Здесь больше нет рекламы. Но могла бы быть, могла.

Автор Тема: Метаматематика  (Прочитано 10582 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Симагин Гендо

  • Гость
Re: Метаматематика
« Ответ #80 : 12/04/2006, 17:34:40 »

Цитата из: Mrrl on 12-04-2006, 10:54:20
Если ограничений на s нет, то может оказаться, что выигрывает тот, у кого используемое s меньше.


Вообще-то нет. Если на стратегию T существует контрстратегия S, то для любого r>0 строится контрстратегия S(r) со временем задержки, равным r: берётся игра G (T, S) и стратегия передвижения во время промежутка [n*r, (n+1)*r] выбирается как траектория движения игрока в соответствующий промежуток времени в G (T, S).

Цитата:
  Дискретная игра немного понятнее.


Может быть, и понятнее, но это не та игра. Конечные множества гораздо понятнее континуума или счётного множества, что не избавляет нас от проблем, связанных с бесконечными множествами, вроде континуум-гипотезы.

Цитата:
Тем, что игроки не видят скоростей друг друга (и не могут их вычислить, т.к. нет памяти)


"Нет памяти" - это Вы о чём?

Цитата:
, так что игра по-прежнему не с полной информацией. Какие уж тут стратегии.


Что значит "какие стратегии"? А насчёт полноты информации - если знание обоими игроками какого-либо параметра оппонента приводит к противоречиям, данный параметр не может быть включён в имеющуюся у игроков информацию.

               

               

Mrrl

  • Гость
Re: Метаматематика
« Ответ #81 : 12/04/2006, 18:44:40 »

Цитата из: Симагин Гендо on 12-04-2006, 17:34:40

Цитата из: Mrrl on 12-04-2006, 10:54:20
Если ограничений на s нет, то может оказаться, что выигрывает тот, у кого используемое s меньше.


Вообще-то нет. Если на стратегию T существует контрстратегия S, то для любого r>0 строится контрстратегия S(r) со временем задержки, равным r: берётся игра G (T, S) и стратегия передвижения во время промежутка [n*r, (n+1)*r] выбирается как траектория движения игрока в соответствующий промежуток времени в G (T, S).




Но если S была контрстратегией не только для T, но и для T1, T2... (или вообще выигрышной), то построенная стратегия S' может оказаться контрстратегией только для T, а стратегиям T1,T2... проигрывать. Да и не можем мы ее построить: ведь T нам не сообщают.

Цитата:

Цитата:
Тем, что игроки не видят скоростей друг друга (и не могут их вычислить, т.к. нет памяти)

"Нет памяти" - это Вы о чём?



Имеется в виду, что в формулу для скорости - по условиям игры - нельзя включать положения противников какое-то время назад (это могло бы помочь установить текущую скорость противника и оценить его возможности для маневра).


               

               

Симагин Гендо

  • Гость
Re: Метаматематика
« Ответ #82 : 12/04/2006, 20:30:50 »

Цитата из: Mrrl on 12-04-2006, 18:44:40
Но если S была контрстратегией не только для T, но и для T1, T2... (или вообще выигрышной), то построенная стратегия S' может оказаться контрстратегией только для T, а стратегиям T1,T2... проигрывать.


Я несколько про другое. Если стратегия T не является "вообще выигрышной", то против неё есть контрстратегия с высоким временем задержки. Если же T всегда выигрывает, она будет выигрывать, сколь бы малое время задержки оппонент не использовал. То есть, Ваше утверждение о "выигрыше стратегии с меньшим временем задержки" мне непонятно.
И ещё: может быть так, что одна стратегия за конечное время использует сколь угодно малые времена задержки.

Цитата:
Имеется в виду, что в формулу для скорости - по условиям игры - нельзя включать положения противников какое-то время назад


Можно разрешить использовать данную информацию. Другое дело, что в этом нет особого смысла - поскольку инерции нет. И, соответственно, включение данных стратегий не изменит недетерминированности.

               

               

Mrrl

  • Гость
Re: Метаматематика
« Ответ #83 : 13/04/2006, 00:00:58 »

Цитата из: Симагин Гендо on 12-04-2006, 20:30:50

Цитата:
Имеется в виду, что в формулу для скорости - по условиям игры - нельзя включать положения противников какое-то время назад


Можно разрешить использовать данную информацию. Другое дело, что в этом нет особого смысла - поскольку инерции нет. И, соответственно, включение данных стратегий не изменит недетерминированности.



Если мы наложим на функцию v(a,b1,b2) условие Липшиица (чтобы система ДУ имела единственное решение), то инерция появится. В самом деле, за время t игроки не могут сдвинуться больше чем на V*t, где V - максимальная скорость. Следовательно, скорость игроков не может измениться больше, чем на C*(V*t), а ускорение не превышает C*V. Поэтому информация о мгновенной (или средней за последнее время) скорости могла бы оказаться полезной. Но если ее включить в функцию, задающую стратегию, то придется снова проверять условия существования решения.

Цитата из: Симагин Гендо on 12-04-2006, 20:30:50
Я несколько про другое. Если стратегия T не является "вообще выигрышной", то против неё есть контрстратегия с высоким временем задержки. Если же T всегда выигрывает, она будет выигрывать, сколь бы малое время задержки оппонент не использовал. То есть, Ваше утверждение о "выигрыше стратегии с меньшим временем задержки" мне непонятно.
И ещё: может быть так, что одна стратегия за конечное время использует сколь угодно малые времена задержки.



То есть таракан подглядел стратегию пауков, посчитал, как от них уйти, и написал судье "в ближайшие 10 миллионов лет я буду дввигаться вот по этому маршруту". Да, это сработает. Но обязана ли стратегия быть детерминированной? Почему бы пауку не сказать "через время dt, распределенное по такому-то закону, я с вероятностью p поползу по этому ребру, а с вероятностью q - по тому"?


               

               

Mrrl

  • Гость
Re: Метаматематика
« Ответ #84 : 13/04/2006, 12:55:33 »
Чтобы говорить более конкретно, предлагаю рассмотреть небольшой фрагмент задачи про куб.

Пусть ABCD - грань куба. По ребру C'C к этой грани приближается один из пауков, а по ребру A'A - таракан, который находится точно на таком же расстоянии от грани, как и паук. Второй паук ползет вслед за тараканом на расстоянии, которое меньше половины длины ребра, но ненулевое. Стратегия этого паука известна - ползти вслед за тараканом по кратчайшему пути с максимальной скоростью (вопрос 1: всегда ли возможна такая стратегия?).
  Считаем, что таракан выиграл этот раунд, если он успел добраться до вершины B или D до того, как там оказался первый паук. Нетрудно понять, что если в момент, когда таракан оказывается в вершине A, паука нет в вершине C, и при этом таракану разрешено мгновенно принять решение и продолжить движение по выбранному ребру с максимальной скоростью, то он выигрывает.
Вопрос 2: в каких моделях у него нет такой возможности?
Вопрос 3: может ли он перехитрить паука и оказаться в A, когда паука в вершине C не будет?
Вопрос 4: как могут развиваться события, если (а) паук оказался в вершине C (и остановился) до того, как таракан оказался в вершине A, и (b) если паук приполз в вершину C в тот же момент, когда таракан приполз в вершину A?
Вопрос 5: В каких моделях возможна ситуация (b) из предыдущего вопроса?


Я пока не вижу ни одной модели (кроме дискретной и той, когда время реакции паука меньше размеров игроков), в которой у пауков были бы шансы на выигрыш.


               

               

Симагин Гендо

  • Гость
Re: Метаматематика
« Ответ #85 : 13/04/2006, 14:22:52 »

Цитата из: Mrrl on 13-04-2006, 00:00:58
Если мы наложим на функцию v(a,b1,b2) условие Липшиица (чтобы система ДУ имела единственное решение), то инерция появится.


Это если используется стратегия второго типа. В стратегиях первого типа инерции нет.

Цитата:
 Но обязана ли стратегия быть детерминированной? Почему бы пауку не сказать "через время dt, распределенное по такому-то закону, я с вероятностью p поползу по этому ребру, а с вероятностью q - по тому"?


Хмм... Если разрешить недетерминированные стратегии, то у таракана есть стратегия выигрыша "с вероятностью 1". Проблема в том, что вероятность 1 - это не абсолютная надёжность.

Цитата из: Mrrl on 13-04-2006, 12:55:33
(вопрос 1: всегда ли возможна такая стратегия?)


Считая ребро куба равным 1, она всегда корректна, если начальное расстояние между пауком и тараканом меньше 2. (Расстояние, естественно, определяется, как длина кратчайшего пути.)

Цитата:
Вопрос 3: может ли он перехитрить паука и оказаться в A, когда паука в вершине C не будет?


Нет. Паук, находящийся на CC', может двигаться с максимальной скоростью к C (соотв. время задержки равно времени движения). Тогда, по прибытии паука в С, таракан находится на ребре AA'. Если таракан не находится в вершине A, пусть он находится в некоторой точке M. Считая максимальную скорость равной 1, положим s=AM. В течение времени s первый паук ждёт в вершине C.

Цитата:
 и (b) если паук приполз в вершину C в тот же момент, когда таракан приполз в вершину A?


А ответ на этот вопрос эквивалентен решению задачи.

               

               

Mrrl

  • Гость
Re: Метаматематика
« Ответ #86 : 13/04/2006, 14:50:48 »

Цитата из: Симагин Гендо on 13-04-2006, 14:22:52

Цитата:
Вопрос 3: может ли он перехитрить паука и оказаться в A, когда паука в вершине C не будет?


Нет. Паук, находящийся на CC', может двигаться с максимальной скоростью к C (соотв. время задержки равно времени движения). Тогда, по прибытии паука в С, таракан находится на ребре AA'. Если таракан не находится в вершине A, пусть он находится в некоторой точке M. Считая максимальную скорость равной 1, положим s=AM. В течение времени s первый паук ждёт в вершине C.

Цитата:
 и (b) если паук приполз в вершину C в тот же момент, когда таракан приполз в вершину A?


А ответ на этот вопрос эквивалентен решению задачи.



Не совсем. Если паук следует стратегии из "вопроса 3", то он окажется в вершине C раньше, чем таракан доберется до вершины A.  Поэтому он попадает в ситуацию (a) а не (b), а эти ситуации различны. Хотя и незначительно - стратегия "выигрыша с вероятностью 1" для таракана в ситуации (a) легко преобразуется в такую же (по вероятности) стратегию в ситуации (b).



Так что же получается? В неинерционной схеме у таракана есть недетерминированная стратегия выигрыша с вероятностью 1: приползаем в вершину; если в противоположной вершине грани куба паука нет - ползем по свободному ребру, если есть - ждем случайное время - но достаточно малое, чтобы не съели, и если паук все еще ждет - ползем по любому ребру, момент старта паук скорее всего не угадает.
  У пауков есть стратегия выигрыша с вероятностью 0: берется стандартное решение, но вместо слов "движемся симметрично таракану" там написано "пытаемся угадать стратегию и двигаться симметрично", тем самым признавая, что можем и не угадать.
  Инерционные схемы (второго класса) еще требуют анализа. Но не исключено, что и там можно наткнуться на ту же проблему. Хотя мне кажется, что таракан там выиграет (двигаться симметрично таракану паук просто не в состоянии, он всегда будет немного отставать).

               

               

Mrrl

  • Гость
Re: Метаматематика
« Ответ #87 : 14/05/2006, 23:23:18 »

Цитата из: Арвинд on 29-03-2006, 01:15:47

Цитата из: Mrrl on 29-03-2006, 00:51:44
А я сейчас работаю над конструкцией (разумеется, давно известной), в которой это равенство не выполняется. Скоро опишу.
Любопытно...



Конструкция такая.

K - линейно упорядоченный класс (т.е. для любых двух его элементов a,b выполняется одно из трех условий: a<b, a=b, a>b). Для двух его подмножеств (и даже подклассов) A,B скажем, что A<B, если для любого элемента a из A и b из B выполняется a<b. Аналогично для подкласса A и элемента b определим условия A<b и A>b (b - строгая верхняя или нижняя грань).
  Потребуем от класса K выполнение двух условий.
1) для любого подмножества A этого класса существуют элементы b1 и b2 такие, что A>b1 и A<b2
2) для любых двух подмножеств A,B таких, что A<B существует элемент c такой, что A<c и B>c.

Собственно, все. Одна из реализаций такого класса мне попалась еще когда я учился в школе (и была описана на соответствующем уровне), так там на K задавалась группа по сложению, и делались намеки, что можно еще ввести согласованную с ней операцию умножения.

Вопросы.
1) знаком ли кто-нибудь с таким объектом?
2) какие реализации известны?
3) любые ли два класса K1, K2 с описанными свойствами эквивалентны (т.е. между ними существует монотонная биекция)?
4) верно ли, что любое упорядоченное множество вкладывается в K?
5) как хорошо реализовать сложение и что бы такого придумать с умножением?

               

               

Симагин Гендо

  • Гость
Re: Метаматематика
« Ответ #88 : 21/05/2006, 18:17:50 »

Цитата из: Mrrl on 14-05-2006, 23:23:18
  Потребуем от класса K выполнение двух условий.
1) для любого подмножества A этого класса существуют элементы b1 и b2 такие, что A>b1 и A<b2



А если A=K?

               

               

Mrrl

  • Гость
Re: Метаматематика
« Ответ #89 : 21/05/2006, 22:50:12 »
Очевидно, что K не может быть множеством  ;)

Пожалуй, вопрос 3 я сниму. Для таких больших объектов, как классы, над понятием эквивалентности лучше не думать  ???

               

               

Симагин Гендо

  • Гость
Re: Метаматематика
« Ответ #90 : 22/05/2006, 09:07:54 »
Мррл, тогда дайте определение в "терминах", чем класс от множества отличается. И какие свойства множеств не распространяются на классы.
И ещё один вопрос. В ассиоматической теории множеств элементами множеств являются исключительно множества. Однако на практике элементами множеств может быть много чего (точки, фигуры и т. п.) Вопрос - как это соотносится с аксиоматической теорией множеств?
Кстати, как, например, в аксиоматической теории множеств доказывается существование счётных множеств?
И ещё. О схеме подстановки. Всегда ли возможно определить, является ли формула допустимой?

               

               

Mrrl

  • Гость
Re: Метаматематика
« Ответ #91 : 22/05/2006, 10:09:28 »
Множества - это то, что подчиняется аксиоматике ZF. Классы явно вводятся в аксиоматике NBG (http://en.wikipedia.org/wiki/Von_Neumann-Bernays-G%C3%B6del_axioms), причем там классы могут состоять только из множеств (класс не может содержать другого класса). Сходу сказать, какое свойство нарушается (или возникает) для классов, я сейчас не могу, надо это проанализировать. Взглянув на NBG, можно обнаружить там аксиому "ограничения размера", которая говорит, что класс C не является множеством тогда и только тогда, когда существует биекция между ним и классом всех множеств.
  Насчет "точек и фигур". Если говорить о точках, заданных координатами, то точка - это тройка вещественных чисел. Вещественное число можно определить как пополнение множества рациональных чисел или как двоичную запись (целое число + дробная часть). Рациональное число - пара целых чисел, целое цисло - элемент натурального ряда (конечный ординал) + знак. Дробная часть в двоичной записи - подмножество натурального ряда. Таким образом, все в конечном итоге выражается через множества.
  Если мы работаем с точками в топологическом пространстве, то там все еще проще: множество точек можно задать как какой-нибудь из ординалов, а систему открытых множеств - как его подмножество.
  Существование счетного множества явно формулируется в "аксиоме бесконечности". Это там где строится натуральный ряд. А вот то, что у любого бесконечного множества есть счетное подмножество, нельзя доказать без аксиомы выбора.
  Что касается схемы подстановки - я довольно долго считал, что упоминавшаяся там "функция" задается как множество пар. Так что про формулу не скажу. А что, есть подозрения, что существуют недопустимые формулы?

               

               

Симагин Гендо

  • Гость
Re: Метаматематика
« Ответ #92 : 26/05/2006, 21:15:53 »
С подстановкой я, кажется, понял.
А вот со счётностью по-прежнему неясно. Нам известно, что в множестве есть пустое множество и его последователи. Но как сделать, чтобы ничего другого в этом множестве не было? Ведь не факт, что существующее по аксиоме бесконечности множество является счётным в нашем понимании.

               

               

Mrrl

  • Гость
Re: Метаматематика
« Ответ #93 : 26/05/2006, 21:47:37 »
Насколько я помню, "и любое другое множество, для которого вместе с каждым элементом содержится его последователь, содержит множество N в качестве подмножества". Так что множество N минимально. А вот почему оно является счетным - не помню. Может быть, по определению счетного множества. Может быть, можно даже доказать (без аксиомы выбора), что любое подмножество N либо конечно, либо равномощно N. Но сходу доказательство не придумывается, а искать лень :(

               

               

Симагин Гендо

  • Гость
Re: Метаматематика
« Ответ #94 : 27/05/2006, 15:45:24 »

Цитата из: Mrrl on 26-05-2006, 21:47:37
Насколько я помню, "и любое другое множество, для которого вместе с каждым элементом содержится его последователь, содержит множество N в качестве подмножества".


В Википедии ни в аксиоматике Цермело-Френкеля, ни в аксиоматике Гёделе-Неймана, этого не написано. Википедия ошибается?

               

               

Симагин Гендо

  • Гость
Re: Метаматематика
« Ответ #95 : 27/05/2006, 17:36:29 »

Цитата из: Mrrl on 14-05-2006, 23:23:18
1) знаком ли кто-нибудь с таким объектом?
2) какие реализации известны?


У меня получиловь построить следующую реализацию.
Берём класс множеств, состоящих из ординалов.
Ординалы делим на чётные и нечётные следующим образом: если у ординала х нет такого элемента у, что x=уU{y}, назовём x чётным, следующий за ним называем нечётным, следующий опять чётный, и так далее.
Для двух множеств берём самый ранний из ординалов, лежащий в одном из них, и не лежащий в другом.
Если этот ординал чётен, то содержащее его множество меньше другого, иначе оно больше другого.
Данное упорядочивание отвечает требуемым условиям.

Цитата:
3) любые ли два класса K1, K2 с описанными свойствами эквивалентны (т.е. между ними существует монотонная биекция)?


Да. Поскольку такие классы не являются множествами, существует биекция между каждым из них и классом ординалов. Так что, достаточно показать, что для любых двух таких порядков на классе ординалов, можно найти биекцию этого класса на себя, переводящую один из этих порядков в другой.
Будем её строить следующим образом.
Пустое множество соответствует пустому множеству, f(0) = 0.
Пусть определены образы всех ординалов, содержащихся в данном. Пусть А - множество ординалов, содержащихся в данном и меньших него, B - содержащихся в данном и больших него (для порядка №1). Согласно свойствам порядков, найдётся ординал, больший f(A) и меньший f(B) (для порядка №2). В качестве образа данного ординала выберем самый ранний из таких ординалов.
Докажем, что это биекция, т. е. у каждого из ординалов есть прообраз.
Пусть имеется ординал x, и у всех элементов x есть прообразы. Пусть A - множество элементов x, меньших х, B - множество элементов x, больших x (для порядка №2). Пусть y - самый ранний из элементов, больший f-1(A) и меньший f-1(B).(в смысле порядка №1).

Докажем, что f(y)= x.
Поскольку f переводит порядок №1 в №2, и по определению y, для любого z, принадлежащего y, найдётся  t, такое, что или f(t) принадлежит A, и t>=z, или f(t) принадлежит B, и t<=z. (в смысле порядка №1). Причём, если z<y, то, поскольку для любого s, лежащего в f-1(B) s>y>z, то соответствующее t принадлежит f-1(A), и, аналогично, если z>y, то соответствующее t лежит в f-1(B)
То есть, если z принадлежит y, то если z<y, то f(z)<=f(t)<x, а если z>y, то f(z)>=f(t)>x. По определению f, f(y)=x.

Цитата:
4) верно ли, что любое упорядоченное множество вкладывается в K?


Да. Доказывается аналогично предыдущему пункту. Более того, вложить можно не только упорядоченное множество, но и упорядоченный класс.

               

               

Mrrl

  • Гость
Re: Метаматематика
« Ответ #96 : 28/05/2006, 23:21:15 »

Цитата из: Симагин Гендо on 27-05-2006, 15:45:24

Цитата из: Mrrl on 26-05-2006, 21:47:37
Насколько я помню, "и любое другое множество, для которого вместе с каждым элементом содержится его последователь, содержит множество N в качестве подмножества".


В Википедии ни в аксиоматике Цермело-Френкеля, ни в аксиоматике Гёделе-Неймана, этого не написано. Википедия ошибается?



Наверное, я ошибаюсь. В английской Википедии написано следующее:

This set S may contain more than just the natural numbers, forming a subset of it, but we may apply the axiom schema of specification to remove unwanted elements, leaving the set N of all natural numbers. This set is unique by the axiom of extensionality.

Но какой именно предикат они предлагают использовать? Наверное, конечность множества (не существует биекции между x и x-{\empty}).

               

               

Mrrl

  • Гость
Re: Метаматематика
« Ответ #97 : 30/05/2006, 10:50:10 »

Цитата:
У меня получилось построить следующую реализацию...


Интересная конструкция (обозначим ее S). Та, которую я встречал, (обозначается K) очень похожа, но чуть-чуть регулярнее.

Берем класс всех ординалов U. Определим класс K как класс функций, кажая из которых отоборажает какой-нибудь ординал в множество {u,d} (т.е. класс всех последовательностей произвольной "длины", состоящих из элементов u,d. u означает "up", d - "down", определим, что d<0<u). Функцию, определенную на пустом множестве (последовательность нулевой длины) обозначим 0.
Для двух различных элементов a,b \in K порядок определим так.
Если a=0, то в (a<b) := (0<b(\empty)).
Пусть A - носитель (область определения) элемента a, а B - носитель b. Если существует x, принадлежащий min(A,B), для которого a(x)!=b(x), то (a<b) := (a(x)<b(x)) для самого раннего из всех таких x. Если A принадлежит B и a(x)=b(x) для всех x из A, то (a<b):=(0<b(A)). Если B принадлежит A - аналогично.

Иными словами, дописываем последовательности нулями и сравниваем лексикографически.

Превратить функции в подмножества ординалов довольно просто: a заменяем на {A}+{x \in A: a(x)='u'}. Но в этих терминах порядок описать сложнее.

Любопытно, что во всех реализациях (включая произвольное упорядочение U) можно ввести отношение частичного порядка "более ранний": в модели K элемент a назовем более ранним, чем b, если A принадлежит B и a(x)=b(x) для всех x из A (т.е. a является началом b), в модели S - если a является пересечением b с каким-нибудь ординалом. Для модели упорядочения U отношение "более ранний" будет отношением принадлежности ординалов.

После того, как это отношение введено, определим три понятия:
- разделяющий элемент: если для множеств A и B выполняется A<B, то определим разделяющий элемент A:B как самый ранний из всех x: A<x<B. Если множество B пусто, то A:\empty = самый ранний из всех x: A<x, для пустого B аналогично. \empty:\empty=0.
- верхний срез элемента x: {y: y раньше x и y>x}.
- нижний срез элемента x: {y: y раньше x и y<x}.

Вопрос: можно ли для описанных моделей (K,S, и упорядоченные U) построить биекции между ними, сохраняющие порядок < и разделяющие элементы?



               

               

Симагин Гендо

  • Гость
Re: Метаматематика
« Ответ #98 : 31/05/2006, 19:19:07 »

Цитата:
 but we may apply the axiom schema of specification to remove unwanted elements


А что имеется в виду под словами "axiom schema of specification"? Может быть, я туплю, но такой аксиомы я тоже не вижу. :(

               

               

Mrrl

  • Гость
Re: Метаматематика
« Ответ #99 : 31/05/2006, 19:23:09 »
Это то же. что и axiom schema of separation, or axiom schema of restricted comprehension.
По-русски это "схема выделения" - когда по множеству и предикату строят подмножество.