Upgrade to Pro
— share decks privately, control downloads, hide ads and more …
Speaker Deck
Features
Speaker Deck
PRO
Sign in
Sign up for free
Search
Search
素朴に計算可能性を考える / An Introduction to Computability
Search
remeta
November 30, 2022
Science
0
400
素朴に計算可能性を考える / An Introduction to Computability
計算不可能な関数の具体例から計算可能性について考えてみよう、という話です。
remeta
November 30, 2022
Tweet
Share
More Decks by remeta
See All by remeta
またね、サンタさん / Goodbye, Santa
000meta
0
220
サンタさんからのすてきなプレゼント / Lovely Christmas Present from Santa
000meta
0
110
Other Decks in Science
See All in Science
How were Quaternion discovered
kinakomoti321
2
1.1k
拡散モデルの原理紹介
brainpadpr
3
4.8k
ウェーブレットおきもち講座
aikiriao
1
790
ultraArmをモニター提供してもらった話
miura55
0
190
機械学習を支える連続最適化
nearme_tech
PRO
1
150
【人工衛星】座標変換についての説明
02hattori11sat03
0
110
DEIM2024 チュートリアル ~AWSで生成AIのRAGを使ったチャットボットを作ってみよう~
yamahiro
3
1.3k
Coqで選択公理を形式化してみた
soukouki
0
200
重複排除・高速バックアップ・ランサムウェア対策 三拍子そろったExaGrid × Veeam連携セミナー
climbteam
0
110
第61回コンピュータビジョン勉強会「BioCLIP: A Vision Foundation Model for the Tree of Life」
x_ttyszk
1
1.5k
The Incredible Machine: Developer Productivity and the Impact of AI
tomzimmermann
0
390
Science of Scienceおよび科学計量学に関する研究論文の俯瞰可視化_LT版
hayataka88
0
930
Featured
See All Featured
Responsive Adventures: Dirty Tricks From The Dark Corners of Front-End
smashingmag
250
21k
5 minutes of I Can Smell Your CMS
philhawksworth
202
19k
Ruby is Unlike a Banana
tanoku
97
11k
How to train your dragon (web standard)
notwaldorf
88
5.7k
10 Git Anti Patterns You Should be Aware of
lemiorhan
654
59k
Build The Right Thing And Hit Your Dates
maggiecrowley
33
2.4k
How to Think Like a Performance Engineer
csswizardry
20
1.1k
Creating an realtime collaboration tool: Agile Flush - .NET Oxford
marcduiker
25
1.8k
Design and Strategy: How to Deal with People Who Don’t "Get" Design
morganepeng
126
18k
Why You Should Never Use an ORM
jnunemaker
PRO
54
9.1k
Java REST API Framework Comparison - PWX 2021
mraible
PRO
28
8.2k
[RailsConf 2023 Opening Keynote] The Magic of Rails
eileencodes
28
9.1k
Transcript
<計算可能>を素朴に考える 2022 年 11 月 16 日 1
なにをするか 計算可能でない関数を考えて,計算を試み, 「いや,やっぱり計算できないじゃん」と言う. 厳密な話はしません.なんとなく面白そうだなとか 思ってもらえると嬉しいです. 少しばかりスライドに詰め込みすぎました. 2
計算可能であるとは それを計算するための具体的な計算手順があること. 例えば以下はだめ. • 無限に計算を続ける • 気合でいい感じの数を思いつく • ラマヌジャンを用意する ちゃんとした定義は,
「それを有限のステップで計算する チューリング機械が存在すること」 . 3
計算可能じゃないって? (以下,自然数(0 含む)のみを考える. ) 「計算可能な関数」は,よく知ってるやつら. +, −, ×, π の
n 桁目の値, . . . などなど. 計算の仕方を示せば「確かに計算できますね」と言えそう. じゃあ「計算可能でない」ってどういうこと? たとえば? ためしに “計算可能でない関数” を作ってみよう. 4
“計算可能でない関数” を作る 計算可能な関数は,具体的な計算方法を備えている. 計算方法を記号列で表したとしよう(例えば英語で) . 例えば,f(x) = x + 1
の計算方法 E は E = “add one” 計算方法をアルファベット順に並べて,番号をつける. E0 , E1 , E2 , . . . これで計算可能な関数に自然数の番号がつく. f0 , f1 , f2 , . . . 5
“計算可能でない関数” を作る ここで新しい関数 g を(さっきの番号の付け方を用いて) g(x) = fx (x) +
1 とおいてみよう.何が起こるかな? 6
g は “計算可能” か? g が計算可能と仮定すると,g には番号が振られる. つまり,ある自然数 j について
g = fj. そのような自然数 j について g(j) を考えると...? g(j) = fj (j) + 1 = g(j) + 1 =⇒ 0 = 1 はい矛盾.g は計算可能ではありえない! 7
g は計算可能じゃない! わーい! 計算可能じゃなかった! 8
g は計算可能じゃない! わーい! 計算可能じゃなかった! なんかこれ 計算できそうじゃね? 9
g(x) を計算してみる 自然数 x が与えられたときに,この値を求めてみよう. 1. 有限の長さの (カンマ, ピリオド, 空白を含む)
アルファ ベット列を並べた表を作る.この表は途中まで作って, 必要に応じて適宜継ぎ足していけば OK. a, b, c, . . . , z, aa, ab, . . . , az, ba, bb, . . . , zz, aaa, aab, . . . 2. この表の頭から順に計算手順になっていないものを 除去して,x 番目の計算手順 fx を見つける. 10
g(x) を計算してみる 3. fx に x を代入して,g(x) = fx (x)
+ 1 が求まる. パッと見では計算できてそうだが...? アルファベットを使ったのが悪い? 代わりに C++ のコードでやっても同じことが起こる. 11
何がいけなかったか 1. 有限の長さのアルファベット列を並べる. a, b, c, . . . ,
z, aa, ab, . . . , az, ba, bb, . . . , zz, aaa, aab, . . . 2. 頭から順に,計算手順になっていないものを除去して x 番目の計算手順 fx を見つける. 3. x 番目の計算手順 fx に x を代入して 1 を足して, g(x) = fx (x) + 1 が計算できました. 12
何がいけなかったか 1. 有限の長さのアルファベット列を並べる. a, b, c, . . . ,
z, aa, ab, . . . , az, ba, bb, . . . , zz, aaa, aab, . . . 2. 頭から順に,計算手順になっていないものを除去して x 番目の計算手順 fx を見つける. 3. x 番目の計算手順 fx に x を代入して 1 を足して, g(x) = fx (x) + 1 が計算できました. 13
停止性問題 “計算可能である” なら,有限の手続きで答えが出る. しかし,ある計算手順が有限で終わるか機械的には 判定できない. ゆえに, 「計算可能か判定する関数」 は計算可能ではない! (有限の手順で終わることを証明するのは簡単. 有限な手順を具体的に示せばいい.
) 14
参考文献 M. Davis. 計算の理論. 岩波書店, 1966. 神保町で叩き売られてた(400 円) ,神保町サイコー. 15