Изменения

Перейти к: навигация, поиск

Busy beaver

2605 байт добавлено, 17:32, 2 января 2017
Нет описания правки
<b><tex>BB(n)</tex></b> {{---}} функция от натурального аргумента <tex>n</tex>, равная максимальному числу шагов, которое может совершить программа длиной <tex>n</tex> символов и затем остановиться.
}}
----{{Утверждение|statement= Функция <tex>BB(n)</tex> не убывает.|proof= Рассмотрим программу длины <tex>n</tex>, совершающую максимальное число шагов. Существует программа длины <tex>n + 1</tex>, которая делает столько же шагов: получается добавлением в предыдущую одного незначащего символа, например, пробельного. Значит, существует программа длины на один больше, которая делает не меньше шагов. Следовательно, <tex>BB</tex> не убывает.}}----
{{Утверждение
|statement=
<tex>BB(n)</tex> растет быстрее любой всюду определенной неубывающей [[Вычислимые функции|вычислимой функции]] <tex>f(n) : N \rightarrow N </tex>, то есть для всех <tex>n</tex> кроме конечного числа выполнено <tex>BB(n) > f(n).</tex>
|proof=
Докажем, что для любой вычислимой функции <tex>f(n)</tex> функция <tex>BB(n)</tex> будет превышать ее значение (за исключением конечного множества значений числа <tex>n</tex>). <br> Пусть <tex>f(n)</tex> представлена своим кодом.Для каждого <tex>n</tex> определим программы вида:
<tex>p_n()</tex>:
k = десятичная запись числа n
Каждая такая программа делает как минимум <tex>f(n) + 1</tex> шагов.
Длина Так как мы рассматриваем <tex>n</tex> в десятичной записи, то длина <tex>p_n</tex> будет равна <tex> \lg n + const </tex>, где <tex>const</tex> {{---}} длина кода без десятичной записи <tex>n</tex>. Пусть <tex>n_0</tex> {{---}} решение уравнения <tex>\lg n + const = n</tex>. Тогда для всех натуральных <tex> n > \left \lceil n_0 \right \rceil </tex>, в силу неубывания <tex>BB(n)</tex>, будет выполненонеравенство: <tex> n > len(p_n) \Rightarrow BB(n) \geqslant BB(len(p_n)) > m = f(n) </tex>. Данный переход корректен, так как мы доказали, что <tex>BB(n)</tex> {{---}} монотонно возрастающая функция. Так как <tex>n_0</tex> конечно, то мы всегда можем найти такие значения <tex>n</tex>, при которых будет выполняться полученное неравенство. Отсюда следует, что утверждение доказано.
}}
'''Вывод:''' доказав предыдущее утверждение, мы проверили, что максимальное число шагов, которое может совершить программа и при этом остановиться, на самом деле растет с большей скоростью, чем любая вычислимая функция. Отсюда следует, что <tex>BB(n)</tex> невычислима.
----
{{Утверждение
|id=proposalU.
|statement=Функция [[Busy beaver]] невычислима.
|proof= По [[Теорема о рекурсии | теореме о рекурсии]], программа может знать свой исходный код. Значит, в неё можно написать функцию <tex> \mathrm{getSrc()} </tex>, которая вернёт строку {{---}} исходный код программы. Предположим, что функция [[Busy beaver]] вычислима. Тогда напишем такую программу
<code>
<tex>p(){:}</tex>
'''for''' i = 1..BB(<tex>|\mathrm{getSrc()}|</tex>) + 1
'''do''' smth
</code>
'''Вывод:''' доказав предыдущее утверждение, мы проверили, что максимальное число Такая программа всегда совершает больше шагов, которое может совершить программа и при этом остановиться, на самом деле растет с большей скоростью, чем любая вычислимая функция<tex> BB </tex> от этой программы. Отсюда следуетА это невозможно, что так <tex>BB(n|p|)</tex> невычислимаравна максимальному числу шагов как раз этой программы. Получили противоречие.}}
== См. также ==
313
правок

Навигация