแกร่งจริง ๆ และเครื่องทัวริงสี 6 สถานะ 2 ซึ่งสามารถพิสูจน์ได้ว่าไม่มีข้อพิสูจน์ในระบบนั้นว่าจะไม่หยุดและจะไม่หยุดก่อนอัลกอริทึมใด ๆ ที่สามารถพิสูจน์ได้ในระบบนั้น ภายในตัวละคร googol ที่จะหยุดในที่สุด
ทิโมธี


2

อีกมุมหนึ่งด้วยภาพร่างคำตอบอย่างไม่เป็นทางการซึ่งจะใช้เวลานานในการทำวิจัยทางวิทยาศาสตร์เพิ่มเติม (กล่าวคือเป็นโครงการวิจัย): มีหลักฐานเบื้องต้นว่าข้อ จำกัด ของสิ่งที่คำนวณได้เกี่ยวกับ Busy Beaver ฟังก์ชั่นคือการวัดความซับซ้อนของอัลกอริทึมโดยมีสอง refs ด้านล่างที่คำแนะนำในทิศทางนี้ [1] [2] คร่าวๆ TMs ขนาดเล็กที่มีสถานะน้อยมากไม่สามารถบรรลุ "มาก" หรือ "พฤติกรรมซับซ้อน" เป็นอัลกอริทึมที่ซับซ้อนยิ่งขึ้นพร้อมสถานะเพิ่มเติม ดังนั้นการคำนวณของมันก็ดูเหมือนจะมีการเชื่อมโยงลึกกับความซับซ้อน Kolmogorov [3] อีกวิธีหนึ่งในการดูที่นี่คือสิ่งที่เป็นที่รู้จัก / คำนวณเกี่ยวกับฟังก์ชั่น Busy Beaver ยังใกล้เคียงกับสถานะของศิลปะในทฤษฎีบทอัตโนมัติ พิสูจน์ซึ่ง (คล้ายกับความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี) เป็นเขตแดนที่ก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องจากการวิจัยทางคณิตศาสตร์และวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์

[1] ปัญหาช่องคลอดไม่ว่าง, การโจมตีสหัสวรรษใหม่ , Van Heuveln et al

[2] เครื่องขนาดเล็กทัวริงและทั่วไปการแข่งขันช่องคลอดไม่ว่างมิเชล

[3] ในเวลาทำงานของปัญหาที่สั้นที่สุด Batfai

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.