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Una vez que se demuestra que un teorema matemático es verdad, como el problema de detención, ¿puede ser refutado alguna vez?

Simplemente curioso acerca de este artículo que leí hoy en las Noticias de Google. No soy un matemático pero disfruto de la historia de las matemáticas y el artículo parece sugerir que el Problema de Detención ha sido refutado. Siempre pensé que una vez que un teorema es demostrado nunca sería refutado, pero de nuevo no soy un experto.

El artículo es el siguiente: https://gizmodo.com/remarkable-mathematical-proof-describes-how-to-solve-se-1841003769

No sé cuáles son las reglas para permitirme ingresar un enlace, así que tal vez escribiré la parte del artículo entre comillas para ilustrar el punto como sigue:

Los científicos de la computación están emocionados por una nueva demostración matemática que propone un sistema cuánticamente entrelazado, algo así como el descrito anteriormente. Parece refutar una conjetura de hace 44 años y detalla una máquina teórica capaz de resolver el famoso problema de detención, que dice que una computadora no puede determinar si alguna vez podrá resolver un problema que está intentando resolver actualmente.

La demostración de 150 páginas, titulada simplemente "MIP*=RE," trata sobre la esotérica materia de la complejidad computacional. Si soporta el escrutinio, demuestra una conexión profunda entre la física cuántica, la computación y las matemáticas. Muestra que una clase teórica de dispositivos de computación—un verificador interrogando a los oráculos cuánticamente entrelazados—pueden verificar algunos de los problemas informáticos más complejos imaginables.

El último párrafo está más allá de mi comprensión con el nivel de matemáticas que tengo, pero lo que me preocupa es que siempre creí que una vez que una demostración se demostraba ser verdadera, no podía ser refutada. El problema de detención está relacionado con el teorema de la incompletitud de Gödel y sé que el Teorema de Gödel también ha sido demostrado como verdadero.

Pensé que tal vez alguien que sea experto podría comentar sobre esto. Gracias.

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Reese Puntos 140

Un teorema, una vez demostrado (correctamente), no puede ser refutado. Dicho esto, hay dos condiciones aquí.

  • La demostración del teorema debe ser genuinamente correcta. Pero las demostraciones pueden ser bastante complicadas, y los errores en ellas pueden ser muy sutiles. Vea esta pregunta de MathOverflow para ver ejemplos de teoremas que se creían ampliamente demostrados pero luego se demostró que eran falsos. Esto no es probable que sea el caso con la insolubilidad del Problema de Detención, cuya demostración es bastante simple.
  • El teorema debe estar correctamente enunciado. En particular, los teoremas a menudo se resumen de forma inexacta para uso general; en este caso, el resumen inexacto pero popular del Problema de Detención es "ningún programa de computadora puede detectar si un programa de computadora dado se detendrá o no con una entrada dada". Pero esta es una afirmación incorrecta del teorema, que se basa en la tesis de Church-Turing - que establece, fundamentalmente, que cualquier cosa que una persona llamaría "computadora" es fundamentalmente equivalente a una máquina de Turing. El artículo que leíste sugiere que las computadoras cuánticas no se rigen por la tesis de Church-Turing, y no son equivalentes a las máquinas de Turing: la insolubilidad del Problema de Detención no es incorrecta, simplemente no se aplica a esas computadoras.

Como nota al margen: La demostración estándar de que el Problema de Detención es insoluble es muy flexible, y podría modificarse para aplicarse a cualquier cosa que funcione remotamente como una máquina de Turing. La conclusión razonable aquí es que una computadora cuántica simplemente no es remotamente similar a una máquina de Turing.

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cc0 Puntos 733

Las conjeturas son proposiciones que no están probadas pero se piensa que son verdaderas.

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Jacob Urick Puntos 33

El problema de la detención sigue siendo incalculable, incluso con computadoras cuánticas, que aún pueden ser modeladas por Máquinas de Turing.

El artículo menciona un oráculo, que es un programa teórico, pero imposible de crear, que puede resolver el problema de la detención.

Razonar con estos oráculos es útil al estudiar la teoría de la computación.

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