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/ NetNews Usenet Archive 1992 #27 / NN_1992_27.iso / spool / sci / logic / 2142 < prev    next >
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Text File  |  1992-11-21  |  6.2 KB  |  133 lines

  1. Newsgroups: sci.logic
  2. Path: sparky!uunet!psinntp!dorsai.com!mutation
  3. From: mutation@dorsai.com (Florian Lengyel)
  4. Subject: Re: Logic and Mathematicians
  5. Message-ID: <1992Nov21.185205.3566@dorsai.com>
  6. Organization: The Dorsai Embassy +1.718.729.5018
  7. X-Newsreader: Tin 1.1 PL4
  8. References: <56452@dime.cs.umass.edu>
  9. Date: Sat, 21 Nov 1992 18:52:05 GMT
  10. Lines: 121
  11.  
  12. Subject: Re: Logic and Mathematicians
  13. Newsgroups: sci.logic
  14. References: <56452@dime.cs.umass.edu>
  15. Organization: The Dorsai Embassy +1.718.729.5018
  16. Distribution: 
  17. X-Newsreader: Tin 1.1 PL4
  18.  
  19. yodaiken@chelm.cs.umass.edu (victor yodaiken) writes:
  20. : In article <1992Nov16.222220.7956@dorsai.com> mutation@dorsai.com (Florian Lengyel) writes:
  21. : >If you believe the polynomial-time version of Church's thesis, this situation
  22. : >cannot occur (assuming that polynomial-time means the same thing in both
  23. : >models). 
  24. : What's the polynomial-time version of Church's thesis?  Note that
  25. : a computation requiring Ackermann(1000,1000)+n steps can be carried out
  26. : in linear time, but is surely not feasably computable.
  27. : -- 
  28. : yodaiken@chelm.cs.umass.edu
  29.  
  30. The polynomial-time Church-Turing Thesis is that the Turing machine (or
  31. other equivalent models of computation) will not exceed the time and
  32. space requirements of computer computations by more than a polynomial.
  33.  
  34. In other words, given any computing machine (or equivalent model of 
  35. computation) there are constants C and m so that any algorithm that can 
  36. be executed on the computing machine in time T(n) and space S(n) 
  37. can be executed on a Turing machine in time C * T(n)^m and space C * S(n).
  38.  
  39.  
  40. I was referring to the possibility of constructing two models of
  41. ZFC in which P = NP in one, and P <> NP in the other, and was raising
  42. the question whether the models of computation obtained could require
  43. comparable time and space requirements, to within a polynomial.
  44. In other words, I was asking whether an independence proof of P = NP
  45. would violate the polynomial-time Church Turing Thesis.
  46. T(n) = Ackermann(1000,1000)+n is a linear polynomial. If the polynomial
  47. time algorithm for an NP complete-problem in the first model may be
  48. converted to an algorithm in the second model with time complexity
  49. C * T(n)^m and space complexity C * S(n) then the second model would
  50. contain a polynomial time algorithm for an NP-complete problem,
  51. which is a contradiction. So if such an independence proof is
  52. possible, the polynomial-time Church Turing thesis would be violated.
  53.  
  54. > Thanks. That's quite an interesting question. But, it seems implausable
  55. > that any change between models of ZF would change TMs themselves -- since
  56. > they are finite objects. So, a ZF1 proof that P = NP and a ZF2 proof that
  57. > P <> NP would seem to prove a contradiction in ZF itself. That is, the
  58. > same TM T that could compute F in ptime in ZF1 must exist in ZF2, No?
  59.  
  60. Yes, that's exactly what I had in mind. In theoretical computer science
  61. one would like to say that the various notions of computability are
  62. polynomial time equivalent - the polynomial Church-Turing thesis holds.
  63. The reason for this is that theoretical computer scientists want to
  64. convince themselves (and their students)  that the Turing machine (and other
  65. presentations of the computable functions) is a realistic model of 
  66. computation: that there is good reason for studying TMs.
  67.  
  68. I think it is reasonable that in a proposed independence proof of P = NP
  69. given the models ZF1 in which P = NP and ZF2 in which P <> NP, that
  70. both models contain a development of the (partial) computable functions and
  71. their complexity classes. If you believe Chruch's thesis (and I take
  72. your statement about the implausibility of the notion that TM's might change
  73. in different models on account of the finitude of TM's to be an implicit use 
  74. of Church's thesis), then the development of the computable functions in either 
  75. model will encompass the same class of functions. In particular, polynomials,
  76. hence polynomial time should mean the same thing in both models. 
  77.  
  78. Here I have relaxed the requirement 
  79. that the development of the computable functions (or some notion of algorithm)
  80. be identical in both models, which is why I had to invoke the polynomial time 
  81. version of Church's thesis. In addition, I wanted to allow for the possibility 
  82. that either one of the models might use a notion of computability other
  83. than that of the Turing machine. So in order to avoid the inconsistency
  84. that you mention, one of the models would have to be much more powerful
  85. than the other with regard to computational complexity: the polynomial
  86. time Church Turing thesis would be violated. However, all known
  87. examples of developments of the computable functions as algorithms,
  88. equational calculi, rewriting systems, register machines, recursive functions,
  89. etc, have the same time and space complexity
  90. requirements (that is, an algorithm in one model can be can be simulated
  91. in the other model so that corresponding computations within them have ths 
  92. same time and space complexity requirements) to within a polynomial.
  93.  
  94. Therefore, on the evidence in favor of the Polynomial Time Church's thesis,
  95. if ZFC is consistent, (and meta-mathematics, in which independence proofs
  96. are conducted)  then there is no independence proof of P = NP,
  97. in the sense of exhibiting two  models of ZFC in which P = NP and another
  98. model in which P <> NP.
  99.  
  100. Computing processes seem too fundamental to me, too much a part of the
  101. way mathematics and meta-mathematics is conducted to begin with ...
  102. Computing processes, which include the computation of inferences, are  
  103. absolute, in other words, so they should not be suceptible to varying 
  104. interpretations of set theory that would lead to such grossly different 
  105. computational outcomes as P = NP under one interpretation and P <> NP 
  106. under another.
  107.  
  108. This does not rule out the possibility that either P = NP is true but
  109. unprovable, or that P <> NP is true but unprovable in ZFC. It is
  110. intended as a statement of meta-meta-mathematics (I conjured this argument
  111. up so that I could use the term) to the effect that a certain 
  112. meta-mathematical result (an independence proof) is not possible.
  113.  
  114. So that is my evidence for believing that the P = NP question will
  115. not have an outcome similiar to that of the continuum hypothesis or
  116. the axiom of choice.
  117.  
  118.  
  119.  
  120.  
  121.  
  122.  
  123. -- 
  124. MUTATION@DORSAI.COM
  125. FLORIAN@NEOTERIC.COM
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