To pytanie zostało również opublikowane na Math.SE,
/math/1002540/fixed-points-in-computability-nd-logic
Mam nadzieję, że opublikowanie go tutaj jest również w porządku. Jeśli nie, lub jeśli jest to zbyt podstawowe dla CS.SE, powiedz mi, a ja go usunę.
Chciałbym lepiej zrozumieć związek między twierdzeniami o stałym punkcie w logice a -calculus.
tło
1) Rola stałych punktów w niekompletności i nieokreśloności prawdy
O ile rozumiem, oprócz podstawowej idei internalizacji logiki, kluczem zarówno do dowodów nieokreśloności prawdy Tarskiego, jak i twierdzenia Goedela, jest następujące logiczne twierdzenie o stałym punkcie , żyjące w konstruktywnej, finitystycznej metateorii (mam nadzieję, że sformułowanie jest w porządku, popraw mnie, jeśli coś jest niepoprawne lub nieprecyzyjne):
Istnienie punktów stałych w logice
Załóżmy, że jest wystarczająco ekspresyjne rekurencyjnie wyliczalnych teorii na język L i niech C za kodujący L -formulas w T , to znaczy algorytmu obracając dowolna dobrze uformowane L -formulas cp do L -formulas z jednej zmiennej wolnej C ( φ ) ( V ) tak, że dla każdego L -formula cp mamy T ⊢ ∃ ! v : C ( φ ) ( v ) .
Następnie istnieje algorytm skrętu oraz uformowaną -formulas jednej zmiennej wolnej do zamkniętych sensownych -formulas, tak, że przy każdym -formula jednej zmiennej wolnej mamy który interpretując jako zdefiniowany symbol funkcji , można również zapisać bardziej jakoL L ϕ T ⊢ Y (ϕ)⇔∃v: C ( Y (ϕ))(v)∧ϕ(v), C ⌈-⌉ T ⊢ Y (ϕ)⇔ϕ(⌈ Y (ϕ)⌉).
Innymi słowy, jest algorytmem do konstruowania punktów stałych w odniesieniu do równoważności jednej zmiennej .T L
Ma to co najmniej dwie aplikacje:
Zastosowanie go do predykatu wyrażającego „ koduje zdanie, którego utworzenie z własnym kodowaniem nie jest możliwe do udowodnienia”. daje sformalizowanie „To zdanie nie jest możliwe do udowodnienia”, które leży u podstaw argumentu Goedela.
Zastosowanie go do celu wykonania dowolnego zdania powoduje, że Tarski nie jest w stanie zdefiniować prawdy.
2) Stałe punkty w nietypowym -calculus
W nietypowym -calculus konstrukcja punktów stałych jest ważna w realizacji funkcji rekurencyjnych.
Istnienie punktów stałych w -calculus:
Istnieje kombinator punktowy , tj. -term taki, że dla każdego -term mamyY λ f f ( Y f ) ∼ α β Y f .
Obserwacja
To, co mnie oszołomiło, to to, że kombinator stałoprzecinkowy w -calculus bezpośrednio odzwierciedla, w bardzo czysty i nietechniczny sposób, zwykły dowód na logiczne twierdzenie o stałym punkcie:λ
Z grubsza , biorąc pod uwagę formułę , rozważa się sformalizowanie wyrażenia „ koduje zdanie, które po utworzeniu z siebie spełnia ”, i umieszcza . Zdanie jest jak , a odpowiada .φ ( v ) v ϕ A ( ϕ ) : = φ ( ⌈ φ ⌉ ) φ ( v ) λ x . f ( x x ) φ ( ⌈ φ ⌉ ) ( λ x . f ( x x ) ) ( λ x . f ( x x ) )
Pytanie
Pomimo szybko opisanego pomysłu znalazłem dowód na logiczne twierdzenie o punkcie stałym dość techniczne i trudne do zrealizowania we wszystkich szczegółach; Kunen robi to na przykład w Twierdzeniu 14.2 swojej książki „Teoria zbiorów”. Z drugiej strony, kombinator w -calculus jest bardzo prosty, a jego właściwości można łatwo zweryfikować.λ
Czy logiczne twierdzenie o punkcie stałym wynika rygorystycznie z kombinatorów punktów stałych w -calculus?
Np. Czy można modelować -kalkul według wzorów do logicznej równoważności, aby interpretacja dowolnego kombinatora punktów stałych dawała algorytm opisany w logicznym twierdzeniu o punkcie stałym?L.
Edytować
Biorąc pod uwagę wiele innych przypadków tego samego argumentu diagonalizacji opisanego w odpowiedziach Martina i Cody'ego, należy przeformułować pytanie:
Czy istnieje powszechne uogólnienie argumentów diagonalizacji zgodnie z zasadą wyrażoną w kombinatorze ? λ f . ( λ x . f ( x x ) ) ( λ x . f ( x x ) )
Jeśli dobrze to rozumiem, jedną propozycją jest twierdzenie Lawpointa o stałym punkcie , patrz poniżej. Niestety nie mogę śledzić odpowiednich specjalizacji w żadnym z artykułów cytowanych przez Martina w odpowiedzi i byłbym szczęśliwy, gdyby ktoś mógł je wyjaśnić. Po pierwsze, dla kompletności:
Twierdzenie Lawpointa o punkcie stałym
Niech będzie kategorią ze skończonymi produktami i tak, że dla każdego morfizmu w jest trochę taki, że dla wszystkich punktów ma φ:x→YF:A→Y C ⌈F⌉:1→s:1→1 P → F → Y=1, p → ⟨ ⌈ F ⌉ , identyfikator ⟩ → xA cp → Y.
Następnie dla każdego endomorfizmu , umieszczając dowolny wybór daje początek stałego punktu , a mianowicie F : = Æ → x cp → Y g → Y , ⌈ F ⌉ g 1 ⟨ ⌈ F ⌉ , ⌈ F ⌉ ⟩ → x cp → Y .
Jest to stwierdzenie w (intuicyjnej) teorii pierwszego rzędu kategorii ze skończonymi produktami, a zatem ma zastosowanie do każdego modelu tego ostatniego.
Na przykład , przyjmując cały świat teoretyczną jako domenę mowy daje paradoksu Russela (podjęcie hipotetyczny zestaw kompletów, i the -predicate) i twierdzenie Cantora (weź dowolny zestaw i odpowiadający hipotetycznemu przypuszczeniu ). Ponadto tłumaczenie dowodu twierdzenia Lawvere'a podaje typowe przekątne argumenty.
Bardziej konkretny problem:
Czy ktoś może szczegółowo wyjaśnić zastosowanie twierdzenia Lawvere'a do częściowych funkcji rekurencyjnych lub logicznych twierdzeń o stałym punkcie? W szczególności, jakie kategorie musimy tam wziąć pod uwagę?
W D. Pavlovic, O strukturze paradoksów , autor uważa kategorię swobodnie generowaną przez pomocą częściowymi funkcjami rekurencyjnymi.
Niestety nie rozumiem, co to znaczy.
Na przykład, jakie powinno być prawo kompozycji na ? Składanie częściowych funkcji rekurencyjnych? W końcu mówi się, że twierdzenie Lawvere'a ma zastosowanie dla , tak że w szczególności każdy morfizm powinien mieć ustalony punkt . Jeśli endomorfizmy są rzeczywiście tylko częściowymi funkcjami rekurencyjnymi i jeśli skład oznacza składanie funkcji, wydaje się to dziwne - jeśli punkty są tylko elementami , to twierdzenie jest błędne, a jeśli morfizm jest również tylko funkcją częściową, dlatego może być niezdefiniowany, twierdzenie o punkcie stałym jest banalne.
Jaką kategorię naprawdę chcesz wziąć pod uwagę?
Być może celem jest uzyskanie twierdzenia Rogera o punkcie stałym, ale wtedy w jakiś sposób należy zbudować kodowanie funkcji cząstkowych rekurencyjnych liczbami naturalnymi do definicji kategorii, a ja nie mogę wymyślić, jak to zrobić.
Byłbym bardzo szczęśliwy, gdyby ktoś mógł wyjaśnić budowę kontekstu, do którego odnosi się twierdzenie Lawpointa o punkcie stałym, dając podstawę do logicznego twierdzenia o punkcie stałym lub twierdzenia o punkcie stałym dla częściowych funkcji rekurencyjnych.
Dziękuję Ci!