อ่าน 3 นาที
การกระโดดของทัวริง
ใน ทฤษฎีความสามารถในการคำนวณ การกระโดดของทัวริง หรือตัว ดำเนินการกระโดดของทัวริง ซึ่งตั้งชื่อตาม อลัน ทัวริง คือการดำเนินการที่กำหนดให้กับ ปัญหาการตัดสินใจ X แต่ละปัญหา ให้ เป็น...
การกระโดดของทัวริง
ในทฤษฎีความสามารถในการคำนวณการกระโดดของทัวริงหรือตัวดำเนินการกระโดดของทัวริงซึ่งตั้งชื่อตามอลัน ทัวริงคือการดำเนินการที่กำหนดให้กับปัญหาการตัดสินใจX แต่ละปัญหา ให้ เป็น ปัญหาการตัดสินใจ X ′ที่ยากขึ้นเรื่อยๆโดยมีคุณสมบัติว่าX ′ไม่สามารถตัดสินได้โดยเครื่องจักรออราเคิลที่มีออราเคิลสำหรับX
ตัวดำเนินการนี้เรียกว่าตัวดำเนินการกระโดด (jump operator)เพราะมันเพิ่มระดับทัวริง (Turing degree ) ของปัญหาXนั่นคือ ปัญหาX ′ไม่สามารถ ลดรูปทัวริ ง (Turing-reducible ) ให้เป็นX ได้ ทฤษฎีบทของโพสต์ (Post's theorem)สร้างความสัมพันธ์ระหว่างตัวดำเนินการกระโดดทัวริง (Turing jump operator) กับลำดับชั้นทางคณิตศาสตร์ของเซตของจำนวนธรรมชาติ[ 1 ]โดยทั่วไปแล้ว เมื่อกำหนดปัญหา ตัวดำเนินการกระโดดทัวริงจะส่งคืนเซตของเครื่องทัวริงที่หยุดทำงานเมื่อได้รับสิทธิ์เข้าถึงออราเคิลที่แก้ปัญหานั้น
คำนิยาม
การกระโดดของ Turing ของXสามารถคิดได้ว่าเป็นออราเคิลสำหรับปัญหาการหยุดสำหรับเครื่องจักรออราเคิลที่มีออราเคิลสำหรับX [ 1 ]
ตามหลักการแล้ว เมื่อกำหนดเซตXและการกำหนดหมายเลข Gödel φ i Xของฟังก์ชันที่คำนวณได้Xการกระโดด Turing X ′ของXจะถูกนิยามดังนี้
การกระโดดทัวริงครั้งที่n X ( n )ถูกกำหนดโดยการอุปนัยโดย
การกระโดดω X (ω)ของXคือการเชื่อมต่อที่มีประสิทธิภาพของลำดับของเซตX ( n )สำหรับn ∈ ℕ :
โดยที่p iแทนจำนวนเฉพาะลำดับที่ i
สัญลักษณ์0′หรือ∅′มักใช้แทนการกระโดดแบบทัวริงของเซตว่าง อ่านว่าการกระโดดศูนย์หรือบางครั้งเรียกว่าศูนย์ไพรม์
ในทำนองเดียวกัน0 ( n )คือ การกระโดดครั้งที่ nของเซตว่าง สำหรับn ที่จำกัด เซตเหล่านี้มีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับลำดับชั้นทางเลขคณิต [ 2 ]และโดยเฉพาะอย่างยิ่งเชื่อมโยงกับทฤษฎีบทของโพสต์
การกระโดดสามารถทำซ้ำได้ในลำดับอนันต์ : มีตัวดำเนินการกระโดดสำหรับเซตของจำนวนธรรมชาติเมื่อเป็นลำดับที่มีรหัสใน Kleene (โดยไม่คำนึงถึงรหัส การกระโดดที่ได้จะเหมือนกันตามทฤษฎีบทของ Spector) [ 2 ]โดยเฉพาะอย่างยิ่งเซต0 (α)สำหรับα < ω 1 CKโดยที่ω 1 CKคือลำดับ Church–Kleeneมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับลำดับชั้นไฮเปอร์อาริธเมติก [ 1 ] นอกเหนือจากω 1 CKกระบวนการนี้สามารถดำเนินต่อไปได้ผ่านลำดับที่นับได้ของเอกภพที่สร้างได้โดยใช้ผลงานของ Jensen เกี่ยวกับทฤษฎีโครงสร้างละเอียดของL ของ Gödel [ 3 ] [ 2 ] แนวคิดนี้ยังได้รับการขยายไปสู่จำนวนคาร์ดินัลปกติ ที่ นับ ไม่ได้อีกด้วย [ 4 ]
ตัวอย่าง
- การกระโดดของ Turing 0′ของเซตว่างนั้นเทียบเท่ากับปัญหาการหยุด ของ Turing [ 5 ]
- สำหรับแต่ละnเซต0 ( n )จะเป็นเซตสมบูรณ์ mที่ระดับในลำดับชั้นทางเลขคณิต (ตามทฤษฎีบทของโพสต์ )
- เซตของจำนวน Gödel ของสูตรจริงในภาษาของเลขคณิต Peanoที่มีภาคแสดงสำหรับXสามารถคำนวณได้จากX (ω ) [ 3 ]
คุณสมบัติ
- X ′เป็นจำนวนที่สามารถแจงนับได้ด้วยการคำนวณแบบXแต่ไม่ใช่ได้ด้วยการคำนวณแบบ X
- ถ้าAเทียบเท่ากับBในเชิงทัวริงแล้วA ′ก็เทียบเท่ากับB ′ ในเชิงทัวริงเช่น กัน แต่ข้อความผกผันของข้อสรุปนี้ไม่เป็นจริง
- ( Shore and Slaman , 1999) ฟังก์ชันที่แมปXไปยังX ′สามารถกำหนดได้ในลำดับบางส่วนของระดับทัวริง[ 5 ]
บทความเรื่อง " ระดับทัวริง" ได้กล่าวถึงคุณสมบัติหลายประการของตัวดำเนินการกระโดดทัวริง ( Turing jump operator )
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ การกระโดดของทัวริง
ใน ทฤษฎีความสามารถในการคำนวณ การกระโดดของทัวริง หรือตัว ดำเนินการกระโดดของทัวริง ซึ่งตั้งชื่อตาม อลัน ทัวริง คือการดำเนินการที่กำหนดให้กับ ปัญหาการตัดสินใจ X แต่ละปัญหา ให้ เป็น...
คำนิยาม
การกระโดดของ Turing ของ X สามารถ คิดได้ว่าเป็นออราเคิลสำหรับ ปัญหาการหยุด สำหรับ เครื่องจักรออราเคิล ที่มีออราเคิลสำหรับ X [ 1 ]
ตัวอย่าง
การกระโดดของ Turing 0′ ของเซตว่างนั้นเทียบเท่ากับ ปัญหาการหยุด ของ Turing [ 5 ] สำหรับแต่ละ n เซต 0 ( n ) จะเป็น เซตสมบูรณ์ m ที่ระดับใน ลำดับชั้นทางเลขคณิต (ตาม ทฤษฎีบทของโพสต์ ) Σ n 0 {\displaystyle \Sigma _{n}^{0}} เซตของจำนวน Gödel ของสูตรจริงในภาษาของ...
คุณสมบัติ
บทความเรื่อง " ระดับทัวริง" ได้กล่าวถึงคุณสมบัติหลายประการของตัวดำเนินการกระโดดทัวริง ( Turing jump operator )