Wyniki w teoretycznej CS niezależnej od ZFC


37

Zadam dość niejasne pytanie, ponieważ granica między informatyką teoretyczną a matematyką nie zawsze jest łatwa do rozróżnienia.

PYTANIE: Czy znasz jakieś interesujące wyniki w CS, które są albo niezależne od ZFC (tj. Standardowa teoria zbiorów), albo które zostały pierwotnie udowodnione w ZFC (+ niektóre inne aksjomaty), a dopiero później udowodnione w ZFC alorne?

Pytam, ponieważ jestem bliski ukończenia pracy doktorskiej, a mój główny wynik (determinacja klasy gier, które są używane do nadania „semantyki gry” probabilistycznemu modalnemu obliczeniom) jest w tej chwili udowodniony w ZFC rozszerzony o inne aksjomaty (mianowicie zaprzeczenie hipotezy Continuum ¬ C H i Martin's Axiom M A ).μ¬CHMA

Tak więc ustawieniem jest wyraźnie Informatyka (modalny calculus jest logiką czasową i rozszerzam go na pracę z systemami probabilistycznymi).μ

Chciałbym zacytować w mojej pracy inne przykłady tego rodzaju (jeśli są Państwo tego świadomi).

Z góry dziękuję,

PA

Matteo



9
Chciałem odpowiedzieć, że Matteo Mio i Alex Simpson użyli Aksjomatu Martina, aby udowodnić bardzo interesujące wyniki ...
Andrej Bauer,

7
To może być najlepszy przykład pytania, którego najlepsza odpowiedź zawiera samo pytanie! Nie wiedziałem o twoim bardzo interesującym wyniku.
Timothy Chow

Odpowiedzi:


19

Chociaż nie jestem świadomy żadnych takich wyników innych niż twoje, myślę, że możesz nieco rozszerzyć zakres i zapytać: jakie wyniki w TCS zostały udowodnione przy użyciu (dowolnego rodzaju) niestandardowych aksjomatów. Przez niestandardowy rozumiem tutaj coś innego niż klasyczna logika z ZF (lub ZFC).

Pięknym przykładem tego rodzaju pracy, którą mam na myśli, są wyniki Alexa Simpsona dotyczące właściwości języków programowania z wykorzystaniem syntetycznej teorii domen. Używa intuicyjnej teorii mnogości z aksjomatami sprzecznymi z logiką klasyczną.

Również Alex i ja zastosowaliśmy intuicyjne aksjomaty z antyklasycznymi zasadami ciągłości, aby pokazać wyniki dotyczące obliczalności Banacha-Mazura.

Jednak żaden z wymienionych przykładów nie ma statusu „otwartego”, podobnie jak twoje dowody, ponieważ wiemy, że stosowane przez nas niestandardowe aksjomaty można rozumieć po prostu jako działające w modelu matematyki intuicyjnej, w którym można wykazać, że model istnieje w ZFC. Tak więc niestandardowa konfiguracja jest naprawdę sposobem na bardziej eleganckie wykonanie i w zasadzie można to zrobić w prostej ZFC (chociaż boję się myśleć o tym, jak to dokładnie pójdzie).


Dziękuję Ci! Zapytam Alex więcej szczegółów na ten temat, kiedy będę pisać wstęp.
IamMeeoh

13

To zależy od twojej definicji „informatyki”. Weź przykład poniżej - czy to się liczy?

NC1C2|C1(n)||C2(n)|LC1L

SCDSC

Oto dwie właściwości, które są niezależne od ZFC:

  1. Istnieje skala kodów.
  2. Istnieje skala kodów monotonicznych (tj. Dobrze uporządkowany zestaw kodów monotonicznych, który jest spójny w zestawie wszystkich kodów monotonicznych).

Cześć Yuval, dzięki za odpowiedź. Nie jestem pewien, czy twój przykład pasuje do mojej definicji „informatyka”. Z pewnością mówienie o „kodach” nie wystarczy do sklasyfikowania go jako CS. Co sprawia, że ​​imho to „papier CS”: Czy pojawił się w jakiejś konferencji / czasopiśmie CS, czy też został użyty do udowodnienia jakiegoś wyniku w konferencji / czasopiśmie CS? na podstawie artykułu CS jestem dość elastyczny, ale tematami mogą być „teoria informacji, złożoność, logika programu / systemu, teoria rekurencji” itp. W każdym razie możesz przytoczyć źródło przykładu i / lub referatów, które wykorzystują „istnieje skala kodów ”? Dzięki! Pa
IamMeeoh,

1
Artykuły o kodach liczb całkowitych pojawiają się w czasopismach elektrotechnicznych, takich jak transakcje IEEE dotyczące teorii informacji. To trafia w jedno z twoich słów kluczowych.
Yuval Filmus

1
Nie wydaje mi się, żeby jakikolwiek papier wykorzystywał te wyniki. Ponadto głęboko wierzę, że wynik niezależny od ZFC nie ma sensu w złożoności, więc w pewnym sensie twoje pytanie dotyczy rozciągnięcia granic tego, co uważa się za informatykę.
Yuval Filmus,

1
Cześć Yuval, przede wszystkim jeszcze raz dziękuję za odpowiedzi. Nie zgadzam się jednak z twoją silną pozycją. Na przykład twierdzenie Robertsona-Seymour'a (które wydaje się wymagać wyboru) ma ważne konsekwencje w złożoności. Jest więc jasne, że Wybór jest użyteczny (może nieco zaskakujący) w teorii złożoności. Teraz praca ze spójnymi rozszerzeniami ZFC oczywiście upraszcza zadanie sprawdzania, powiedzmy, złożoności, wyników, nawet jeśli te wyniki są możliwe do udowodnienia w ZFC, ale nikt jeszcze nie wie jak.
IamMeeoh

1
Ponadto nie rozumiem, dlaczego nie powinny istnieć konkretne wyniki w złożoności niezależne od ZFC, podobnie jak twierdzenie Robertsona-Seymour'a jest (być może) niezależne od ZF.
IamMeeoh

9

DbDcbTccD

Stwierdzenie determinacji stopnia Turinga :

Każdy zestaw stopni Turinga zawiera stożek lub jest odłączony od jakiegoś stożka

jest konsekwencją aksjomatu determinacji (AD), który jest niezależny od ZF i niezgodny z ZFC. Słabsze stwierdzenie

Każdy zestaw reali Borela, który jest zamknięty w ramach równoważności Turinga, albo zawiera stożek, albo jest odłączony od stożka

jest konsekwencją twierdzenia Martina o determinacji Borela, którą można udowodnić w ZFC. Oba te stwierdzenia zostały zbadane, zanim udowodniono wynik Martina na determinacji Borela, w którym to czasie wiadomo było tylko, że oba można udowodnić w ZF + AD.

SbcSbTcSS



0

Wiele konstruktywnej matematyki. Zobacz pracę Per Martina-Löfa nad konstruktywną teorią zbiorów, stosowaną jako podstawa dla języków programowania o typie zależnym.


6
IIRC, teoria typu Martin-Lof ma taką samą wytrzymałość konsystencji jak teoria mnogości Kripkego-Platka, która jest znacznie słabsza niż ZFC. Ponadto MLTT nie ma żadnych wyraźnie antyklasycznych zasad, takich jak aksjomaty ciągłości, o których wspomniał Andrej.
Neel Krishnaswami,

@Neel Nigdy nie mówiłem nic o spójności lub sile MLTT. Uważam jednak, że niektóre wyniki w konstruktywnej matematyce są odpowiednie do pytania, prosząc o „interesujący wynik w CS, który jest… niezależny od ZFC”.
Rob

5
Zakładam, że „niezależny” ma tutaj znaczenie formalne.
Mark Reitblatt,
Korzystając z naszej strony potwierdzasz, że przeczytałeś(-aś) i rozumiesz nasze zasady używania plików cookie i zasady ochrony prywatności.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.