
【計】 incomputability
在計算理論中,“不可計算性”(Uncomputability)指一類數學問題或函數無法通過任何算法(即圖靈機)在有限步驟内被精确求解或計算的特性。其核心含義包含以下方面:
算法求解的極限性
不可計算性揭示了計算本身的固有局限。即使理論上擁有無限時間和存儲空間,某些問題仍無法通過機械的、确定性的計算過程獲得答案。例如“停機問題”(Halting Problem),即判斷任意程式在給定輸入下是否會終止運行,被證明是算法不可解的。
與可計算函數的區分
可計算函數(Computable Function)指存在算法能對每個輸入輸出正确結果的函數。不可計算函數則不存在這樣的通用算法。例如“忙碌海狸函數”(Busy Beaver Function),其值增長極快且無法通過有限計算精确求出所有值。
形式化模型的基礎
該概念基于圖靈機(Turing Machine)模型定義。若一個問題不存在解決它的圖靈機程式,則稱其為不可計算的。丘奇-圖靈論題(Church-Turing Thesis) 認為,圖靈機可計算性等價于任何物理計算機或算法的可實現性。
實際影響與哲學意義
不可計算性不僅影響計算機科學(如程式驗證、複雜性理論),也涉及數學基礎(如哥德爾不完備性定理) 和哲學(認知極限、決定論)。它表明并非所有數學真理均可通過算法發現。
漢英對照關鍵術語:
參考來源:
不可計算性是計算理論中的核心概念,指某些數學問題或函數無法通過任何算法(即圖靈機)在有限步驟内求解的性質。以下是詳細解釋:
不可計算性揭示了計算的本質限制,即存在明确描述但永遠無法通過計算解決的問題。例如,圖靈提出的停機問題(判斷任意程式是否會終止運行)即屬于此類,它無法通過算法實現。
該理論挑戰了“所有問題均可計算”的直覺認知,為計算複雜性、人工智能等領域劃定了研究範圍。
總結來看,不可計算性不僅是理論計算機科學的基石,也深刻影響了數學、密碼學乃至人類對複雜系統的認知。
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