หมากรุกสามารถจำลองเครื่องทัวริงสากลได้หรือไม่?


16

ฉันกำลังมองหาคำตอบที่ชัดเจนสำหรับคำถามชื่อ

มีชุดของกฎที่แปลโปรแกรมใด ๆ เป็นการกำหนดค่าชิ้น จำกัด บนกระดานที่ไม่มีที่สิ้นสุดเช่นถ้าขาวดำเล่นเฉพาะการเคลื่อนไหวทางกฎหมายเกมจะสิ้นสุดในเวลา จำกัด หากโปรแกรมหยุดหรือไม่

กฎนั้นเหมือนกับหมากรุกธรรมดาลบ 50 กฎการย้ายการแลกเปลี่ยนและการร่าย

และชิ้นส่วนต่าง ๆ จำนวนน้อยที่สุด (เช่นเกมที่ง่ายที่สุด) ที่จำเป็นสำหรับเกมหมากรุกแบบทัวริงคืออะไร? (ชิ้นส่วนแต่ละประเภทมีชุดการเคลื่อนไหวที่อนุญาตซึ่งไม่เปลี่ยนแปลงภายใต้การแปล)

มีชิ้นส่วนใดที่เราสามารถเพิ่มเข้าไปในเกมเพื่อพิสูจน์ว่ามันสมบูรณ์แบบหรือไม่?


8
คำถามนี้ยังโพสต์ในmath.SEโปรดอ่านคำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับการโพสต์ข้าม
Gopi

10
คุณเพิ่งโพสต์สิ่งนี้ทางคณิตศาสตร์และได้รับตัวชี้ที่มีประโยชน์ไปยังลิงก์ MO รวมถึงคำตอบแล้ว หากสิ่งเหล่านี้ไม่เหมาะสมคุณอาจข้ามที่นี่ แต่โดยทั่วไปเราไม่ต้องการให้มีการข้ามทางข้ามพร้อมกันเพราะจะทำให้เกิดการแตกหักของการสนทนาและการเกิดซ้ำ ฉันกำลังจะปิดตอนนี้ แต่คุณสามารถตั้งค่าสถานะเพื่อเปิดใหม่หากคุณไม่ได้รับคำตอบที่น่าพอใจที่อื่น (โปรดเพิกเฉยต่อ "เหตุผลในการปิด" - เรามีตัวเลือกไม่กี่ตัวเท่านั้น)
Suresh Venkat

9
ดูเหมือนว่าไม่น่าเป็นไปได้เนื่องจากหมากรุกมีจำนวนชิ้นเพียงไม่กี่เกมเท่านั้นและเครื่องทัวริงสากลมีจำนวนบิตไม่ จำกัด อย่างไรก็ตามนี่ไม่ใช่ข้อพิสูจน์
Peter Shor

1
@ayfun จ่าย: คุณกำลัง "แก้ปัญหา" ที่แตกต่างกัน รุ่น EXP-C หมากรุกมีชิ้นส่วนเฉพาะที่กำหนดให้คณะกรรมการขึ้นอยู่กับค่าของความกว้างกระดานnจำนวนอีกา ฯลฯ เติบโตเป็นส่วนของn คำถามที่ถามที่นี่คือ (a) คณะกรรมการที่ไม่มีที่สิ้นสุดและ (b) จำนวนชิ้นใด ๆ ในสัดส่วนใด ๆ กับอีกคนหนึ่ง nn
Aaron Sterling

2
@JE: ผู้ถามยืนยันว่าคำตอบในเว็บไซต์อื่น ๆ ไม่เป็นที่น่าพอใจดังนั้นฉันจึงเปิดใหม่อีกครั้ง
Suresh Venkat

คำตอบ:


5

ฉันคิดว่าคำถามที่คล้ายกันมากเคยถามมาก่อนฉันคิดว่านี่ก่อน: /mathpro/27967/decidability-of-chess-on-an-infinite-board/63684 นี่คือการปรับปรุงของฉันและ แก้ไขความคิดเห็น

ฉันคิดว่าปัญหายังไม่ได้รับการแก้ไขอย่างสมบูรณ์ แต่คำตอบคือใช่แน่นอน ฉันไม่มีหลักฐานสำหรับหมากรุกเนื่องจากฉันไม่มีความสามารถในการออกแบบการกำหนดค่าบางอย่าง แต่ฉันคิดว่าต้องมีอยู่ และแม้ว่าพวกเขาจะไม่ทำเช่นนั้นสำหรับเกมหมากรุกบางเกมพวกเขาทำอย่างแน่นอนซึ่งแสดงให้เห็นว่าความพยายามในการพิสูจน์ความสามารถในการตัดสินใจได้นั้นไม่ถูกต้อง ต่อมาฉันก็พบว่ามีข้อโต้แย้งที่คล้ายกันมากกับฉันที่นี่: http://www.redhotpawn.com/board/showthread.php?threadid=90513&page=1#post_1708006แต่หลักฐานของฉันแสดงให้เห็นว่าในความเป็นจริงสองเคาน์เตอร์นั้นเพียงพอและอาจจะ เหมืองมีรายละเอียดเพิ่มเติม

การลดนี้ขึ้นอยู่กับแนวคิดของเครื่องสแต็ค เครื่องสแต็คที่มีเพียงสองกองที่ใช้ตัวอักษรสแต็คของตัวอักษรเพียงตัวเดียวสามารถจำลองเครื่องทัวริงใด ๆ (บางคนจะเรียกว่าหุ่นยนต์ จำกัด ที่กำหนดขึ้นนี้ด้วยสองเคาน์เตอร์) ดังนั้นเป้าหมายของเราคือการจำลองเครื่องดังกล่าวด้วยตำแหน่งหมากรุก ฉันเห็นสองวิธีนี้

i, สร้างการกำหนดค่าสองแบบแยกกันโดยที่ทั้งคู่มีส่วนเริ่มต้นและส่วนที่เคลื่อนไหวซึ่งสามารถเปลี่ยนแปลงได้ (เพื่อเก็บสถานะ) นอกจากนี้ชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวจะถูกเชื่อมต่อเช่น โดย rooks ซึ่งสามารถรุกฆาตหากปล่อยออกมานี่คือเหตุผลว่าทำไมหากรัฐหนึ่งเคลื่อนที่ 1 อีกอันต้องย้าย k และอื่น ๆ

ii, สร้างการกำหนดค่าเดียวซึ่งขึ้นอยู่กับสถานะของมันเคลื่อนย้าย l ในแนวนอนและ -k ในแนวตั้ง นอกจากนี้ให้วางโกงที่ (0,0) ที่จะไม่ย้าย แต่สามารถรับประกันได้ว่าการกำหนดค่าสามารถ "รู้สึก" เมื่อกลับไปที่เคาน์เตอร์ว่างเปล่า

ดังนั้นสิ่งที่ต้องทำคือออกแบบการกำหนดค่าเช่นนี้ซึ่งฉันคิดว่าน่าจะเป็นไปได้ด้วยความพยายามและความรู้เกี่ยวกับหมากรุก นอกจากนี้โปรดทราบว่าในทั้งสองกรณีการก่อสร้างใช้ชิ้นส่วนที่ไม่ได้มีขอบเขตฉันสงสัยว่านี่เป็นสิ่งที่จำเป็นจริงๆ เป็นขั้นตอนแรกฉันเสนอที่จะให้ตำแหน่งเทียบเท่ากับการคาดคะเน Collatz: /mathpro/64966/is-there-a-chess-position-equivalent-to-the-collatz-conjecture


4

เมื่อวานฉันไปเที่ยวเพื่อตรวจสอบสถานะของปัญหานี้และพบผลลัพธ์ใหม่ (2012):

Dan Brumleve, Joel David Hamkins และ Philipp Schlicht, ปัญหาคู่ครองของหมากรุกไม่มีที่สิ้นสุดได้รับการแก้ไข (2012)

ดังนั้นปัญหาที่เพื่อนร่วม in - n ของหมากรุกที่ไม่มีที่สิ้นสุดไม่สามารถทัวริงสมบูรณ์

decidability ของหมากรุกที่ไม่มีที่สิ้นสุดโดยไม่มีข้อ จำกัด เกี่ยวกับจำนวนของการเคลื่อนไหวสำหรับคู่ดูเหมือนว่ายังคงเปิดอยู่


ดีแม้ว่าคำสั่งไม่น่าแปลกใจเกินไป
domotorp

1
@domotorp: ฉันเห็นด้วย :( แต่หลักฐาน (ใช้โครงสร้างการสั่งซื้อครั้งแรกที่กำหนดได้ในการคำนวณ Presburger ทางคณิตศาสตร์) เป็นระเบียบเรียบร้อย
Marzio De Biasi

@domotorp: ... ฉันพยายามที่จะเข้าใจในส่วนนี้: "... ตอนนี้เรายืนยันว่าการรวบรวมลำดับของสตริงที่เกิดขึ้นจากตำแหน่งเป็นปกติโดยตระหนักถึงเครื่องทัวริงเทปแบบอ่านอย่างเดียวที่พวกเขา ปฏิบัติตามข้อกำหนดที่จำเป็น ... <ข้อกำหนด> ... และไม่มีรายการสดสองรายการที่ครอบครองตารางเดียวกัน ... " 99.99% ฉันตีความผิด แต่ฉันไม่เห็นว่าสตริงปกติสามารถฝังข้อมูลที่สองชิ้นอยู่ในรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสที่แตกต่างกันได้อย่างไร
Marzio De Biasi

ดังนั้นฉันจึงไม่คุ้นเคยกับหัวข้อนี้มากนัก แต่ไม่ใช่สิ่งที่พวกเขามีเครื่องมัลติเทป ดูเหมือนว่าพวกเขามีแต่ละสายบนเทปแยกต่างหากจากนั้นก็ง่ายต่อการตรวจสอบ ฉันเดาว่าการมีสองเทปด้วยสายแทรกจะดีเหมือนกันถ้าเราต้องการเทปที่มีขอบเขต จำกัด
domotorp
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.