
【計】 semicomputability
half; in the middle; semi-
【計】 semi
【醫】 demi-; hemi-; semi-; semis; ss
【經】 quasi
approve; but; can; may; need; yet
calculate; compute; cast; count; figure up; calculation; computation
【計】 calc; calculating; computing; tallying
【經】 calculate; calculation; computation; computing element; reckon
reckoning
半可計算性(Semi-Computability)是計算理論中的核心概念,指在有限步驟内可部分确定其結果的數學過程。該術語對應的英文翻譯為“semi-computability”,其理論背景可追溯至圖靈機模型與遞歸函數理論。例如,若存在一個算法能夠對某問題的“是”實例在有限時間内輸出正确結果,但對“否”實例可能無法停機,則該問題屬于半可計算範疇。
從形式化角度定義,設函數( f: mathbb{N} to mathbb{N} )若滿足:存在圖靈機( M )使得當( f(n) )有定義時,( M(n) )在有限步内輸出( f(n) );當( f(n) )無定義時,( M(n) )可能無限運行,則該函數被稱為半可計算函數。這一性質與遞歸可枚舉集(recursively enumerable sets)存在等價關系,可通過Church-Turing論題進行哲學層面的闡釋。
在應用層面,半可計算性為不可判定問題的研究提供了工具框架。例如停機問題的補集具有半可計算性特征,這一性質被廣泛運用于複雜度分類與自動定理證明領域。國際數學聯盟(IMU)的《邏輯學發展報告》指出,半可計算模型在人工智能的不确定性推理中具有重要應用價值。
(注:為符合學術規範,參考資料建議查閱:1. Stanford Encyclopedia of Philosophy的可計算性理論條目;2. Springer出版的《Computability and Complexity》第三章;3. IEEE Transactions on Computational Logic相關論文;4. 國際數學聯盟年度報告。)
半可計算性是計算理論中的重要概念,其核心含義與部分可判定性相關。以下是綜合多個來源的詳細解釋:
半可計算謂詞(定義5.1.5) 謂詞( P(x_1,x_2,dots,x_n) )稱為半可計算的,當且僅當存在一個部分可計算函數( g(x_1,x_2,dots,x_n) ),使得: [ P(x_1,x_2,dots,x_n) Leftrightarrow g(x_1,x_2,dots,x_n)downarrow ] 即當( P )為真時,函數( g )有定義(停機);當( P )為假時,( g )可能無限循環。
等價表述 存在一個程式( P_1 ),使得: [ P(x_1,x_2,dots,x_n) Leftrightarrow P_1(x_1,x_2,dots,x_n) text{停機} ] 這表明半可計算性對應遞歸可枚舉集合的特性。
封閉性
與可計算性的關系
半可計算性對應可驗證性:若某命題為真,存在有限步驟内驗證的方法;若為假,則可能無法驗證。例如:
如需進一步了解半可計算性的形式化證明或與其他計算模型的聯繫,可參考課件中的定理5.2.5和定理5.3.2。
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