- Як ми можемо виразити " " як формулу першого порядку?
- Який рівень арифметичної ієрархії містить цю формулу (і який відомий на сьогодні мінімальний рівень ієрархії, що містить її)?
Для ознайомлення дивіться цю публікацію в блозі від Ліптона .
Для ознайомлення дивіться цю публікацію в блозі від Ліптона .
Відповіді:
По-перше, я хочу звернутися до коментарів до питання, де було висловлено припущення, що «помилкове» вираження тому що твердження є хибним. Хоча це може бути гарним жартом, насправді дуже шкідливо мислити таким чином. Коли ми запитуємо, як висловити певне речення в певній формальній системі, ми не говоримо про значення істини. Якби ми були, то коли хтось запитав: "Як мені записати той факт, що нескінченно багато простих?" ми могли б відповісти "3 + 3 = 6", але це однозначно не зробить. З цієї ж причини "хибна" не є коректною відповіддю на те, "як мені записатиЯ думаю, що Фреге і Рассел дуже намагалися навчити нас цього уроку. Ок, зараз до відповіді.
Дозвольте мені показати, як висловитись , інший напрямок схожий, і тоді ви можете з'єднати їх спільно, щоб отримати . У будь-якому випадку для ваших цілей може бути достатньо висловити справедливість, залежно від того, що ти робиш.
Використовуючи прийоми, подібні до побудови присудка Клейна, ми можемо побудувати обмежену формулу квантифера (який, таким чином, проживає в ) приказка "коли ми запускаємо машину, закодовану і обмежили його використання простором , машина приймає вхід "Тут - довжина . Неофіційний спосіб бачити, що такі формули існують, такий: наведений, , і ми можемо обчислити примітивну рекурсивну залежність від того, скільки часу і скільки місця нам буде потрібно (тобто, щонайбільше простір і максимум час). Потім ми просто шукаємо всі можливі сліди виконання, які знаходяться в обчислених межах - такий пошук є досить неефективним, але він є примітивним рекурсивним, і тому ми можемо виразити його як обмежену формулу.
Існує подібна формула в якому час виконання роботи пов'язане з .
Тепер розглянемо формулу:
Ми можемо покращити це, якщо ми готові висловити замість цього речення "є в політаймі ", що повинно бути достатньо добре для більшості застосувань, оскільки TQBF є PSPACE завершеним, і тому він знаходиться в політії еквівалентний. Дозволяє бути (код) машиною, яка розпізнає TQBF у просторі . Тоді ""можна виразити як
Андрій це вже пояснив можна записати як -результат. Дозвольте зазначити, що ця класифікація є оптимальною в тому сенсі, що якщо твердження еквівалентно a-результат, то цей факт не відносить. Точніше, набір оракул такий як визначається а -формула з вільною змінною другого порядку , але це не визначається жодним -формули. Аргумент викладено (для, але це працює точно так само ) у коментарях за адресою /mathpro/57348 . (Насправді, можна доопрацювати ідею, що це набір-комплект у відповідному значенні.)
РЕДАКТУВАННЯ: Топологічний доказ, наведений у пов'язаному коментарі, короткий, але може здатися складним. Ось прямий аргументаційний аргумент.
можна записати як -формула форми , де є . Припустимо для суперечності, що також еквівалентний а -формули . Виправити оракули, такий як і .
З тих пір , існує такий як . Однак, це обмежена формула, отже, оцінка значення істинності використовує лише кінцеву частину оракула. Таким чином, існує кінцева частина з такий як для кожного оракула розширення .
Дозволяє denote the oracle which extends , and agrees with where is undefined. Since and are unaffected by a finite change in the oracle, we have . By the same argument as above, there exists and a finite part of such that for every extending . We may assume that extends .
Continuing in the same fashion, we construct infinite sequences of numbers , , and finite partial oracles such that
for every oracle extending ,
for every oracle extending .
Now, let be an oracle which extends all and . Then 1 and 2 imply that and simultaneously hold, which contradicts the assumption that they are complements of each other.