コルモゴロフの複雑性は全射関数ですか?


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入力(T、x)で入力xのT出力を出力する(おそらく両方が永久に実行される)チューリングマシンとユニバーサルチューリングマシンUのエンコーディングを修正しましょう。xのコルモゴロフ複雑度K(x)を、U(p)= xとなるような最短プログラムpの長さとして定義します。

すべてのn> Nに対して、K(x)= nのxがあるようなNはありますか?

リマーク。ユニバーサルチューリングマシンを別の方法で定義すると、答えは否定的なものになる可能性があります。たとえば、(T、x)の長さが100で割り切れる場合、入力(T、x)でTをxでシミュレートし、それ以外の場合は何もしないUについて考えます。この例をいくつかの方法で変更して、ユニバーサルチューリングマシンのさまざまな定義の反例を取得できます。


あなたが求めているものとはかけ離れていますが、の画像がUに関係なく正の線形密度を持っていることを証明することは難しくないと思います。これは、たとえば、K x が無限に合成されることが多いことを意味します。KUK(x)
Dan Brumleve 2017年

回答:


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深い洞察のない、単なる拡張コメント:おそらく、チューリングマシンのエンコードをごまかして、全射コルモゴロフの複雑さにつながる人工的なエンコードを構築できます。

  • 0(1ステートTM)を出力するチューリングマシンを表します。00
  • は、 p + 1(バイナリ文字列 pに1を加えた数)を出力するチューリングマシンを表します。これは、 p + 1を出力する決定可能なTMの暗黙の「圧縮」バージョンです。0pp+1pp+1
  • は、標準的な列挙の p + 1番目のチューリングマシンを表します(列挙は、すでに 0および 0 pに含まれているTMをスキップできます)。1pp+100p

入力の対応するユニバーサルTM は、bの値をチェックします。0の場合、x + 1を出力します。それ以外の場合、TM M x + 1xが空の文字列の場合はM 0)をシミュレートします。M x + 1は入力を埋め込むことに注意してください。bxb0x+1Mx+1M0xMx+1

すべての文字列の場合は1 K X | x | + 1 ; そしてすべてのためのn 1がある2つのn個の長さの文字列nがだけある2 N - 1 - 1つの長さのプログラム< Nその使用して表すことができる1つのP符号化と、そして、1 pを使用して表現できる長さnの2 n1プログラムのみx1K(x)|x|+1n12nn2n11<n1p2n1n1pエンコーディング; したがって、文字列少なくとも の長さのn個のプログラムで表すことができない1 、P長さのN。しかし、それは確かに長さn + 1のプログラム0 x で表すことができます(それを生成する同じ長さn + 1のプログラム1 pも存在するかどうか心配しません)。xn1pn0xn+11pn+1

すべてのに対して、文字列x |が存在すると結論付けることができますx | = NようにK X '= N + 1(この特定のKは全射であるので)。n>1x,|x|=nK(x)=n+1

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