Rice定理的应用范围

  Turing著名的停机定理说明无法用有限时长的算法判定任意的计算机程序是否停机产生确定输出,这意味着你无法将某些永不停机的程序和其实会在等待时间后才停机的区分开来,人们或可主张这结果意义不大——毕竟运行时间太长的程序和不停机实践上也没啥区别。然而,Rice定理来指出“事情没那么简单”:停机定理中的“停机”可以被替换成任何只跟功能有关的性质,结果一样是不可判定的。

  例如:一段程序是否是破坏系统文件的计算机病毒就是不可判定的,跟停机问题是同样意义上的不可判定。使用停机定理来证明计算机“比人类无能”的反AI论者运行杀毒软件时身体可是很诚实——如果你觉得不可判定类问题人比机器更擅长的话,你为什么不自己扒代码而是让另一个计算机程序(杀毒软件)来尝试识别病毒呢?根据Rice定理,对方完全可以具有你的杀毒软件识别不了的破坏功能。

  判定病毒为何与判定停机等价?这就要从Rice定理的具体证明说起,我们首先定义何为只跟功能有关的性质:两个程序作用于同一数据若总是产生相同的运行结果(都不停机或都停机在相同输出),则称两者功能相同。一个程序的性质F如果满足以下两点:

(1)程序P具有F当且仅当所有功能相同的程序都具有F。

(2)具有/不具有F的程序各至少存在一个(这排除了所有程序无论功能如何都具有/不具有F的平凡情况)。

则称性质F只跟程序功能有关,或称F是功能性的。显然,“会破坏系统文件”“病毒性”就是功能性的。

Rice定理是这样处理的,假定可以判定任意程序是否具备F,那么对任意程序A都可以通过判定下列构造的A1和A2来求解A是否停机:

A1:每个循环中仿真运行A常数步,在循环末尾检验A是否已进入(仿真的)停机态,否则继续循环,是则清零并执行G1.

A2:每个循环中仿真运行A常数步,在循环末尾检验A是否已进入(仿真的)停机态,否则继续循环,是则清零并执行G2.

G1:任一已知具有F的程序。G2:任一已知不具有F的程序。功能性的定义(2)自然要求了G1和G2都存在,所以上述构造是可行的。


若A停机,则A1与A2功能分别等同于G1与G2,故判定结果应各是具有/不具有F,结果不同。

若A不停机,则A1与A2都会被卡在仿真运行A的无限循环上,因为仿真的停机态永不会被访问。功能相同,故结果相同。

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 159,015评论 4 362
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 67,262评论 1 292
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 108,727评论 0 243
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 43,986评论 0 205
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 52,363评论 3 287
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 40,610评论 1 219
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 31,871评论 2 312
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 30,582评论 0 198
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 34,297评论 1 242
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 30,551评论 2 246
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 32,053评论 1 260
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 28,385评论 2 253
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 33,035评论 3 236
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 26,079评论 0 8
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 26,841评论 0 195
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 35,648评论 2 274
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 35,550评论 2 270

推荐阅读更多精彩内容