Существует ли на самом деле универсальное понятие вычислимости?

Несколько недель назад я наткнулся на этот замечательный пост от JDH, и с тех пор он меня беспокоит. TL;DR для доказательства заключается в том, что мы можем закодировать выходные данные любой функции в аксиомы теории множеств, так что нам просто нужна одна машина Тьюринга, способная действовать как умный «анализатор», который может извлекать информацию из аксиом. и вычислить нужную функцию - это я понимаю (по крайней мере, концептуально и несколько формально).

Что меня смущает, так это философские последствия, которые это имеет для концепций вычислимости... Я полагал, что в некотором смысле существовало универсальное понятие вычислимости (т.е. были проблемы, которые либо разрешимы, либо не разрешимы), но это предполагает , что такие понятия зависят от теоретико-множественного фона для ваших вычислений - например, в этом посте Скотта Ааронсона обсуждается работа одного из его студентов по демонстрации того, что существует конкретная машина Тьюринга, поведение которой не зависит от ZFC (опять же, неявно предполагая, что что поведение является платоническим, но мы просто не можем доказать это в любом случае).

Простите меня за отсутствие четкости в моем вопросе, но: есть ли способ, которым это можно решить? Почему существуют кажущиеся невычислимыми задачи (чье доказательство невычислимости часто использует доказательство от противного, казалось бы, без ссылки на какой-либо теоретико-множественный фон, например проблема остановки), которые можно вычислить с помощью машины Тьюринга без использования (официально) оракула ? Оказывает ли это какое-либо влияние на тезис Черча-Тьюринга, поскольку, по-видимому, ни один человек не может надежно вычислить функцию занятого бобра, в то время как универсальный алгоритм (если его поместить в правильную вселенную) может?

Ответы (1)

Возможно, вы неправильно поняли один из ключевых аспектов этого поста Хэмкинса. Его теорема не говорит, что каждая функция вычислима (несмотря на название).

Вместо этого он говорит, что для любой заданной функции вы можете вычислить ее в какой-то тщательно выбранной вселенной, то есть в какой-то тщательно выбранной модели теории множеств. Вселенная, в которой вы можете его вычислить, будет различаться в зависимости от функции. Существует много, много, много разных моделей теории множеств, т. е. много разных теоретико-множественных вселенных (точно так же, как существует много, много, много разных моделей теории групп, т. е. много разных групп). Функция, которую вам дали, может быть вычислимой в одних моделях и невычислимой в других. Все, что гарантирует теорема, — это существование некоторой модели, в которой данная функция вычислима.

Не было бы полезно заменить параллельные вычисления в этой вселенной на последовательные вычисления, одновременно выполняющиеся в нескольких вселенных?
Даже высказывание о том, что «вы можете вычислить это» в какой-то тщательно выбранной вселенной, здесь кажется опасным наводящим на размышления. На самом деле это означает, что существует определенное арифметическое предложение, которое (а) при интерпретации в действительных целых числах выражает утверждение, что указанная машина Тьюринга дает такой-то вывод для такого-то ввода, и (б) предложение оказывается правдой о тщательно выбранной вселенной.
Ваш комментарий "опасное предложение" уместен, спасибо. Но, вероятно, я не могу отдать должное более тонким аспектам этой проблемы, поэтому я думаю, что оставлю свой ответ как есть, надеясь, что ОП сможет осознать опасные воды, в которые вступает их пост.
@Lee Mosher: Извините, что так долго задавал этот вопрос, но не могли бы вы объяснить мне, как это влияет на такие вещи, как проблема остановки? Его доказательство работает только из-за определенных (скрытых/неявных) предположений, которые опираются на какую-то стандартную модель ZFC или что-то в этом роде?
@IskyMathews: На самом деле это никак не влияет на проблему остановки. Если вы примените эту конструкцию к функции остановки, вы получите особую вселенную, которая (а) имеет нестандартные целые числа и (б) содержит в себе машину Тьюринга, так что результат, который, по мнению специальной вселенной, дает ее машина Тьюринга для числа стандартная конечная машина Тьюринга, которая подойдет для вашего мира, будет соответствовать тому, завершится ли эта машина при запуске в вашем мире. Этот ответ может быть неправильным в отношении запуска машины в самом особом мире, и вам ничего не гарантируется в отношении машин с нестандартными номерами.