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计算不可约性


虽然许多计算允许使用捷径来更快地执行,但其他计算则无法加速。不能通过任何捷径加速的计算称为计算不可约的。计算不可约性原理指出,确定计算不可约问题的答案的唯一方法是执行或模拟计算。一些不可约计算可以通过在更快的硬件上执行来加速,因为该原理仅指计算时间

根据 Wolfram (2002, p. 741),如果系统的行为明显简单——并且比如说要么是重复的,要么是嵌套的——那么它将始终是计算可约的。但是,根据计算等价性原理,实际上在所有其他情况下,它都将是计算不可约的。这里,“实际上所有”指的是自然产生或来自简单规则系统的情况,而不是人为构建的情况,例如 Wolfram (2002, p. 747) 给出的示例。

Israeli 和 Goldenfeld (2004) 已经表明,一些计算不可约的元胞自动机具有可预测的属性,因此这些属性是计算可约的。特别是,这些元胞自动机可以通过粗粒化来模拟可约元胞自动机。其中之一是规则 110,它是一个通用元胞自动机

然而,正如 Wolfram (2002, p. 745) 指出的那样,“当底层规则很简单时,通常仍然存在一些表面的计算可约性……。例如,在右侧的规则 30 模式中,人们可以通过做一个简短的计算来判断给定位置的单元格是否有机会不是白色,该计算测试该位置是否位于模式的中心三角形区域之外。在像规则 110 这样的 4 类元胞自动机中,人们可以很容易地至少在存在少量良好分离的局部结构的地方,快捷地进行有限步的演化过程。”

应用于多重计算的计算不可约性版本可以称为多重计算不可约性 (Boyd 2022)。


另请参阅

计算, 计算可约性, 数学范式, 多重计算不可约性, 计算等价性原理

本条目由 Todd Rowland 贡献

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参考文献

Boyd, J. "多重计算不可约性." 2022 年 6 月 6 日. https://www.wolframphysics.org/bulletins/2022/06/multicomputational-irreducibility/.Israeli, N. 和 Goldenfeld, N. "计算不可约性和复杂物理系统的可预测性." 物理评论快报 92, 074105, 2004.Wolfram, S. 一种新的科学。 Champaign, IL: Wolfram Media, pp. 737-750, 2002.

在 Wolfram|Alpha 上引用

计算不可约性

引用为

Rowland, Todd. "计算不可约性." 来自 MathWorld——Wolfram Web 资源,由 Eric W. Weisstein 创建。 https://mathworld.net.cn/ComputationalIrreducibility.html

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