“设 $\mathcal P$ 是图灵可识别语言的一个语义性质,即它只取决于机器识别的语言,而不取决于机器语法;并且 $\mathcal P$ 非平凡:有某台机器识别的语言具有该性质,也有某台…”
形式陈述 ​
语言
后一结论通过交错模拟两个识别器得到。
直觉
识别器提供单边可靠性:对“是”实例必须最终给出接受证据,非成员却可能被拒绝,也可能一直搜索、永远运行。因而“接受”是可有限验证的事件,“尚未接受”不是结论。这个不对称恰好容纳无界搜索——只要见证存在,按系统方式枚举总会找到;不存在见证时没有统一的停止时刻。判定器则必须在有限时间内同时解决正反两面。
例子与边界
接受问题
语言
识别器若在非成员上始终明确拒绝,它就已经是判定器。概率上偶尔接受错误实例的过程也不是这里的识别器,因为定义要求语言恰好等于被接受输入集合,而非高概率近似。
推论与应用
可识别性刻画半判定过程、定理枚举和存在性搜索,建立递归可枚举集合、部分可计算函数定义域与图灵机接受语言之间的对应;在Chomsky 层级中,它正是最一般的 Type 0 语言层。枚举器与识别器等价:可交错模拟所有输入并输出被接受者,也可等待枚举器打印当前输入。若
参考资料
- Michael Sipser, Introduction to the Theory of Computation, 3rd ed., Cengage, 2013,Chs. 3–4, Turing-recognizable and decidable languages。
- Alan M. Turing, “On Computable Numbers, with an Application to the Entscheidungsproblem,” Proceedings of the London Mathematical Society, 1936,Full paper, computable sequences and machine enumeration。