Теорема про незавершеність Хайтіна говорить, що недостатньо сильна теорія арифметики не може довести де - складність Колмогорова рядка а - досить велика константа. є досить великим , якщо він більше , ніж розмір в бітах пробної перевірки машини (PCM). РСМ для теорії приймає рядок , закодовану як ціле число в якості вхідних даних і виводить 1 , якщо рядок є допустимим доказом на мові .
Припустимо, що для теорії являє собою верхню межу для складності . Розглянемо наступну ієрархію теорій: Нехай базовою теорією буде арифметика Робінсона ( ). Розширення із дедалі сильнішими аксіомами поліноміально обмеженої індукції. Нехай - теорія теорем, доказна з і будь-яка з цих обмежених аксіом індукції. Припустимо, ми можемо визначити і шляхом визначення ПКМ для кожної теорії.
Хочу розглянути розширену перевірочну машину (EPCM) на . Цей EPCM приймає рядок як вхід так само, як ECM, і має другий вхід, який визначає ранг і рівень підтеорії . Якщо вхідний рядок є дійсним доказом у то EPCM проходить кроки доказування для визначення найвищого рангу та рівня використовуваної індукції. Потім цей EPCM пише 1, якщо вхідне речення є вагомим доказом у зазначеній підтеорії .
Чи здійснена розширена перевірка перевірки, яку я описую? Якщо так, то чи буде розмір цієї EPCM верхньою межею не лише для складності , але й верхньою межею щодо складності будь-якої підтеорії Q ∗ ?
Чи доцільно сказати, що існує постійна верхня межа складності та всіх його підтеорій?
Це питання було натхнене невдалим доказом Нельсона невідповідності арифметики. Я цього не зазначав раніше, тому що деякі люди вважають цей доказ тривожним. Моя мотивація - задати цікаве запитання. Здається, CSTheory є правильним форумом для цього питання. Складність та всіх його підтеорій обмежена постійною або необмеженою. Будь-яка відповідь призводить до більшої кількості питань.
Якщо складність підтеорій не обмежена, ми можемо задавати такі питання, як найслабша підтеорія складніша за Q ∗ ? Або складніше, ніж PA та ZFC? Роздумуючи над цим питанням, мені вже показали, існує сувора обмеження щодо того, наскільки теорія може довести складність струн Колмогорова. Якщо Q ∗ послідовний, жодна його підтеорія не може довести K ( s ) > L ( Q ∗ ) для будь-якого рядка. Це означає, що навіть дуже сильні підтеорії не можуть довести, що є складніші рядки, ніж деякі значно слабкіші під-теорії, де слабша теорія є складнішою, ніж Q .