(อย่างไร) เราสามารถค้นพบ / วิเคราะห์ปัญหา NP ในกรณีที่ไม่มีโมเดลทัวริงของการคำนวณได้อย่างไร


15

จากมุมมองเชิงเหตุผลทางคณิตศาสตร์ / การคำนวณเชิงนามธรรมอย่างใดอย่างหนึ่ง (แม้) จะสามารถค้นพบหรือเหตุผลเกี่ยวกับปัญหาเช่น 3-SAT, ผลรวมย่อย, พนักงานขายเดินทาง ฯลฯ หรือไม่? เราจะยังสามารถที่จะมีเหตุผลเกี่ยวกับพวกเขาในทางที่มีความหมายใด ๆ มีเพียงการทำงานมุมมอง? มันจะเป็นไปได้ไหม

ฉันได้ครุ่นคิดกับคำถามนี้อย่างหมดจดจากการสอบถามตนเองเป็นส่วนหนึ่งของการเรียนรู้รูปแบบการคำนวณแคลคูลัสแลมบ์ดา ฉันเข้าใจว่าเป็น "แบบไม่ใช้สัญชาตญาณ" และนั่นเป็นสาเหตุที่ Godel ชอบโมเดลทัวริง อย่างไรก็ตามฉันแค่อยากจะรู้ว่าอะไรคือข้อ จำกัด ทางทฤษฎีที่รู้จักกันในรูปแบบการทำงานของการคำนวณนี้และมันจะเป็นอุปสรรคในการวิเคราะห์ปัญหา NP ระดับเท่าไหร่?


นี่ไม่ใช่คำถามระดับการวิจัยสำหรับคนที่ทำทฤษฎีภาษาโปรแกรมอย่างมืออาชีพ แต่ฉันก็ยังไม่คิดว่าการเปลี่ยนแปลงนั้นสมควรได้รับ downvotes ทั้งหมด ผู้ลงคะแนนเสียงสามารถบอกเราได้ว่าอะไรที่รบกวนจิตใจพวกเขา บางทีคำถามสามารถปรับปรุงได้
Andrej Bauer

2
@ AndrejBauer: ฉัน downvoted เพราะ (1) ฉันคิดว่า (พหุนาม) ความเท่าเทียมกันระหว่างทัวริงเครื่องจักรและแลมบ์ดาแคลคูลัสแลมบ์ดาค่อนข้างเป็นที่รู้จักกันดีและ (2) โพสต์มีปุยมากมายซึ่งเป็นคำถามหลัก อย่างไรก็ตามคำตอบของคุณแสดงให้เห็นว่ามีสิ่งที่เกิดขึ้นมากกว่าที่ฉันคิดดังนั้นฉันอาจย้อนกลับการลงคะแนนของฉัน
Huck Bennett

ฉันยอมรับว่าปุยเป็นของ Discovery Channel
Andrej Bauer

2
@ AndrejBauer, HuckBennet: ตอนแรกฉันตัดสินใจที่จะโพสต์สิ่งนี้บนพอร์ทัลวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ แต่ฉันไม่พบแท็กที่เกี่ยวข้องและจึงโพสต์ไว้ที่นี่ ฉันลบขนปุยเพื่อช่วยให้ตรงกับสิ่งที่ฉันต้องการทราบ ฉันทิ้ง "เหตุผล" ของฉันไว้เพื่อถามคำถามแล้วจึงติดแท็กเป็นคำถามที่อ่อนนุ่ม ฉันสนใจอย่างแท้จริงในการรู้จักวิธีการหนึ่งที่สามารถวิเคราะห์ปัญหา NP หมดจดจากมุมมองของการทำงานและถ้ามีแน่นอนค่าใด ๆ ในการทำเช่นนั้น - ด้วยความหวังว่าบางสิ่งบางอย่างที่ผมเข้าใจอย่างลึกซึ้งยิ่งขึ้นเกี่ยวกับแลมบ์ดาแคลคูลัส
ปริญญาเอก

ฉันคิดว่าแก่นแท้ของคำถามของคุณคือหากความซับซ้อนสามารถพัฒนาได้โดยใช้แคลคูลัสแลมบ์ดา คำตอบคือใช่และมีคำถามเก่าถามว่าในเว็บไซต์ iirc
Kaveh

คำตอบ:


16

คุณอาจต้องการดูความหมายของต้นทุนสำหรับภาษาที่ใช้งานได้ สิ่งเหล่านี้เป็นมาตรการความซับซ้อนในการคำนวณที่หลากหลายสำหรับภาษาที่ใช้งานได้ซึ่งไม่ผ่านเครื่องทัวริงเครื่อง RAM และสถานที่ที่เหมาะสำหรับการเริ่มต้นคือLambda the Ultimate postซึ่งมีการอ้างอิงเพิ่มเติมที่ดี

ส่วนที่ 7.4 ของรากฐานการปฏิบัติของ Bob Harper สำหรับภาษาโปรแกรมอธิบายความหมายของค่าใช้จ่าย

กระดาษบนประโยชน์ของญาติของบั้งไฟโดย Accattoli และ Coen แสดงให้เห็นว่าแคลคูลัสมีที่ระเบิดเชิงเส้นส่วนใหญ่ที่เกี่ยวกับรูปแบบเครื่อง RAMλ

โดยสรุปสิ่งอื่น ๆ บนดาวเคราะห์ดวงนี้น่าจะเป็นเรื่องเดียวกันกับ NP แต่จะมีบัฟเฟอร์ล้นน้อยกว่าและจะไม่มีขยะมากนัก


ฉันนึก untyped แคลคูลัสคนจะยังคงคิดค้นโครงการ (บริสุทธิ์) โอ้ดี λ
Andrej Bauer

นั่นเป็นลิงค์ที่ดีในโพสต์ LtU แต่ลิงก์ไปยังตัวอย่างที่เป็นรูปธรรมของการพิสูจน์คลาส "NP" นี้ด้วยปัญหาเช่น 3Sat? อยากรู้อยากเห็นเพื่อ "พิสูจน์" ในแลมบ์ดาแคลคูลัส
ปริญญาเอก

Damiano คุณสามารถโพสต์ความคิดเห็นของคุณเป็นคำตอบที่เหมาะสมซึ่งแสดงให้เห็นว่าหนึ่งสามารถทำทฤษฎี NP-ที่เกี่ยวข้องโดยตรงในแคลคูลัส λ
Andrej Bauer

@DamianoMazza - ฉันเห็นด้วยกับ Andrej และเชื่อว่าความคิดเห็นของคุณควรเป็นคำตอบ
PhD

@Andrej: เสร็จแล้ว! ฉันลบความคิดเห็นก่อนหน้าของฉัน
Damiano Mazza

14

ตามคำร้องขอของ Andrej และปริญญาเอกฉันขอเปลี่ยนความคิดเห็นเป็นคำตอบโดยขอโทษสำหรับการโฆษณาด้วยตนเอง

ฉันเพิ่งเขียนบทความที่ฉันดูวิธีพิสูจน์ทฤษฎีบท Cook-Levin ( สมบูรณ์ของ SAT) โดยใช้ภาษาหน้าที่ (ตัวแปรของ calcul-แคลคูลัส) แทนที่จะเป็นเครื่องจักรทัวริง สรุป:NP

  • ความคิดที่สำคัญคือการเลียนแบบการประมาณเช่นการประมาณโปรแกรมโดยพลการโดยเลียนแบบ (ซึ่งอาจใช้อินพุตของพวกเขามากที่สุดครั้ง); สัญชาตญาณคือ
    Boolean circuitsTuring machines=affine λ-termsλ-terms
    λ
  • λ
  • NP
  • แน่นอนว่าหนึ่งอาจลด HO CIRCUIT SAT เป็น CIRCUIT SAT ได้ดังนั้นจึงเป็นการพิสูจน์ทฤษฎีคุก Cook-Levin ตามปกติและรายละเอียดระดับต่ำที่เต็มไปด้วยเลือดก็ถูกย้ายไปที่การสร้างการลดลงดังกล่าว

NP

λλ


NP

λ

λ

NPNPcoNPλ

λλ

NPλมันไม่สำคัญเลยถ้าคุณรู้ว่าสัญชาตญาณของคุณเป็นเสียง เครื่องทัวริงให้คำตอบได้ทันทีและใช้งานได้และผู้คนก็ไม่ได้ (และยังทำไม่ได้) รู้สึกถึงความต้องการที่จะไปต่อ


2
เพียงแค่การชี้แจงที่พลาดหลายคน: สตีฟได้รับการพิสูจน์แล้วว่า NP-ครบถ้วนสมบูรณ์สำหรับ TAUT หลักฐานการ SAT จะมีนัยในที่นั่น ความคิดของการลดคาร์ปไม่ได้อยู่ในเวลา นอกจากนี้ยังเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องทราบว่า TAUT เป็นเหตุผลที่ทำให้ Steve สนใจในหัวข้อและเป็นศูนย์กลางของการพิสูจน์ทฤษฎีบทโดยอัตโนมัติผู้คนจะสนใจในการแก้ไขข้อตกลงแลมบ์ดาเชิงเส้นหรือไม่? การพัฒนาทางเลือกเป็นไปได้ แต่มันจะเกิดขึ้นโดยปราศจากการรู้ล่วงหน้าของความสมบูรณ์แบบ NP หรือไม่? ฉันพบว่าไม่น่าพิจารณาว่าการพัฒนาทางเลือกค่อนข้างเร็ว :)
Kaveh

1
ฉันจำได้ว่าการอ่านบางส่วนของแรงจูงใจของเลวินในการพัฒนาปัญหาความไม่สมบูรณ์คือการไม่สามารถแก้ไขกราฟ Isomorphism และปัญหาขนาดวงจรขั้นต่ำ (MCSP) และความหวังที่จะแสดงให้เห็นว่าพวกเขาเป็น อย่างน้อยจะได้ GI มีอยู่ยังคงอยู่ในโลกของ lambdas แล้ว ...
โจชัว Grochow

1
@Kaveh ขอบคุณสำหรับความคิดเห็นของคุณฉันได้เพิ่มบางย่อหน้าเพื่อทำคำตอบให้สมบูรณ์
Damiano Mazza

1
@ จอชดังนั้นจะต้องใช้เวลาและ SAT
Kaveh
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.