タグ付けされた質問 「computability」

計算可能性理論、つまり再帰理論。

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この宇宙の計算の限界は何ですか?
チューリングの完全性には、無限のメモリと無限の時間が必要であることを理解しています。 ただし、このサービスには有限量のアトムが存在するため、メモリが制限されます。たとえば、が非合理的であっても、宇宙のすべての原子がこの目的に使用されたとしても、特定の桁数以上を格納する方法はありません。ππ\pi それでは、宇宙の制限に基づいて実装されたチューリングマシン(宇宙のすべてのリソースを使用できますが、それ以上は使用できません)の計算可能性の制限は何ですか?の最大桁数は?このテーマに関して、読むのが面白いと思われる論文はありますか?ππ\pi

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コンピューターは、シミュレートされた世界の一部として自分自身をシミュレートできますか?
ある特定の将来の時点で宇宙のすべての原子の状態を計算するコンピューターを構築したとしましょう。定義上、ユニバースは存在するすべてのもの(および残りの部分と相互作用するすべてのもの)であるため、構築中のコンピューターも含まれます。コンピューターを使用して、コンピューター自体の原子を含む宇宙のすべての原子の状態を計算できますか? そのようなコンピューターが他の理論的または実用的な理由で不可能な場合、それは何ですか?

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Realsの数学をComputable Realsにどの程度まで適用できますか?
適切なサニタイズにより、計算可能な実数のみを考慮する場合、実数の使用に関する最も知られている結果を実際に使用できると述べる一般的な定理はありますか?または、計算可能な実数のみを考慮する場合に有効な結果の適切な特性評価がありますか?副次的な問題は、計算可能な実数に関する結果を、すべての実数、または計算できないものを考慮することなく証明できるかどうかです。私は特に微積分と数学的分析を考えていますが、私の質問は決してそれに限定されません。 実際、チューリング階層に対応する計算可能な実数の階層があると思います(正しいですか?)。次に、より抽象的には、実際の抽象的な理論があります(用語がどうあるべきかはわかりません)。これについては、従来の実数だけでなく計算可能な実数にも適用される多くの結果を証明できます。計算可能な実数のチューリング階層の任意のレベル(存在する場合)。 それから私の質問は次のように述べることができます:伝統的実在について証明されたときに実在の抽象理論に適用される結果の特徴づけはありますか?そして、これらの結果は、従来の現実を考慮せずに、抽象理論で直接証明できますか。 また、これらの実数の理論がどのように、いつ分岐するかを理解することに興味があります。 PS私は私の質問でこれをどこに当てはめるかわかりません。実数に関する多くの数学がトポロジーで一般化されていることに気付きました。だから、私の質問への答え、またはその一部がそこにあるかもしれません。しかし、それだけではありません。

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ゲーデルマシンの実現可能性
最近、私は非常に興味深い理論的構成に出会った。いわゆる ゲーデルマシン これは、自己最適化が可能な一般的な問題解決ツールです。リアクティブ環境に適しています。 私が理解しているように、それはユニバーサルチューリングマシン用のプログラムとして実装できますが、その要件は現在利用可能なハードウェアをはるかに超えています。しかし、私は多くの詳細を見つけることができませんでした。 そのようなマシンは実際に構築できますか?それらは私たちの宇宙で少なくとも実現可能ですか?

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チェスはユニバーサルチューリングマシンをシミュレートできますか?
私はタイトルの質問に明確な答えを得たいと思っています。 任意のプログラムを無限のボード上の有限なピースの構成に変換する一連のルールはありますか?白黒が合法的な動きのみをプレイする場合、プログラムが停止する場合、ゲームは有限時間で終了しますか? ルールは、通常のチェスから50の移動ルール、交換、キャスティングを引いたものと同じです。 そして、チェスのようなゲームをチューリング完全にするために必要な、異なる種類のピースの最小数(つまり、最も単純なゲーム)は何ですか?(許可された動きのセットを持ち、翻訳下で不変の各タイプの作品)。 チューリングが完了したことを証明するためにゲームに追加できるものはありますか?

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「チューリングマシンを構築できる物理的なもの」の名前はありますか?
コンピュータサイエンスに関する驚くべきことの1つは、物理的な実装が何らかの意味で「無関係」であることです。人々は、リレー、真空管、ディスクリートトランジスタなど、いくつかの異なる基板からコンピューターを構築することに成功しています。すぐに、非線形光学材料、さまざまな生体分子、および他のいくつかの基板からチューリング完全なコンピューターを構築することに成功するかもしれません。原則として、ビリヤードボールコンピューターを構築することが可能です。 ただし、物理的な基板は完全に無関係ではありません。特定のコンポーネントのセット、特にダイオード抵抗ロジックは「不完全」であることがわかっています。電源や相互に接続するコンポーネント の数に関係なく、不可能な非常に単純なことがいくつかあります。行う。(ダイオード抵抗ロジックはAND、ORを実装できますが、NOTを実装できません)。また、コンポーネントを接続する特定の方法-特に、単層パーセプトロンは、「不完全」です。特定の非常に単純なことができないことがあります。(単層パーセプトロンはAND、OR、NOTを実装できますが、XORの実装は失敗します)。 「チューリングマシンを構築できる物理的なもの」について、それほど厄介なフレーズはありますか。または、反対に、「どれだけ多く持っていてもチューリングマシンを形成できない物理的なもの」ですか? しばらくの間、「機能的に完全なセット」または「普遍的なゲートのセット」というフレーズを使用しました-または、数学者と話すときは、「機能的に完全なセットを実装できる物理的なもの」-それは言われていませんまったく正しい。一部のコンポーネントセットは、機能的に完全なセットを実装できます。しかし、これらのコンポーネントだけでチューリング完全なマシンを構築することはできません。たとえば、電球と手動操作の4方向ライトスイッチは、機能的に完全なセット(AND、OR、NOT、XORなど)を実装できます。しかも、1つの出力(電気的または光学的)を次の入力(機械的回転)に入力できないため、完全にライトスイッチと電球だけでチューリング完全な機械を構築することはできません。 関連:「再利用可能な普遍的」という概念の公式名はありますか?そして、「どちらのCPUを構築することができますアウトチップ」の名前はありますか?

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停止問題の制限されたバージョンについて私たちは何を知っていますか
(UPDATE:良く形成疑問が提起され、ここでこの質問を明確に定義されていないことを示し、以下の受け入れ答えのコメントとして) 停止問題の不可能性の古典的な証明は、入力としてそれ自体に停止検出アルゴリズムを適用しようとするときに矛盾を実証することに依存します。詳細については、以下の背景を参照してください。 実証された矛盾は、自己参照パラドックスのために適用されます(「この文は正しくない」という文のように)。しかし、そのような自己参照を厳密に禁止した場合(つまり、そのような自己参照が停止することを決定できないという事実を受け入れた場合)、どのような結果が残されますか?非自己参照マシンの残りのセットの停止の問題は、停止するかどうかを決定できますか? 質問は次のとおりです。 自己参照ではない(つまり、入力として自分自身を受け取らない)可能性のあるすべてのチューリングマシンのサブセットを検討する場合、このサブセットの停止問題について何がわかりますか? 更新 たぶん、私が何を求めているかをよりよく再定式化することは、決定可能なセットを定義するものをよりよく理解することです。HALTを実行する場合を除いて、決定不能性に関する情報を追加しないため、古典的な決定不能性の証明を分離しようとしました。 背景: チューリングマシンのエンコードである入力とを決定できるチューリングマシンがあり、停止するかどうかの矛盾を前提としています。次に、とを取り、を使用して停止するかどうかを決定し、逆のことを行うチューリングマシン考えます。つまり、が停止しない場合はが停止し、は停止します。次に、は矛盾を示しますQQQMMMバツバツXM(X)M(バツ)M(X)KKKMMMバツバツXQQQM(X)M(バツ)M(X)KKKM(X)M(バツ)M(X)M(X)M(バツ)M(X)K( K)K(K)K(K)KKK 停止しない場合は停止する必要があり、停止しても停止しません。 動機: 同僚がソフトウェアシステムの正式な検証に取り組んでおり(特に、システムがソースコードレベルで既に証明されており、コンパイラーの問題を中和するために、コンパイルされたバージョンでそれを修正したい場合)、彼の場合、組み込みの制御プログラムの特別なセットで、自己参照型ではないことは確かです。彼が実行したい検証の1つの側面は、入力ソースコードが終了することが証明された場合に、コンパイルされたプログラムが停止することが保証されるかどうかです。 更新 以下のコメントに基づいて、非自己参照チューリングマシンの意味を明確にします。 目標は、それを証明で提示された矛盾を引き起こさないセットとして定義することです(上記の「背景」を参照)。次のように定義できます。 チューリングマシンが存在すると仮定すると、チューリングマシンのセットのための停止問題を決定する、その後、に対して非自己参照されるそれが呼び出したすべてのマシン除外した場合上(直接または間接的に)。(明らかに、はメンバーにはなれません。)QQQSSSSSSQQQQQQSSSQQQSSS を間接的に呼び出すことの意味を明確にするには:QQQSSS でを呼び出すことは、状態のセットとテープ上の特定の可能な初期入力(任意のメンバーに対応)を持つチューリング機械によって示され、最初はその入力の先頭にあります。マシン呼び出す上の段階の(有限の)シーケンスがあることがあれば、「間接的に」、初期設定にその設定が「準同型」にするためにかかるだろう。QQQSSSQQQSSSWWWQQQSSSWWWQ ( S)Q(S)Q(S) 更新2 同じタスクを実行するチューリングマシンが無限に多く、が一意ではないという議論からの回答から、は単一のチューリングマシンではなく、すべてのマシンコンピューティングの(無限)セットであると言うことで上記の定義を変更します同じ関数(HALT)。HALTは、特定の入力でチューリングマシンが停止するかどうかを決定する関数です。QQQQQQ 更新3 チューリングマシン準同型の定義: ラベル付きノードANDエッジを持つグラフの準同型の標準的な意味で、Aの遷移グラフがBの遷移グラフと準同型である場合、A TM AはTM B と準同型です。TMの遷移グラフ(V、E)は、V = states、E = states間の遷移アークです。各アークには、(S、W、D)、S =テープから読み取ったシンボル、W =テープに書き込むシンボル、D =ヘッドショーが移動する方向のラベルが付いています。

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チューリング完全言語のみが解釈できる総合言語
チューリング完全ではない言語は、それ自身のインタープリターを作成できません。私はそれをどこで読んだのか見当がつかないが、それが何度も使われているのを見た。これにより、一種の「究極の」非チューリング完全言語が生まれるようです。のみできるものチューリングマシンによって解釈されます。これらの言語は、自然から自然までのすべての合計関数を必ずしも計算できるわけではなく、必ずしも同型であるとは限りません(つまり、Aは計算できるがBはできない関数Fが存在するような究極の言語AとBが存在する可能性があります)。AgdaはGodelのシステムTを解釈でき、Agdaは完全であるため、そのような究極の言語はGodelのシステムTのように厳密に強力でなければなりません。そのような言語は、少なくともagdaと同じくらい強力であるように思えます(ただし、証拠はありませんが、ただの予感です)。 このような研究は行われていますか?どのような結果が知られていますか(つまり、そのような「究極の」言語は知られていますか)? ボーナス:GodelのSystem Tがまだチューリングマシンでしか解釈できない関数を計算できない病理学的なケースが存在することを心配しています。これは事実ですか、またはそのような言語がGodelのSystem Tが計算できるものを計算できることを知ることができますか?

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アッカーマン関数の明示的なミュー再帰式
標準のミュー再帰演算子を使用して、アッカーマン関数(実際、RózsaPéterとRaphael Robinsonが提案したバージョンに興味があります)の作成方法を指摘していただけますか?PéterとRobinsonによるオリジナルの論文を試しましたが、Péterの論文は英語とは異なる言語を使用し、Robinsonの論文「Recursion and Double Recursion」および「Primitive Recursive Functions」も助けになりません。 Ackerman関数を定義するために二重再帰演算子と呼ばれるため、この場合はmu再帰項での演算子の明示的な定義が求められます。 答えに最も近いのは、P。スミスの「Godelの定理の紹介」(CUP、2007)(29.4 Ackermann-Peter関数はμ再帰的)ですが、彼は次のように思い付きます。難しくはありませんが退屈です。ここで詳細を説明することから学ぶことは何もありません。 RózsaPéterの本「Recursive functions」(1967年、アカデミックプレス)も試しました。そこに与えられた再帰演算子のバリアントがたくさんあります。通常、一方が他方に減少します。アッカーマン関数の定義に適したタイプの再帰演算子と、それをプリミティブなリデュレーション演算子と最小化演算子に減らす一連のステップがあると思いますが、全体を調査することはできません。


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計算可能性とロジックの不動点
この質問はMath.SEにも投稿されています。 /math/1002540/fixed-points-in-computability-nd-logic ここに投稿しても大丈夫だと思います。そうでない場合、またはCS.SEにとって基本的すぎる場合は、教えてください。削除します。 論理の不動点定理とλの関係をより良く理解したいλλ\lambda計算思います。 バックグラウンド 1)真実の不完全性と定義不能性における不動点の役割 私が理解している限り、論理を内在化するという基本的なアイデアは別として、タルスキーの真実の定義不能性とゲーデルの不完全性定理の両方の鍵は、以下の論理的な固定小数点定理であり、建設的でフィニスティックなメタ理論に住んでいます(定式化を願っています大丈夫、何かが間違っているか不正確な場合は私を修正してください): ロジック内の不動点の存在 仮定 言語上十分に表現、帰納的可算理論でL、およびlet CがのコーディングさLのに-formulas T、任意の整形旋回アルゴリズムであるL -formulas φとにLの 1つの自由変数で-formulas C(φ )(V )、いずれかのようなL -formula φ我々が持っているTを ⊢ ∃ !v :C(φ )(v )。TT{\mathscr T}LL{\mathcal L}CC{\mathbf C}LL{\mathcal L}TT{\mathscr T}LL{\mathcal L}φφ\varphiLL{\mathcal L}C(φ)(v)C(φ)(v){\mathbf C}(\varphi)(v)LL{\mathcal L}φφ\varphiT⊢∃!v:C(φ)(v)T⊢∃!v:C(φ)(v){\mathscr T}\vdash \exists! v: {\mathbf C}(\varphi)(v) 次いで、アルゴリズムが存在する整形旋回Lの閉鎖整形に一つのフリー変数-formulasをLのいずれかのよう-formulas、Lの 1つの自由変数で-formula φ我々はT ⊢ Y(φ )⇔ ∃ V :はC(Y(φ ))(V …

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すべての再帰言語は、致命的なチューリングマシンによって認識されていますか?
開始構成ごとに停止した場合、チューリングマシンは致命的であると言います(特に、テープの内容と初期状態は任意です)。すべての再帰言語は、致命的なチューリングマシンによって認識されていますか?(つまり、を受け入れるTMがある場合、を受け入れるmortal TMもあります)MMMMMMLLLLLL

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計算の幾何学的解釈
物理学から来た私は、幾何学的な観点から多くの問題を調べる訓練を受けてきました。たとえば、動的システムの多様体の微分幾何学など。コンピューターサイエンスの基礎を読むときは、常に幾何学的解釈を見つけようとします。再帰的に列挙可能なセットのもっともらしい幾何学的な解釈のように定式化)または数値を並べ替えるための単純なアルゴリズムの美しい幾何学的結果。私は専門家ではありませんが、幾何学的複雑性理論に関する調査を読んでおり、確かに興味深いプログラムですが、チューリングマシン、ラムダ計算のダイナミクスや( un)計算可能なセット(特定の問題ではなく)。これらのオブジェクトの幾何学的構造を見つけることは絶望的な仕事ですか、それとも複雑な結果を期待できますか?幾何学的に扱うTCSの定式化はありますか?

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正常に解決されたCollat​​z予想の「最も近い」問題とは何ですか?
私は、コラッツ予想の「最も近い」(そして「最も複雑な」)問題が解決したことに興味があります(エルドスは有名に「数学はまだそのような問題に熟していない」と言いました)。「コラッツのような」問題のクラスは決定できないことが証明されています。ただし、HofstadterのMIUゲームなどの漠然と類似した問題(解決済みですが、明らかにおもちゃの問題の方が多い)は実際に決定可能であるか、解決されています。 関連する質問 Collat​​z予想と文法/オートマトン

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任意のP度に単語の問題を持つグループが存在しますか?
チューリング度が与えられた場合、その程度に問題がある単語が有限に提示されたグループがあることは長い間知られています。私の質問は、任意の多項式時間チューリング度に対して同じことが当てはまるかどうかです。具体的には、決定可能なセット与えられた場合、およびような、単語問題有限提示グループが存在しますか?また、有限に提示されたものから再帰的に提示されたものまでリラックスしたいと思います。AAAWWWW≤PTAW≤TPAW\leq_T^P AA ≤PTWA≤TPWA\leq_T^P W 答えはイエスだと思いますし、他の人がこれをどこかで読んだと言うのを聞いたことがありますが、参考文献を追いかけることはできませんでした。

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