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  1. 「」を一次式としてどのように表現できますか?P = P S P A C EP= PSPA CE
  2. 算術階層のどのレベルにこの式が含まれていますか(そして、それを含む階層の現在既知の最小レベルは何ですか)

参考までに、Liptonによるこのブログ投稿を参照してください。



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おそらく、あなたはの定義に代えてSATのPSPACE完全問題を使用して、同じリプトンの証拠を使用することができψ X C Y とあなたが得るP P S P A C Eは、のように表すことができるX Cψ x c yPPSPA CEYψ X C Y 、すなわちそれは Π 2文章。しかし、IMOは一種の「ハック」です... :-)X CYψ x c yΠ2
Marzio De Biasi

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私の人生とすべての世の所有物を、あなたがそれを「偽り」として表すことができると私は賭けます。つまり、命題論理でも表現可能です。:)
ショール2013

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@Shaull。承知しました。そして、これが正しい表現であることを示すと、必要なすべての所有物を購入できるようになります。コメント欄が小さすぎて証明を含められないことに抗議しないでください。
Vijay D

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@VijayD-私は餌を取ります:私は本当に素晴らしい証拠を見つけました、そしてコメントスペースは十分です。しかし、フォントは好きではありません...
Shaull

回答:


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まず、私は、それが「偽」が発現することが示唆された質問へのコメントに対処したいPを= P S P A C E文があるためである偽。これは良い冗談かもしれませんが、このように考えることは実際には非常に有害です。特定の文を特定の正式なシステムでどのように表現するかを尋ねるとき、私たちは真理値について話しているのではありません。もしそうだとしたら、誰かが「素数が無限に多いという事実をどのように書き留めればよいのか」と尋ねたとき、「3 + 3 = 6」と答えることはできますが、これは明らかにうまくいきません。同じ理由で、「false」は「」に対する有効な回答ではありませんP=PSPACEP=PSPACE? "。私はフレゲとラッセルが私たちにそのレッスンを教えるために一生懸命に努力したと思います。

私が表現する方法をお見せしましょうP S P A C E Pを、他の方向が似ており、その後、あなたが得るために一緒にそれらを一緒に置くことができるP S P A C E = Pを。いずれにせよ、あなたの目的のために、それだけで表現するのに十分であるP S P A C E Pをあなたが何をしているかに応じて、。PSPACEPPSPACE=PPSPACEP

構成と同様の手法用いクリーネの述語TをT、我々は有界quantifer式を構築することができ、A 、C 、C 、E 、P 、T 、S 、P 、A 、C 、EK M N このように存在する(Σ 0 0 = Π 0 0)「kでエンコードされたマシンを実行し、そのスペース使用量を| n | mにバインドすると、マシンは入力nを受け入れます。」ここに| n |acceptspace(k,m,n)Σ00= Π00k| n |メートル| n |nの長さです。このような式が存在することを非公式に確認する方法は次のとおりです。km、およびnを指定すると、必要な時間とスペースの量に対するプリミティブな再帰的な境界を計算できます(つまり、最大で| n | mスペースと最大2 | n | m時間)。次に、計算された境界内にあるすべての可能な実行トレースを単純に検索します。このような検索はかなり効率的ではありませんが、プリミティブな再帰的であり、制限付きの式として表すことができます。kメートル| n |メートル2| n |メートル

同様の式a c c e p t t i m ek m n があり、実行時間は|によって制限されますn | ma c c e p ttime(k,m,n)|n|m

今の式を考える: K M K 'M 'n個C 、C 、E 、P 、T 、S 、P 、A 、C 、EK M N A 、C 、C 、E 、P 、T 、T iがmはEK 'M 'N それはすべてのマシンk

k,m.k,m.n.acceptspace(k,m,n)accepttime(k,m,n).
kほとんどスペースを使用します| n | mほとんどの場合に使用するマシンk ′がありますn | 2つのマシンがまったく同じnを受け入れるようなm 。換言すれば、式は言うP S P A C E Pを。この式は、Π 0 3|n|mk|n|mnPSPACEPΠ03

代わりに「T Q B F is polytime」という文を表現したい場合は、これを改善できます。これは、TQBFがPSPACE完全であり、したがって、ポリタイムであることはP S P Aと同等であるため、ほとんどのアプリケーションにとって十分なはずですC E P。してみましょうK 0 BE(のコード)空間にTQBFを認識し、マシンは| n | m 0。次いで、 " T Q B F Pは "と表現することができる K 'M 'TQBFPSPACEPk0|n|m0TQBFPn個C 、C 、E 、P 、T 、S 、P 、A 、C 、EK 0M 0N A 、C 、C 、E 、P 、T 、T iがmはEK 'M 'N この式は、単にある Σ 0 2。もし私が複雑な理論家だったら、もっと上手くやることができるかどうかはわかります(しかし私はそれを疑います)。

k,m.n.acceptspace(k0,m0,n)accepttime(k,m,n).
Σ02

あなたの最初の段落は、ほぼこの論理的、原文のフォームのようなものです:xkcd.com/169
ビジェイD

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アンドレイは既に説明したP = P S P A C Eは、のように書くことができるΣ 0 2 -sentence。私はこの分類は、文はと同等であればという意味で最適であることを言及してみましょうΠ 0 2 -sentence、この事実が相対化されません。より正確には、オラクルのセットようにP A = P S P A C E Aは、によって定義可能であるΣ 0 2自由な二次変数と-formula AP=PSPACEΣ02Π02APA=PSPACEAΣ02Aが、それはいずれかによって定義可能ではありませんΠ 0 2 -formula。引数は、https://mathoverflow.net/questions/57348のコメントで概説されています(P = N Pの場合ですが、P S P A C Eの場合も同じように機能します)。(実際には、一つのセットであるという考えを精緻化することによって示すことができるΣ 0 2適切な意味で-complete。)Π02P=NPPSPACEΣ02

編集:リンクされたコメントで与えられたトポロジー証明は短いですが、トリッキーに見えるかもしれません。ここに直接強制的な議論があります。

P AP S P A C E Aのように書くことができる Π 0 2形式の-formula φ A = XPAPSPACEAΠ02Yθ A X Y θがある Δ 0 0。ことを矛盾のために想定 P A = P S P A C E Aはまた、と等価である Π 0 2 -formula ψ A = Xϕ(A)=xyθ(A,x,y)θΔ00PA=PSPACEAΠ02Zη A x z 。オラクル B Cを修正して、 P BP S P A C E Bおよび P C = P S P A C E Cとなるようにします。ψ(A)=xzη(A,x,z)BCPBPSPACEBPC=PSPACEC

以来、φ B 、が存在するY 0ようにθ B 0 Y 0。ただし、θは有界の式であるため、θ B 0 y 0の真理値の評価では、オラクルの有限部分のみが使用されます。このように、有限の部分が存在するbは0Bようにθ A 0 Y 0すべてのOracleのϕ(B)y0θ(B,0,y0)θθ(B,0,y0)b0Bθ(A,0,y0)Aの拡張 b 0Ab0

LET C [ B 0 ]表す延びオラクルbは0、およびと一致C B 0が定義されていません。以来、P AおよびP S P A C E Aは、 Oracleで有限の変化によって影響を受けない、我々はψ C [ bが0 ] 。上記と同じ引数によって、存在するZ 0有限部C 0C [ B 0 ]C[b0]b0Cb0PAPSPACEAψ(C[b0])z0c0C[b0]そのため、c 0を拡張するすべてのAに対してη A 0 z 0c 0b 0を拡張すると仮定することができますη(A,0,z0)Ac0c0b0

同様に続いて、我々は数字の無限配列を構築Y 0Y 1Y 2...Z 0Z 1Z 2...、有限部分オラクルB 0C 0B 1C 1B 2ようy0,y1,y2,z0,z1,z2,b0c0b1c1b2

  1. θ A n y nは、 b nを拡張するすべてのオラクル Aθ(A,n,yn)Abn

  2. c nを拡張するすべてのオラクル Aのη A n z nη(A,n,zn)Acn

ここで、Aをすべてのb nc nを拡張するオラクルとします。次に、1と2は、ϕ A ψ A )が同時に成立することを意味します。これは、これらが互いに補数であるという仮定に矛盾します。Abncnϕ(A)ψ(A)


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そのような素晴らしい答えが現在締め切られている質問に対するものであることを
悲しむ
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