赖斯定理的描述复杂度版本可以用于分离AC0和PSPACE吗?


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这个问题中,提到了莱斯定理的描述复杂性版本。我找到了以下定理的证明:

给定复杂度C类,则无法在C语言中计算C语言的非平凡属性

我以前曾发布过找到的证明,但是由于时间太长,并且因为评论中指出证明已经包含了该定理的证明,因此我将其删除。(如果由于某种原因您迫切希望查看我的证明,请参阅此问题的先前修订。)

我的兴趣是该定理是否可用于分离AC0和PSPACE。这是参数:

考虑定义如下的复杂度等级AC0 的属性P

P:是接受特定固定结构的FO查询的属性,即,该结构由一个元素,无函数,无常量和无关系组成

显然,根据上面的定理,在AC0中P是不可确定的。它是FO查询的重要属性。

但是,稍作检查就可以发现,计算FO查询是否接受这种简单的结构可以像TQBF一样容易地确定。因此,P在PSPACE中是可确定的。

为了确保这一点上的清楚(P在PSPACE中是可计算的):请注意,我们感兴趣的属性要求结构为FO。因此,我们正在尝试确定在没有关系的单元素结构上运行的FO查询是否被接受。因为没有关系要处理,所以应该清楚地是,确定此类FO查询的任务等同于确定TQBF的实例。没有关系,因此剩下的唯一挑战是评估量化的布尔公式是否正确。这基本上只是TQBF,因此P在PSPACE中是可计算的。

由于P在PSPACE中是可计算的,而在AC0中不是可计算的,因此我们应该能够得出AC0!= PSPACE的结论。这个推理是正确的,还是我在某个地方犯了错误?我特别关注上一段;明天我有机会对这个博览会进行更多的思考之后,我将尝试澄清和更新论点。

我将接受一个FO查询的示例作为答案,该示例在按我描述的单元素,无关系的结构进行计算时,显然不适合作为TQBF的实例。(我建议不存在一个,因此,如果您可以证明存在一个,那将是一个反例。)

谢谢。


@Kaveh:您应该将您的评论作为答案。
戴乐

@Kaveh:感谢您的评论。不过,我对您的发言感到困惑。您指的是PSPACE中用于AC0集的哪台机器?我指的是属性P,它特别涉及非常简单结构上的FO查询。我建议评估保证FO查询是否接受简单结构为TQBF,即PSPACE。我看不到需要AC0通用模拟器的地方。
菲利普·怀特2010年

@Kaveh:好的。我将准备关于该问题的猜想的尝试证据,并将其作为单独的问题发布。我以为是正确的,但我常常错了。(当然,如果您在那之前反驳我的猜想,我就不会打扰。)
菲利普·怀特

哦。我只是将其发布为问题。我应该删除新问题并将其发布为答案吗?
菲利普·怀特2010年

(我将其删除并添加到此问题中。)
菲利普·怀特

Answers:


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确定复杂性类中(索引)集的非平凡属性与计算该类的通用函数图一样困难。直观上,这意味着确定非平凡属性的唯一方法是模拟机器并等待答案。在我看来,使用这种属性的想法只会给出层次定理所知道的内容。(有关详细信息和该定理的确切说明,请参见1978年D. Kozen的定理4.2,“ 子递归类的索引 ”)。

我们可以决定(用于通用功能的图形中),原因很简单,,我们有学语言的通用机在,所以它容易模拟机(或描述复杂等效的是在查询)。这意味着我们可以决定您在声明的。由于它是非平凡的属性,因此无法在。因此,此参数将与grUAC0AC0PSpaceAC0LLPSpaceAC0AC0FOPSpacePSpaceAC0AC0PSapce

但这令人惊讶吗?不,因为我们已经知道(基本上)陈述相同参数的更简单方法:,最后一个适当的包含是由空间层次定理得出的。AC0LPSpace


有趣,谢谢。所以您说的是:1)我的论点是正确的,但是2)有一种更简单的方法。:)我想我需要复习一下空间层次定理。
菲利普·怀特2010年

@Philip:是的,我认为您的论点本质上是正确的(您可能想重新检查的定义,该语言确实具有非逻辑符号)。FO
卡夫

太好了。我实际上只是检查了FO的定义。我知道它包含平等符号;这就是为什么我要求结构仅是一个元素的原因。这样,任何有关两个变量相等的语句都不会影响查询的真实性。
菲利普·怀特2010年

还有一条评论……您对非逻辑符号提出了重要的观点。因为没有关系,所以平等符号实际上是必不可少的。特别是,必须表达表示TQBF所需的布尔布尔文字。
菲利普·怀特2010年

@Philip:如果我没记错的话,的语言还包含顺序,加法,乘法和位的关系(认为其中一些可以从其他中定义)。FO
卡夫
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