Unentscheidbarkeit und das Halteproblem — Transcript
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- 0:00so willkommen zurück es geht heute um
- 0:03zeitreisen und natürlich und touring
- 0:06maschinen
- 0:07wir werden uns beschäftigen mit dem
- 0:09interessanten thema der entscheid
- 0:12barkeit einnahme ist marcus krietsch
- 0:14willkommen zurück zu diesem kleinen kurs
- 0:17zum thema automaten und auch formale
- 0:19sprachen momentan mehr automaten und
- 0:22grundlagen der informatik in form der
- 0:25touring maschine beim letzten mal hatte
- 0:27ich ihnen bereits eine ganze menge über
- 0:29touring maschinen erklärt wir haben
- 0:30gelernt dass laut church touring these
- 0:34alles was berechenbar ist auch mit
- 0:37touring maschinen berechnet werden kann
- 0:39das heißt es ist eines von vielen
- 0:43universellen berechnungsmodellen und das
- 0:47gibt uns natürlich eine ganz
- 0:49interessante und besondere handhabe zu
- 0:52untersuchen was unsere computer
- 0:54eigentlich können die intuition die
- 0:59viele menschen natürlich zunächst haben
- 1:01ist dass unsere computer alles können
- 1:06mit entsprechenden aufwand und
- 1:08ressourcen
- 1:09das ist natürlich falsch wieder als
- 1:11informatiker wissen und in diesem video
- 1:14wäre ich ihnen auch konkret zeigen was
- 1:16zum beispiel nicht möglich ist das führt
- 1:19uns zum thema der sogenannten
- 1:23unendlichkeit das ist etwas was wieder
- 1:26mal mit formalen sprachen zu tun hat und
- 1:28ganz allgemein sich definieren lässt
- 1:31aber auch mit hilfe von touring
- 1:33maschinen festgelegt ist wir sagen eine
- 1:36sprache ist entscheidend
- 1:38manchmal sorgen wir auch berechenbar
- 1:39oder re kursiv wenn es eine touring
- 1:42maschine m gibt die ihr wort problem
- 1:46entscheidet also dass der sprache
- 1:47natürlich das heißt ist entscheider und
- 1:51es ist genau die sprache von herrn das
- 1:54ist also die voraussetzung dafür dass
- 1:56eine sprache entscheidbar ist es gibt
- 1:58einen entscheider für sie es gibt einen
- 2:00algorithmus der für jedes wort uns ein
- 2:04ergebnis liefert nach endlich vielen
- 2:06schritten und das ergebnis wird korrekt
- 2:08feststellen ob das wort nun in der
- 2:10sprache ist oder nicht
- 2:12falls es keinen solchen algorithmus gibt
- 2:15dann nennen wir die sprache und
- 2:18scheinbar weiterhin sagen wir manchmal
- 2:21dass eine sprache die entscheider ist
- 2:24das nennt man auch touring erkennbar
- 2:26oder re kursiv auf silber oder auch
- 2:30repressiv abzählbar wenn es eine touring
- 2:34maschine gibt die l als sprache hat auch
- 2:38wenn sie keinen schalter ist das sind
- 2:40also zwei unterschiedliche situationen
- 2:42das hatten wir bisher bei anderen
- 2:43automaten modellen so nicht ich hatte
- 2:45das ja schon erwähnt touring maschinen
- 2:47können unendlich laufen sie müssen nicht
- 2:50unbedingt halten und trotzdem kann ihr
- 2:52verhalten der in dem sinne korrekt sein
- 2:54dass sie unendlich nur dann laufen wenn
- 2:57die eingabe abgelehnt würde und wir
- 3:00haben ja definiert ein unendlicher lauf
- 3:01entspricht auch einer art des verwerters
- 3:03das heißt die sprache die dann
- 3:04beschrieben wird ist richtig
- 3:05allerdings wissen wir nicht nach endlich
- 3:08vielen schritten ob das wort nun
- 3:09abgelehnt wird oder nicht weil wenn die
- 3:11tormaschine eben noch läuft wissen wir
- 3:13nicht braucht sie einfach noch ein
- 3:14bisschen oder ist sie gerade dabei
- 3:16unendlich lange zusammen das heißt wir
- 3:19haben diese situation semi entscheid
- 3:20barkeit und entscheid barkeit als den
- 3:23besonders wünschenswerten fall in dem
- 3:25die touring maschine garantiert ein held
- 3:27bei anderen automaten mussten wir diese
- 3:29beiden fälle nicht unterscheiden da war
- 3:31das 1 man konnte sicherstellen dass du
- 3:33selbst die keller automaten immer halten
- 3:35okay das also ist entscheid barkeit
- 3:39unentschuldbar kite semi entscheid
- 3:41barkeit schon an dieser definition sehen
- 3:43wir dass entscheid bau und
- 3:46unentschuldbar gegensätze sind das aber
- 3:49semi entscheid bei einer art von
- 3:54zusicherungen ist die also sicherstellt
- 3:59dass es überhaupt eine tui maschine gibt
- 4:00das ist eine positive eigenschaft wenn
- 4:03etwas semi entscheidbar ist es ist keine
- 4:05negative eigenschaft also insbesondere
- 4:07sind alle entscheid barren sprachen auch
- 4:09semi entscheidbar wir sind eben nur
- 4:12zusätzlich entscheidbar oft ist es so im
- 4:15praktischen sprachgebrauch dass menschen
- 4:18dann von semih entscheid barkeit
- 4:19sprechen
- 4:20also speziell menschen aus der
- 4:22informatik natürlich die wenn sie meinen
- 4:26dass eine sprache nicht mehr
- 4:27entschuldbar ist nur noch semi entscheid
- 4:29war das ist aber nicht ganz korrekt ja
- 4:31also semi entscheidbar ist eigentlich
- 4:33eine obere schranke es sagt uns die
- 4:35touring maschine reicht um diese sprache
- 4:37zu beschreiben sie reicht dafür aus auch
- 4:39wenn es vielleicht nicht immer mit dem
- 4:41endlichen halten klappt ok dazu noch ein
- 4:47beispiel wir hatten schon ein paar
- 4:49sachen erwähnt in diesem kurs die mit
- 4:51entscheid barkeit zu tun hatten nämlich
- 4:53zum beispiel dass die äquivalenz zweier
- 4:56kontext freier grammatiken
- 4:57unentschuldbar ist das heißt es gibt für
- 4:59die keine touring maschine und wir
- 5:03könnten das jetzt ein bisschen formaler
- 5:05machen
- 5:05als ich damals machen konnte ich könnte
- 5:08sagen wir codieren zunächst erstmal in
- 5:11irgendeiner weise die grammatik das geht
- 5:13sicherlich also man kann eine grammatik
- 5:15in einer datei speichern und das ist
- 5:17dann automatisch auch schon eine binäre
- 5:18kotierung das heißt wir nehmen
- 5:20irgendeine codierung der regeln einer
- 5:21grammatik in g das schreibe ich als ngn
- 5:26kodierung und formal bedeutet die
- 5:30unscheinbarkeit jetzt dass eine sprache
- 5:32die ich aus wörtern bildet die eine
- 5:36codierung von einer ersten grammatik hat
- 5:38und dann einen trennzeichen und danach
- 5:41eine codierung der zweiten grammatik und
- 5:45wobei die sprache die wörter nur dann
- 5:47enthält wenn die sprachen die die beiden
- 5:49grammatiken beschreibungen beschreiben
- 5:53borderlands sind also gleich sind oder
- 5:56eins von beiden keine grammatik
- 5:58darstellt keine kontext freiheit
- 6:01grammatik dass diese sprache
- 6:04unentschuldbar also so kommt man von so
- 6:08einem berechnungs problem was sagt wir
- 6:11wollen die äquivalenz entscheidend zu
- 6:12einem problem was mit einer bestimmten
- 6:15sprache zu tun hat ja also das scheint
- 6:17vielleicht erst eine einschränkung zu
- 6:18sein ist aber in der wirklichkeit
- 6:21eigentlich keine einschränkung wir
- 6:22können alle möglichen probleme als
- 6:24sprache auffassen und in dem fall habe
- 6:27ich eben die hier zwei verschiedene
- 6:30bedingungen eingefügt
- 6:32für diese sprache weil dieses problem
- 6:35sich speziell auf die äquivalenz kontext
- 6:37freier grammatiken bezieht also das
- 6:41heißt die fälle in denen eine der
- 6:43grammatiken keine kontext freier ist da
- 6:45können wir getrost akzeptieren da das
- 6:48ist auch leicht zu erkennen das kann der
- 6:49touring maschine entscheiden ob eine
- 6:50kommen grammatik kontext frei ist aber
- 6:52falls beide kontext frei sind und ihre
- 6:56sprachen gleich sind dann wird es
- 6:58schwierig oder wenn sie nicht gleich
- 6:59sind ja wir wissen es nicht es lässt
- 7:01sich eben nicht herausfinden okay das
- 7:03also ein erstes beispiel für eine
- 7:05unentschuldbare sprache die wir schon
- 7:07kennen gelernt haben auch wenn wir da
- 7:10natürlich auch noch nicht gezeigt hat
- 7:11und warum die unentscheiden ist das
- 7:13wollen wir heute zum ersten mal mit
- 7:15einem konkreten problem anschauen
- 7:19natürlich ist das alles hoffentlich
- 7:22nicht allzu überraschend für sie also
- 7:23wenn ich jetzt sage es gibt dinge die
- 7:25man mit hohem maschinen nicht berechnen
- 7:27kann es gibt sprachen die man mit tui
- 7:28maschine nicht beschreiben kann dann ist
- 7:30das natürlich irgendwo ein alter hut für
- 7:32sie erinnern sich wir hatten schon mal
- 7:34herr georg cantor hier zu gast und wir
- 7:36wissen dass es natürlich viel zu viele
- 7:38sprachen gibt um sie mit irgendeinem
- 7:41endlichen formalismus alle beschreiben
- 7:43zu können und die touring maschinen sind
- 7:44natürlich auch eine art endlicher
- 7:46darstellung also wenn ich irgend eine
- 7:47sprache darstellen kann mit natur
- 7:49maschine dann korrespondiert diese
- 7:52tormaschine ja irgendwie zu einer
- 7:53endlichen menge anzeichen auf dem papier
- 7:56meinetwegen die ich benötige um die
- 7:57tormaschine zu beschreiben und es gibt
- 8:00nur eine beschränkte menge von solchen
- 8:03darstellungen von touring maschinen
- 8:05nämlich absehbar viele da jede dieser
- 8:08touring maschinen endlich ist gibt es
- 8:09absehbar viele ländliche es gibt auch
- 8:11absehbar viele algorithmen für die
- 8:13computerprogramme in irgendeiner sprache
- 8:15das hatten wir schon gesprochen
- 8:16es gibt aber wie sie wissen überhaupt
- 8:19sehr viele sprachen also sind die
- 8:21allermeisten sprachen und scheinbar weil
- 8:23wir einfach viel zu viele sprachen haben
- 8:25und viel zu wenig software
- 8:27das ist insofern keine überraschung
- 8:29damit bekommt man aber kein konkretes
- 8:31beispiel für so eine sprache und das was
- 8:33ihnen gerade genannt hatte ist zwar
- 8:35konkret aber das kommt bisher erst mal
- 8:38aus dem nichts da hab ich nichts darüber
- 8:39gesagt warum das eigentlich entscheiden
- 8:41wie kommt man also eigentlich zu einem
- 8:45unentschuldbaren problem wie sieht man
- 8:47so was wie kann man ein konkretes
- 8:49berechnungs probleme als ein entscheid
- 8:51borken und das wollen wir heute machen
- 8:53sie werden sehen das ist relativ
- 8:54einfache eigentlich das gehört gar nicht
- 8:56so viel dazu um dann anfangen zu finden
- 8:58und das problem für dass wir das machen
- 9:01wollen ist auch eines der berühmtesten
- 9:04probleme der informatik nämlich das alte
- 9:08problem
- 9:09das halte problem besteht in der
- 9:11folgenden frage wir geben eine touring
- 9:13maschinen und ein wort wie wird er für
- 9:18die eingabe w jemals anhalt wir wissen
- 9:22dass das nicht immer so ist die
- 9:24maschinen können unendlich lange laufen
- 9:26und ich hatte auch schon angedeutet dass
- 9:29das eine sehr komplizierte sache wenn
- 9:30sich fünf zustände genügen um touring
- 9:33maschinen zu definieren von denen kein
- 9:37mensch weiß ob sie jemals anhalten oder
- 9:40zumindest keiner sicher weiß ob sie
- 9:42jemals anhalten wir vermuten weil sie
- 9:43halt nicht denn wir haben sich schon für
- 9:44sehr viele schritte simuliert aber wer
- 9:48weiß schon was genau dahinter steht ok
- 9:50also das alte problem eine wichtige
- 9:53frage in der form wie es hier steht
- 9:55natürlich eine theoretische frage über
- 9:57touring maschinen und wörter usw aber
- 9:59letztlich auch eine praktische frage
- 10:01also sie könnten das ja auch für
- 10:03beliebige software fragen ja sie haben
- 10:04ein programm geschrieben sie wollen
- 10:06wissen ob das jemals anhält oder ob das
- 10:09eine endlosschleife kommt das wäre ja
- 10:10vielleicht ganz praktisch wenn ihre idee
- 10:12dass ihnen mitteilen könnte wenn es dann
- 10:15mögliches problem gebe dass es in
- 10:18manchen fällen eine endlosschleife geben
- 10:19könnt ihr zum beispiel gut geht nicht
- 10:23werden wir sehen
- 10:24um das wirklich zu sehen müssen wir
- 10:28vielleicht noch ein bisschen mehr ins
- 10:29detail gehen denn so wie ich das hier
- 10:30schreibe ist das schon wieder zwar ein
- 10:32problem aber keine sprach essen was ist
- 10:34ja eigentlich sprache ja die wir als
- 10:36unentschuldbar erkennen wollen das
- 10:37müsste ich mal noch erklären und um das
- 10:40erklären zu können müssen wir die
- 10:43maschinen als eingaben verwenden das
- 10:45problem besteht ja darin dass man eine
- 10:47tui maschine gegeben kriegt und dann
- 10:48über diese tormaschine eine
- 10:50bestimmte aussage machen soll das heißt
- 10:52die tormaschine ist die eingabe und dazu
- 10:56müssen wir sie irgendwie kotieren ja wir
- 10:58hatten sie bisher ja als sex trubel von
- 11:00irgendwelchen mathematischen
- 11:02sonderzeichen aufgeschrieben das ist
- 11:03natürlich jetzt darf man noch keine
- 11:05direkte codierung die man an eine andere
- 11:07touring maschine weiter geben könnte
- 11:11wieso auch bei touring maschinen kommt
- 11:14es auf das detail hier überhaupt nicht
- 11:16an
- 11:16also es genügt irgendeine codierung zu
- 11:19haben die vernünftig ist ja die mich
- 11:24völlig seltsam ist die man mit einer
- 11:27tormaschine auswerten kann effektiv ja
- 11:30die nicht schon so kompliziert ist dass
- 11:31man sie nicht mit einem computerprogramm
- 11:34dekodieren kann in einem gewissen sinne
- 11:37okay was könnten wir zum beispiel nehmen
- 11:39hier sind grauer kasten
- 11:40er beschreibt die details ich möchte sie
- 11:41gar nicht so sehr durch gehen hier
- 11:43ich denke sie können sich das vorstellen
- 11:45druckmaschinen kann man ja codieren hier
- 11:47würden wir konkreten alphabet verwenden
- 11:50aus 0 1 und raute und wir könnten zum
- 11:53beispiel sagen die zustände sind einfach
- 11:55durchnummeriert und wir codieren sie als
- 11:57eine folge von der codierten zahlen mit
- 12:000 1
- 12:02wir können auch für die verschiedenen
- 12:04bewegungsrichtungen binder codierungen
- 12:06angeben und dann das herzstück der
- 12:08touring maschinen sind ja letztlich
- 12:09diese übergänge also dass für bestimmte
- 12:11eingaben gibt es bestimmte folgen also
- 12:15jeweils dieses triple hier
- 12:17und damit haben wir letztlich für jeden
- 12:20solchen übergang fünfte stimmungs stücke
- 12:22zwei zustände zwei symbole eine richtung
- 12:25die können wir einfach hintereinander
- 12:26aufschreiben und das ist ein teilgebiet
- 12:28der kontierung und das können sie mit
- 12:30allen existierenden allen definierten
- 12:32übergängen machen dann haben sie die
- 12:33übergangs funktion die ja endlich ist
- 12:35ansich codiert das müssen sie jetzt
- 12:40irgendwie hintereinander hängen
- 12:41vielleicht durch doppelte trennzeichen
- 12:42damit sie wissen wo ein bestimmter teil
- 12:45also die zu stellen zum beispiel enden
- 12:47und wo das codierte 1 gab s symbol
- 12:51eingabe alphabet beginnt aber auch das
- 12:56ist nicht schwierig also so was in
- 12:57dieser art könnten sie machen und ich
- 13:00werde solche kurz schreibweisen wie eng
- 13:01von m
- 13:02und auch eng von einem bestimmten wort
- 13:04von einem bestimmten alphabet in den
- 13:08nächsten ferien verwenden einfach
- 13:09annehmen dass wir irgendwie definiert
- 13:12haben wie man diskutiert ok ok touring
- 13:17maschinen lassen sich codieren und jetzt
- 13:19kommen wir dazu dass wir das alte
- 13:22problem formal definieren können das
- 13:28lässt sich so erreichen wir hier in
- 13:30diesem kiss in dieser kiste die das alte
- 13:34problem ist das wort problem für die
- 13:36sprache die sie hier sehen die sprache
- 13:38besteht aus wörtern der form codierung
- 13:40von m trennzeichen trennzeichen
- 13:42codierung eines wortes wobei die touren
- 13:47maschine codiert wird halten soll wenn
- 13:49das wort was hier codiert wird er als
- 13:52eingabe vorliegt also wir wollen nur
- 13:55diese wörter bei denen das erfüllt ist
- 13:57und das ist also eine art wie man dieses
- 13:59problem als sprache ausdrücken kann
- 14:00wenn wir in algorithmus haben der für
- 14:03solche codierten wörter die richtigen
- 14:06entscheidungen treffen kann dann haben
- 14:08wir das problem gelöst
- 14:09wir müssen ja nur ne entsprechende also
- 14:12wenn wir uns eine bestimmte maschine
- 14:14interessieren wir sind wir nur diese
- 14:16maschine codieren und das wird und dann
- 14:17den einfach etwas mit dieser eingabe
- 14:20befragen und dann wissen wir was die
- 14:21antwort wäre okay gut also so haben wir
- 14:24das alte problem als sprache definiert
- 14:27wichtiger kleiner subtiler punkt hier an
- 14:31der stelle ist vielleicht das natürlich
- 14:33nicht alle wörter die man über 0 1 und
- 14:35raute bilden kann
- 14:36überhaupt so eine codierung einer
- 14:39maschine und eines wortes darstellen ja
- 14:41also bei wörtern müssen wir vielleicht
- 14:43noch relativ flexibel aber bei maschinen
- 14:46ist natürlich das format schon wichtig
- 14:49und es gibt viele möglichkeiten wie man
- 14:51hier überhaupt keine maschine kopieren
- 14:54kann
- 14:54und es gibt also dann eine fehlerhafte
- 14:57codierung was definiert unsere angabe
- 15:00hier für diesen fall ja ja ja die an die
- 15:03die menge die wir hier aufgeschrieben
- 15:05haben sagt ja es ist die menge aller
- 15:07wörter die diese form haben für boeing
- 15:10maschine und wort mit diesen
- 15:11eigenschaften
- 15:12das heißt die sprache enthält nur
- 15:14korrekt codierte
- 15:15strings das bedeutet was wir hier
- 15:20indirekt auch mit definiert haben ist
- 15:23dass alle fehlerhaften codierungen
- 15:25abgelehnt werden und das ist typisch
- 15:27wenn man ein entscheidungs problem
- 15:29definieren will dass man sagt ja
- 15:31akzeptanz eines wortes in der sprache
- 15:34bedeutet die frage die ich gestellt habe
- 15:36wird mit ja beantwortet ablehnung
- 15:38bedeutet entweder die frage die ich
- 15:41gestellt habe wird mit nein beantwortet
- 15:43oder die eingabe die ich hier kopiert
- 15:45habe die ich ag diskutiert überhaupt
- 15:47keine frage
- 15:48das geht natürlich meistens auch nur die
- 15:51frage ob die codierung stimmt lässt sich
- 15:54in der regel sehr einfach entscheiden
- 15:55das heißt darin besteht keine
- 15:57schwierigkeit und diese fälle können wir
- 15:59immer erkennen es ist also keine
- 16:01praktische problematik irgendwie aber
- 16:03das nur zur erklärung dass das natürlich
- 16:05immer mit drin steckt wenn ich das in
- 16:07der sprache formulieren dass ich nicht
- 16:09nur korrekte codierungen habe okay
- 16:12das also ist das formale alte problem
- 16:14und jetzt möchten wir zeigen dass dieses
- 16:16problem unentschuldbar ist und das soll
- 16:21passieren mit hilfe eines widerspruch
- 16:25des beweises an der stelle kommen wir zu
- 16:29dem punkt den ich eingangs angesprochen
- 16:31habe wir wollen das mit zeitreisen lösen
- 16:34wie konkret meine ich das und zwar ist
- 16:40die unmöglichkeit der existenz der einer
- 16:44matten touring maschine die das heil
- 16:46problem löst eigentlich ziemlich analog
- 16:48zu der unmöglichkeit der existenz
- 16:50bestimmter zeitreise maschinen ja sie
- 16:54könnten
- 16:55und im prinzip könnten sie es auch genau
- 16:57mit einem ähnlichen argument widerlegen
- 16:59angenommen ich hätte eine zeitmaschine
- 17:02sie erlaubt mir in die zukunft zu
- 17:05schauen ganz ähnlich wie eine
- 17:08tormaschine dieses problem löst sie
- 17:09schaut in die zukunft geschaut ob die
- 17:10touring maschine jemals hält für die
- 17:13eingabe hat
- 17:14ich habe also eine zeitmaschine ich
- 17:16keine zukunft schauen und nehmen wir an
- 17:19wir sind jetzt gemeinsam mit dem raum
- 17:21wie es vielleicht in einer normalen
- 17:22vorlesung unter normalen bedingungen
- 17:23wären dann könnte ich in die zukunft
- 17:26schauen sagen wir fünf minuten und
- 17:28herausfinden ob jemand den raum verlässt
- 17:31oder nicht den raum verlässt kann ich
- 17:33ihnen sagen ja ich weiß wer den raum
- 17:36verlassen wird in fünf minuten überlegen
- 17:37sie sich ob sie rausgehen jetzt oder
- 17:39nicht und ich verhalte mich dann auch
- 17:45entsprechend nämlich indem ich sage
- 17:47nennen sie mir einfach irgendeine person
- 17:49hier im raum und ich weiß ja ob diese
- 17:51person den raum verlassen wird und ich
- 17:53verhalte mich dann genau entgegengesetzt
- 17:56wenn die personen den raum verlässt
- 17:58setze ich mich hin und warte wenn die
- 18:01person den raum nicht verlassen wird in
- 18:02fünf minuten doch da ist dann gehe ich
- 18:04gleich raus jetzt agieren
- 18:06das ist eine zeitmaschine und ganz tolle
- 18:10sache kann leute beeindrucken mit dem
- 18:13kleinen trick dass ich schon weiß wie
- 18:14sie sich entschieden haben oder wie sich
- 18:15entscheiden werden das funktioniert so
- 18:18lange gut bis jemand der anwesen sind
- 18:21auf die idee kommen zu sagen ja während
- 18:24wird doch mal sich selbst als person aus
- 18:26schauen sie mal was sie selbst in der
- 18:28zukunft machen und dann verhalten sie
- 18:30sich entsprechend
- 18:31dann mache ich das sehe ich ja ich bin
- 18:34selbst aus dem raum rausgegangen also
- 18:36setzte ich mich hin und bleibe in dem
- 18:37raum
- 18:38aber dann gehe ich ja gar nicht aus oder
- 18:41ich bin noch im raum also gehe ich
- 18:43sofort raus was auch nicht funktioniert
- 18:46ja es ist also ein paradoxon
- 18:48und sie sehen also damit könnte man
- 18:51argumentieren dass eine solche
- 18:53zeitmaschine unmöglich ist in science
- 18:56fiction narrativen wird es dann zum teil
- 18:59auch anders gelöst irgendwelche
- 19:01widrigkeiten hinter nicht daran den raum
- 19:03zu verlassen obwohl ich wollte das geht
- 19:06aber der mathematik nicht so einfach
- 19:07wenn dort etwas paradox ist dann bleibt
- 19:09auch paradox und im prinzip wollen wir
- 19:11die genau gleiche idee auch touring
- 19:15maschinen anwenden das heißt also wird
- 19:16betrachten jetzt unsere alte problem
- 19:19maschine als die hypothetische
- 19:21zeitmaschine die die zukunft kennt und
- 19:23wir programmieren einer touring maschine
- 19:25die dann sich entsprechend vor
- 19:27dann zeigen dass das nicht sein kann
- 19:29okay das ist der beweis plan
- 19:32zeitreisen mit den maschinen und jetzt
- 19:34mache ich noch einmal formal und ich
- 19:36hoffe dann haben sie das auch gut
- 19:38verstanden wie das funktioniert also
- 19:40widerspruchs beweis angenommen es gäbe
- 19:42eine zeitmaschine
- 19:45es gebe eine deterministische touring
- 19:48maschine die das alte problem
- 19:50entscheidet ich nenne die harvey halte
- 19:52problem das heißt herr heldt immer es
- 19:56ist ein entscheider und akzeptiert
- 19:58eingaben von dieser codierten formen wie
- 20:01wir sie gerade gesehen haben codierung
- 20:03einer maschine codierung eines wortes
- 20:05genau dann wenn die maschine auf diese
- 20:08eingabe wird anhält so ich nehme an ich
- 20:12habe sowas dann kann ich diese touring
- 20:16maschine dieses programm verwenden in
- 20:21beliebigen anderen toni maschinen ja
- 20:23auch als zu proteine ich kann noch ein
- 20:25bisschen ton programmieren und wir
- 20:28machen das jetzt und entwickeln eine
- 20:31neue deterministische turi maschine die
- 20:34die nenne ich die für die agonie sierung
- 20:39war das was wir machen im prinzip ein
- 20:41katholisches fast kann tisches diagonal
- 20:44ii sierung argument wird okay tut aber
- 20:48nichts zur sache wir nennen sie einfach
- 20:49die was soll sie tun diese touring
- 20:52maschinen ja zunächst einmal wenn sie
- 20:54eine eingabe wie erhält dann schreibt
- 20:58sie diese zunächst in folgende form und
- 21:01wie trennzeichen trennzeichen kotierung
- 21:04des wortes wir können jedes wort
- 21:08codieren und das wird sich auch
- 21:09berechnen lassen also das geht irgendwie
- 21:11ihr eine tormaschine die codierung
- 21:13nachvollzieht mit einer sinnvollen
- 21:14codierung mit einer vernünftigen
- 21:15kotierung klappt das zweiter schritt
- 21:18die führt die magische heide problems
- 21:23touring maschine auf dieser eingabe aus
- 21:25wir haben das jetzt auf dem band jetzt
- 21:26lassen wir dieses zubrot ihnen laufen
- 21:28und fahren mal was sie tut das können
- 21:32wir zum beispiel dadurch erreichen dass
- 21:33wir einfach die zustände dieser halte
- 21:36problems touring maschine einfach in
- 21:37unseren zustands graf einfügen und die
- 21:40übergänge alle so bearbeiten dass diese
- 21:42alte maschinen der machen würde und
- 21:45dabei das ganze worte abarbeiten
- 21:47bis die maschine hält da landet sie in
- 21:51irgendwelchen and zuständen und dort
- 21:53können wir da wird die kontrolle
- 21:54übernehmen wollte in unseren garten von
- 21:57d weiter gehen und so funktioniert also
- 22:00auch konkret mit dieser zucchini die ok
- 22:02wir führen also auf dieser eingabe aus
- 22:05und tun jetzt das folgende wenn h die
- 22:09eingabe nicht akzeptiert also falls
- 22:11zurück liefert dann hält die
- 22:15unverzüglich und akzeptiert andernfalls
- 22:20wenn h die eingabe akzeptiert dann geht
- 22:23die in eine endlosschleife und hält
- 22:26nicht das lässt sich auch leicht
- 22:28realisieren sie wechseln in einen
- 22:30zustand aus dem es kein entkommen gibt
- 22:32und in dem man immer weiter irgendetwas
- 22:34tut es muss nicht mal was produktiv ist
- 22:37sein sie müssen nicht viele dinge
- 22:38schreiben es reicht wenn sie einfach nur
- 22:40immer weiter über geld ausführen okay
- 22:44gut und das ist jetzt das entspricht
- 22:47jetzt den beiden aktivitäten ja also
- 22:49wenn wenn ich sehe dass jemand den raum
- 22:52verlässt dann bleibe ich im raum wenn
- 22:55ich sehe dass jemand die ausgewählte
- 22:57personen den raum nicht verlässt dann
- 23:00verlasse ich den raum
- 23:02das sind die gegensätzlichen handlungen
- 23:04wie bei der zeitreise
- 23:06die idee ist also ganz einfach die so
- 23:10wie es hier definiert habe hält und
- 23:12akzeptiert eine touring maschinen
- 23:13codierung codierung von m
- 23:17genau dann wenn m auch der eingabe die
- 23:23die form hat eng kotierung von m nicht
- 23:26hält ok
- 23:30verwirrend vielleicht ja hier hatten wir
- 23:33ja noch gar nicht davon gesprochen dass
- 23:35wie eine codierung einer tormaschine ist
- 23:37aber natürlich wenn wir diese art von
- 23:39kunden um codierung hier durchführen
- 23:41dann bedeutet das haar diese alte
- 23:45maschine macht nur dann etwas
- 23:47interessantes und sinnvoll dass wenn wir
- 23:48selbst eine tormaschine codiert das
- 23:53geben wie dieser touring maschine als
- 23:55eingabe naja wir schreiben hier die
- 23:58codierung von w
- 23:59die wird ja wieder decodiert von h und
- 24:03wer selbst wird dann die der input für
- 24:06diese tolle maschine auf dem wir prüfen
- 24:08ob die tormaschine und held oder nicht
- 24:10das heißt dass eingabe wort hat wirklich
- 24:12wörtlich die form von vieh von empathie
- 24:16und daher kommt dieser diese diese
- 24:21situation hier also die tor maschine
- 24:25hält auf ihrer eigenen codierung oder
- 24:28eben nicht
- 24:29und die wird genau das gegenteil tun
- 24:31okay das ist die konstruktion von d und
- 24:35dieser teil der konstruktion ist nicht
- 24:38besonders schwierig wenn man denn dieses
- 24:41jahr hat dieses mysteriöse was wir hier
- 24:43annehmen und zum widerspruch führen wird
- 24:45alles andere ist offensichtlich oder
- 24:47relativ leicht zu argumentieren dass es
- 24:49machbar ist nur das haar muss man dazu
- 24:51vorher habe ok also hier nochmal die
- 24:55zusammenfassung das gleiche stand gerade
- 24:57schon mal unten
- 24:58er tut das gegenteil wm auf seiner
- 25:02eigenen codierung tun wird für solche in
- 25:05sozial für in puts die eine
- 25:07continental-maschine wir schreiben für
- 25:10andere inputs ist verhalten völlig egal
- 25:11das brauchen wir für den beweis gar
- 25:13nicht betracht ok so das ist jetzt
- 25:17soweit passiert das experiment mit der
- 25:19zeitreise ist vorbereitet und jetzt
- 25:21kommt jemand und sagt verhalten sie sich
- 25:25doch mal so wie sie selbst sich in fünf
- 25:28minuten nicht verhalten werden und das
- 25:31entspricht genau der idee dass wir nun
- 25:34diese maschine die für die eingabe
- 25:40von den ausführen die maschine die wir
- 25:44sie gerade konstruiert haben unter der
- 25:46annahme dass es so eine maschine hergibt
- 25:48ist ja was sehr konkret ist das ist ja
- 25:50nicht nur eine irgendwie abstrakte oder
- 25:52als template definierte maschine so und
- 25:54das ist wirklich eine spezifische
- 25:56touring maschine die man sodann
- 25:57konstruieren könnte und die kann man
- 25:59natürlich auch codieren also das ist ein
- 26:02endliches gebildete und die hat
- 26:04irgendwie so eine darstellung als
- 26:05codierung von dir wenn das also als
- 26:10eingabe jeden wird was passiert naja
- 26:13falls die für die eingabe kotierung von
- 26:17der held dann akzeptiert hat
- 26:19die eingabe codierung von die codierung
- 26:22der kotierung von den ball ja
- 26:25entscheidet ob sie hält ja also wenn sie
- 26:27hält dann wird das auch akzeptieren und
- 26:29voraussagen dass sie hält doch wenn hat
- 26:32das akzeptiert dann haben wir ja die so
- 26:34definiert dass es nicht halten wird dann
- 26:37gehen wir ja in die endlosschleife das
- 26:39machen wir nach der soap routine
- 26:40das heißt das kann gar nicht passieren
- 26:43ja das würde ein widerspruch erzeugt
- 26:45dann hätte er falsch entschieden
- 26:47übrigens solche doppelten escaping
- 26:52ausdrücke kennen sie sicherlich auch vom
- 26:55programmieren
- 26:56zumindest wenn sie mal versucht mein
- 26:57bestes zu programmieren oder irgendwas
- 26:59ähnliches dann ist ihnen das nur allzu
- 27:02häufig dass man manchmal solche
- 27:04geschafft hätten escapes benötigt ja ich
- 27:09hoffe aber wenn sie darüber nachdenken
- 27:10ich hab's ja gerade schon mal erklärt
- 27:12dann wird ihnen klar dass wir das so
- 27:14braun
- 27:15okay das heißt also der fall dass die
- 27:19auf seine eigenen codierung hält ist
- 27:21schon mal ausgeschlossen
- 27:22denn in diesem fall müsste hat sich
- 27:25bezüglich die ok schauen wir mal den
- 27:28anderen fall an falls die auf der
- 27:30eingabe nicht hält dann sagt ha das
- 27:34korrekt voraus das heißt h wird die
- 27:36eingabe die wir ihm geben nicht
- 27:38akzeptieren doch dann reagiert ja de
- 27:43genau umgekehrt die wir zu verhalten
- 27:45weil die soutine fonds zurück geliefert
- 27:48hat und auch dann hat er
- 27:50so hat die entscheidung nicht korrekt
- 27:52vorhergesagt widerspruch ja also
- 27:57offensichtlich in keiner bekam der
- 27:59beiden möglichen fälle ist das was wir
- 28:02hier als konsequenz finden irgendwie
- 28:05konsistent und und in sich schlüssig das
- 28:09heißt es kann irgendetwas mit unseren
- 28:11annahmen nicht gestimmt haben und das
- 28:13ist natürlich in dem fall höchstens das
- 28:15ist keine solche maschine hergibt
- 28:17wir könnten auch ein bisschen anders
- 28:19sagen wir könnten sagen dann nicht dass
- 28:21es keine zeitmaschine gibt sondern dass
- 28:23zeitmaschine nicht das verhalten von
- 28:24zeitreisen denn vorhersagen können ja
- 28:28also das wäre vielleicht eine andere
- 28:30möglichkeit das problem zu lösen und zu
- 28:32sagen ja bereits gibt es so ein haar
- 28:35aber für die funktioniert das nicht
- 28:37das funktioniert dann nicht für alle
- 28:38touring maschinen nur für manche für
- 28:41einfacher für richtig
- 28:42und tatsächlich kann man sich auch in
- 28:46diese richtung interessante dinge
- 28:48vorstellen auch mathematisch
- 28:50interessante dinge vorstellen man kann
- 28:51zum beispiel sagen ja nehmen wir mal an
- 28:53wir haben durch maschinen die das alte
- 28:55problem von anderen touring maschinen
- 28:56entscheiden können das sind sozusagen
- 28:57die zeit reisen denn dann können sie
- 29:01zwar nicht das eigene falle probleme
- 29:02entscheidend aber vielleicht können sie
- 29:04dann trotzdem noch andere dinge machen
- 29:06solche überlegungen sind natürlich sehr
- 29:09hypothetisch und theoretisch da wir in
- 29:11der praxis keine computer keine normalen
- 29:14touring maschinen haben die das lösen
- 29:15können und das ist genau das was dieser
- 29:17beweis sei also man kann in verschiedene
- 29:20richtungen hier weitergehen aber für uns
- 29:23hier sieht man man kommt zu einem
- 29:27widerspruch wenn man annimmt dass eine
- 29:28normale touring maschine
- 29:30das halte problem für normale touring
- 29:33maschinen innerlich lösen könnte okay
- 29:36gut
- 29:38damit endet der beweise ich habe ihn ein
- 29:41bisschen ausgedient weil ich viele
- 29:42sachen dreimal erklärt habe ich hoffe zu
- 29:47ihrem vorteil
- 29:50es ist aber insgesamt ein relativ
- 29:52einfacher beweis gesehen wissen wie sie
- 29:53gesehen haben also damit schon kann man
- 29:56konkrete
- 29:57probleme als unentschuldbar wir wollen
- 30:01aber nicht mit so einer ganz negativen
- 30:04sicht vielleicht enden sondern auch
- 30:06zeigen dass es zumindest möglich ist ein
- 30:09bisschen was zu tun auch beim halter
- 30:11problem und um dahin zu kommen möchte
- 30:15ich noch ein kleiner schritt gehen
- 30:16nämlich über die universelle touring
- 30:18maschine reden die universelle die
- 30:19maschine ist was was relativ leicht zu
- 30:23erklären ist die idee ist einfach dass
- 30:26wir eine tui maschine konstruieren die
- 30:28das verhalten anderer touring maschinen
- 30:31simuliert also es gibt eine tormaschine
- 30:35universal die für eingaben der form
- 30:38codierung einer tormaschine codierung
- 30:40eines wortes das verhalten von m
- 30:43auf w simuliert also von der kotierten
- 30:45touring maschine auf dem konto was heißt
- 30:48simuliert das heißt falls die touring
- 30:50maschine m auf dem wort behält dann hält
- 30:53auch die universelle tormaschine auf
- 30:55dieser kodierung und zwar mit dem
- 30:57gleichen ergebnis akzeptanz wird
- 30:59akzeptanz verwerfen wird verwehrt falls
- 31:02er auf wenig hält dann hält auch die
- 31:04universelle boeing maschine auf diese
- 31:06codierung nicht das heißt die
- 31:08universität ulm maschinen tut immer
- 31:09genau das gleiche auf der codierung wie
- 31:12die eigentliche tolle maschine auf dem
- 31:13board getan hätte und das ist also auch
- 31:16ein ziemlich starkes resultat dass es
- 31:21solche maschinen gibt das heißt im
- 31:22prinzip dass man beliebige touring
- 31:27maschinen berechnungen schon mit einer
- 31:29einzigen sinnvoll kotierten tormaschine
- 31:32durchführen kann
- 31:33auch wenn diese einzelne touring
- 31:34maschinen natürlich ein festes eingabe
- 31:37alphabet und ein festes band alphabet
- 31:39hat ja also die tormaschine simulieren
- 31:42könnten ja beliebige alphabete verwenden
- 31:43aber in der kultivierung wird alles
- 31:46irgendwie vielleicht auf 0 mit einzelnen
- 31:48oder auf 0 und 1 unten trennzeichen oder
- 31:50wie auch immer zurück gebracht und damit
- 31:53arbeitet unsere universität turin
- 31:55maschine
- 31:56das heißt unabhängig vom alphabet kann
- 31:59sie immer mit wenigen zeichen auskommen
- 32:01das im detail zu beschreiben ist etwas
- 32:04aufwendig skizzenhaft ist es nicht sehr
- 32:07kompliziert
- 32:08im detail ist es ziemlich umfangreich
- 32:11und wird in der regel nicht gemacht ja
- 32:14intuitiv gleichwertig ist aber das
- 32:17programmieren eines touring maschinen
- 32:19simulators in einer beliebigen
- 32:20programmiersprache und wenn ich so
- 32:22formulieren dann sagen sie hoffentlich
- 32:23ja klar das werde man hinbekommen nach
- 32:25dem was ich ihnen über touring maschinen
- 32:27gesagt haben wenn sie jetzt in java
- 32:29python oder c oder wie auch immer in
- 32:31rast eine touring maschinen simulation
- 32:33programmieren sollten die mit
- 32:35irgendeiner kürzung von touring
- 32:36maschinen dann die schritte ausführt und
- 32:38einfach das gleiche tut also auch endlos
- 32:41läuft wenn die tormaschine entwirft dann
- 32:43wäre das sicherlich nicht allzu schwer
- 32:45und man sie zumindest dass das machbar
- 32:46als das dass nichts unmöglich ist da
- 32:48steht okay das also ist die universelle
- 32:51touring maschine und warum führe ich die
- 32:53ihn ein
- 32:53naja zum einen natürlich weil diese art
- 32:58von universalität eine ganz wunderbare
- 33:00sache es in der informatik ist es im
- 33:02prinzip der grund warum wir software
- 33:05haben und nicht für jedes problem einen
- 33:07neuen computer anschaffen müssen also
- 33:10die universelle tui maschine ist ja
- 33:12letztlich so etwas wie das gerät in das
- 33:14sie gerade schauen ein interpret der
- 33:18beliebige algorithmen ausführen kann und
- 33:20sie können die algorithmen selbst bin
- 33:24eher kodieren das nennt man dann eben
- 33:26ausführbare programme binaries und
- 33:30universelle touring maschine kann die
- 33:32dann ausführen ja und was man für eine
- 33:35sache ja also es würde keine software
- 33:37geben wenn das nicht ginge für uns hier
- 33:41in diesem video hat aber noch eine
- 33:42andere nützliche funktion wir können
- 33:44nämlich die universelle touring
- 33:45maschinen verwenden um zu sehen dass das
- 33:47alte problem von dem ich gerade gezeigt
- 33:49habe das ist nicht entschuldbar ist
- 33:51wenigstens semi entscheidbar ist
- 33:54satz das alte problem ist sie mir ein
- 33:57scheinbar beweis skizze die besucher
- 34:03touring maschine also die touring
- 34:05maschine die das semi entscheidet die
- 34:06das puppen dieses diese sprache erkennt
- 34:09auch wenn sie kein entscheider ist
- 34:11startet intern einfach eine universelle
- 34:14touring maschine auf der eingabe und
- 34:19verändert das ergebnis der universellen
- 34:22touring maschine dann geringfügig indem
- 34:24sie nämlich immer dann akzeptiert wenn
- 34:25sie hält egal ob das halten akzeptieren
- 34:28dass oder verwerfen des halten war
- 34:30und wenn sie nicht hannah gut dann hält
- 34:33sie nicht okay das ist auch der einfache
- 34:38verwendung dieser universitäts idee und
- 34:41ist natürlich genauso wichtig wie dass
- 34:43man maschinen simulieren kann also am
- 34:45ende simulieren wir einfach die touring
- 34:47maschine und das alte problem zu
- 34:48entscheiden und wenn wir glück haben
- 34:50hält sie dann haben wir zunächst die
- 34:51positive antwort wenn wir pech haben
- 34:53hält sie nicht dann werden das auch nie
- 34:54herausfinden mit dieser mit dieser
- 34:56herangehensweise
- 34:59es gibt natürlich fälle in denen man
- 35:01sehen kann dass die tui maschine nicht
- 35:03halt so ist es nicht aber man kann das
- 35:04auch manchmal beweisen oder es gibt
- 35:06vielleicht auch einfacher fälle die man
- 35:07leicht mit dem algorithmus erkennen
- 35:09könnte aber wir machen ja gar nicht den
- 35:11versuch das solche einfach ein fan zu
- 35:13finden denn wir wissen schon
- 35:15wir werden niemals alle fälle damit
- 35:17abdecken ansonsten wäre dieser
- 35:19widerspruchs beweis den wir gerade
- 35:20gezeigt haben irgendwo falsch
- 35:23gut also immerhin semir entscheidbar und
- 35:26jetzt könnten wir natürlich sagen ja das
- 35:28heißt wir haben zwar ein unscheinbares
- 35:30problem aber wir haben immer noch kein
- 35:31beispiel für einen nicht sehr
- 35:33entscheidendes problem mir einen nicht
- 35:35touring erkennbares problem obwohl ja
- 35:38kantor wiederum und sagt es gibt so
- 35:40viele probleme dass es garantiert auch
- 35:43welche gibt die nicht mal erkannt werden
- 35:45mit irgendeiner touring maschinen es
- 35:46gibt einfach nicht genug touring
- 35:47maschinen können wir also bitte noch ein
- 35:49konkretes problem sehen das nicht semi
- 35:52entscheidbar ist das nicht touring
- 35:54erkennbar wäre okay ich mache
- 35:58wir mal ganz einfach um ihnen da 1 zu
- 36:01zeigen und zwar nehmen wir das
- 36:03kompliment des halte problems die frage
- 36:07ist einfach wird die gegebene tor
- 36:08maschine nicht anhalten
- 36:12warum ist dieses problem nicht semi
- 36:16entscheiden naja die grundidee ist ich
- 36:20hatte schon auf der feuerlöscher klassen
- 36:22lieber so die grundidee ist ganz einfach
- 36:24semi entscheid barkeit ist ja ein
- 36:27der begriff ist schon gut gewählt denn
- 36:29er sagt uns dass wir zumindest in der
- 36:32hälfte der fälle in der einen möglichen
- 36:35situation ein endergebnis nach endlich
- 36:38vielen schritten erhalten ja also nach
- 36:40etlicher zeit wird der algorithmus crew
- 36:43zurück liefern falls das die richtige
- 36:45antwort ist wir wissen natürlich nicht
- 36:48wie lange das dauert
- 36:49kurzer überlegung warum wissen wir das
- 36:52nicht können wir nicht sagen er wird
- 36:54zurück liefern in quadratischer zeit
- 36:57oder in exponentiell vielen schritten
- 36:59oder sowas und in anderen fällen
- 37:02vielleicht nie halten
- 37:03naja wenn es so wäre dann hätten wir ja
- 37:06an entscheider ja wenn wir wüssten wie
- 37:08lange das positive ergebnis höchstens
- 37:10auf sich warten lässt
- 37:11dann könnten wir in allen fällen in
- 37:13denen wir länger rechnen als diese zeit
- 37:15auch sicher sein dass das ergebnis
- 37:17negativ ist und dann hätten wir an
- 37:19entscheider gefunden dann wäre es nicht
- 37:21nur semi entscheidbar sondern auch
- 37:22entscheiden
- 37:23die situation beim halter problem ist so
- 37:27dass wir diesen entscheid barkeit haben
- 37:30und wie zeigen wir jetzt das nicht auch
- 37:32das kompliment des problems das nicht
- 37:36halte problem sozusagen zement scheinbar
- 37:38ist das machen wir ganz einfach wieder
- 37:40durch widerspruch in dem wir
- 37:41argumentieren wenn wir jetzt noch einen
- 37:44zweiten algorithmus hätten der das nicht
- 37:46halte probleme semir entscheidet dann
- 37:50könnten wir diesen algorithmus jahr
- 37:51laufen lassen und wenn die touring
- 37:52maschine nicht hält würde er irgendwann
- 37:56zurück liefern ja er würde irgendwann
- 37:58nach endlich vielen schritten das
- 38:00erkannt haben dass die touring maschinen
- 38:02nicht und würde uns fröhlich dieses
- 38:06ergebnis mitteilen ja
- 38:08das sehen die entscheidung nur etwas
- 38:10fürs alte problem hat aber die gleiche
- 38:12eigenschaft nur für den rest der fälle
- 38:14ja er wird uns immer nach etlicher zeit
- 38:16bescheid sagen wenn die maschine hält
- 38:20und wenn also beide algorithmen
- 38:21existieren würden dann müssten wir
- 38:23einfach nur beide algorithmen parallel
- 38:26ausführen auf zwei computern aber auch
- 38:29mit anatol maschine geht das ja sie
- 38:31können sich leicht vorstellen sie haben
- 38:32zum beispiel nehmen sie zwei bänder und
- 38:34auf dem einen rechnen sie als einer auf
- 38:36dem anderen das andere oder sie machen
- 38:38sagen die hintereinander schritt für
- 38:40schritt das ist egal
- 38:40dann wären wir könnten beide diese
- 38:42algorithmen jedenfalls gleichzeitig
- 38:44ausführen und wir wüssten dass das nicht
- 38:49unendlich lange ohne ergebnis bleibt
- 38:51einer der beiden fälle muss ja ein
- 38:52treten entweder der algorithmus die
- 38:54tormaschine hält oder sie hält nicht und
- 38:56in jedem der fälle muss einer der beiden
- 38:57algorithmen nach endlich vielen
- 38:58schritten erfolgreich sein und je
- 39:01nachdem welches ist geben wir dann das
- 39:03ergebnis zurück also entweder hält oder
- 39:05hält nicht das heißt dann hätten wir an
- 39:07entscheider und dass es keine
- 39:09entscheidung gibt haben wir ja schon
- 39:10bewiesen also sind wir sicher dass das
- 39:13kompliment des halde problems nicht
- 39:14erkennbar kommen ist ja hier steht es
- 39:17noch mal angenommen
- 39:18das problem wäre touring erkennbar dann
- 39:20könnten wir das alte problem
- 39:21entscheidend indem wir die semi
- 39:23entscheidungs algorithmen für heide
- 39:24probleme und kompliment parallel
- 39:27abarbeiten einer der beiden algorithmus
- 39:30halten und liefert dann das gesucht
- 39:32ergebnis widerspruch ok so kann man es
- 39:36übrigens allgemein machen sie mir
- 39:38entscheid barkeit und co semi entscheid
- 39:41barkeit ergibt entscheid barkeit das ist
- 39:44immer so und es gibt tatsächlich
- 39:46praktische probleme führt das für die
- 39:48wir keine besseren algorithmen kennen
- 39:51als so einen ansatz
- 39:53das ist natürlich der world's worst
- 39:56worst case ansatz ja also wenn sie so
- 40:00einen algorithmus haben der zwei semi
- 40:02entscheidungsprozessen gegeneinander
- 40:04antreten lässt und dann die erste den
- 40:06ergebnis liefert als grundlage für die
- 40:09für die entscheidung nimmt dann haben
- 40:12sie einen algorithmus der beliebig lang
- 40:14laufen kann
- 40:15für den sie keinerlei abschätzung geben
- 40:17können wie lange er läuft warum ist das
- 40:21so naja hab ich gerade erklärt ja wenn
- 40:22sie wüssten wie lange das höchstens
- 40:24dauert dann hätten sie ja schon mit
- 40:25einem der beiden in entscheidungs
- 40:27algorithmus wenn sie wirklich nur sehen
- 40:29die entscheidung hinbekommen dann müssen
- 40:31sie auch das problem haben dass sie bei
- 40:33beiden algorithmen nicht wissen wie lang
- 40:35die benötigen können und das heißt sie
- 40:37haben wirklich eine situation wo sie nur
- 40:38bewiesen haben dass es irgendwann nach
- 40:40endlich vielen schritten waren ergebnis
- 40:42gibt aber sie haben wirklich kein schirm
- 40:44aber anders sein wird exponentiellen
- 40:46viele schritte exponentielle
- 40:47exponentiell viele schritte oder noch
- 40:49etwas viel schlimmeres ackermann
- 40:50funktion viele schritte
- 40:51all das reicht nicht aus um abzuschätzen
- 40:53wie schlimm es am ende werden könnte
- 40:55denn all das sind berechenbare funktion
- 40:57die sie benutzen könnten um zu wissen ob
- 41:00es sich noch lohnt weiter zu rechnen
- 41:02okay gut das war ein bisschen kleiner
- 41:05exkurs in andere themen die wir noch mal
- 41:08im detail in zukünftigen video reihe zum
- 41:11thema eine theoretische informatik
- 41:13behandeln werden denke ich okay sie
- 41:16sehen viele interessante dinge die man
- 41:18hier machen kann und wir haben ein paar
- 41:20konkrete beispiele auch konkrete
- 41:22praktische beispiele gesehen für touring
- 41:26erkennbare und nicht touring erkennbare
- 41:29probleme und für entscheider und nicht
- 41:32entscheiden und da werden noch ein paar
- 41:34mehr dazu kommen aber jetzt wissen wir
- 41:36ja konkret was dahinter steht wenn ich
- 41:37sowas sagen wenn ich sage ein problem
- 41:39ist unentschuldbar
- 41:40wir werden das nicht mehr in diesem
- 41:41großen detail machen die man als
- 41:44abschluss noch ein kleiner kommentar zu
- 41:46einem begriff der gerne und oft
- 41:48auftaucht nämlich der begriff der
- 41:50touring mächtigkeit wir sagen dass ein
- 41:52bestimmter formalismus irgendeine art
- 41:54von berechnung ansatz touring mächtig
- 41:57ist wenn er stark genug ist um das ein-
- 42:01und ausgabeverhalten einer tormaschine
- 42:03zu simulieren ich könnte auch äquivalent
- 42:06sagen wenn er eine universelle touring
- 42:08maschine kodieren kann also es reicht
- 42:10schon aus dieser eine tui maschine
- 42:11simuliert offensichtlich denn sie ist so
- 42:14stark dass sie alle anderen auch
- 42:16simulieren kann
- 42:17ok das nennt man tor ii mächtig und das
- 42:21ist etwas was wir in der informatik sehr
- 42:22hofft antreffen mal gewöhnen
- 42:26mal nicht gewünscht ja es ist natürlich
- 42:29ein vorteil für viele dinge wenn sie
- 42:31touring mächtig sind insbesondere bei
- 42:33programmiersprachen wir wünschen uns in
- 42:35der regel dass unsere
- 42:35programmiersprachen touring mächtig sind
- 42:37sonst würden sie vielleicht nicht einmal
- 42:39programmiersprache nennt weil damit
- 42:42garantieren wir ein maximum an
- 42:45berechnungs stärke ja gibt immer noch
- 42:48vielleicht praktische dinge die
- 42:49programmiersprache aus dem einen oder
- 42:50anderen grund nicht kann aber was die
- 42:53berechnung angeht kann sie alles
- 42:55nachteil ist aber dass in manchen fällen
- 42:59touring mächtigkeit auch viel zu viel
- 43:02ist und viel mehr als das was man sich
- 43:03gewünscht hat weil es im prinzip
- 43:06bedeutet dass alle interessanten fragen
- 43:09alle interessanten analysen die man in
- 43:11bezug auf die berechnete funktion
- 43:13anstellen könnte unscheinbar sind zb die
- 43:16äquivalenz zwei darstellungen also ist
- 43:18das eine programm genau gleichwertig mit
- 43:20dem anderen
- 43:21der touring maschinen und ohnmächtiger
- 43:24darstellungen immer ohne entscheid bar
- 43:26wird die berechnung irgendwann mal
- 43:28halten und ein scheinbar wird sie nicht
- 43:30halt nur den scheinbar ist der wert
- 43:35garantiert in den bestimmten bereich
- 43:37oder ist das ergebnis garantiert
- 43:38von dieser oder jener vor alles sind das
- 43:42sind dinge die typischerweise
- 43:43unentschuldbar werden können für solche
- 43:46beliebigen programmen
- 43:47man kann natürlich fälle finden wo man
- 43:49das leicht zieht aber in der rede kann
- 43:51man es nicht automatisch bestimmen und
- 43:55das ist eigentlich immer dann
- 43:56unerwünscht wenn wir nicht gerade
- 43:58programmieren ja also wenn wir nicht
- 44:00darauf vertrauen dass vor dem bildschirm
- 44:02eine programmiererin sitzt die ihr
- 44:05handwerk versteht und die sicherstellen
- 44:07kann dass das programm in der regel in
- 44:10den fällen für dieses gemacht ist auch
- 44:12wirklich terminiert und das passiert in
- 44:14vielen fällen ich habe in dem problem
- 44:16satz den sie unten in den links findet
- 44:17noch ein paar mehr oder weniger amüsante
- 44:21beispiele zusammengetragen die es dazu
- 44:25gibt sachen die sql oder microsoft
- 44:29powerpoint ist auch schon mächtig oder
- 44:31magic the gathering
- 44:34das kartenspiel also man kann touring
- 44:37maschinen in vielen interessanten
- 44:39formalismen und regelwerken formulieren
- 44:41selbst in zwei spieler karten spielen
- 44:47okay das war's für diesen teil gewesen
- 44:52sein
- 44:53damit endet dieses video wir haben
- 44:58einiges über das alte problem gelernt
- 45:00und ein bisschen uns die theorie
- 45:02angeschaut und vielleicht auch ein paar
- 45:03ganz interessante argumente kennen
- 45:06gelernt wie man sowas zeigt als nächstes
- 45:09sollten wir mal wieder ein bisschen
- 45:11stärker zurückkommen zu den sprachen ich
- 45:13habe immer noch offen gelassen wie man
- 45:14jetzt zu den typen sprachen kommt und
- 45:16was ist eigentlich mit den typ 1
- 45:18sprachen über die spricht irgendwie
- 45:19keiner mehr
- 45:20wir sind mit dem touring maschinen glatt
- 45:22darüber hinweg gesprungen
- 45:24kann man das dann irgendwie auch wieder
- 45:26beschränken um nicht gleich typ 0
- 45:29komplett zu erhalten sondern eben nur
- 45:31typ 1 das wäre mal auch in kürze sehen
- 45:34bis dahin tschüss und auf wiedersehen
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This page contains the full transcript of Unentscheidbarkeit und das Halteproblem by Prof. Markus, generated from the public captions YouTube serves with the video. The transcript has 6,817 words across 1,156 segments, with the original timestamps preserved so you can click any line to jump to that moment in the embedded player.
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