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蔡廷常數


蔡廷常數,也稱為蔡廷 Omega 數,由蔡廷 (1975) 引入,是通用字首碼(自限定)圖靈機的停機機率。每個蔡廷常數同時是可計算可列舉的(有理數的可計算、遞增、收斂序列的極限),並且是演算法隨機的(其二進位制展開是演算法隨機序列),因此是不可計算的 (Chaitin 1975)。

因此,蔡廷常數可以定義為

 Omega_U=sum_(p halts)2^(-|p|)
(1)

這給出了對於任何指令集,特定的字首碼通用圖靈機將停機的機率,其中 |p| 是程式 p 的位元大小。

蔡廷常數的值高度依賴於機器。在某些情況下,甚至可以證明無法計算單個位元 (Solovay 2000)。

蔡廷常數 Omega_U 可能是不可計算數字最明顯的具體例子。它們也被認為是超越數

Calude 等人 (2002) 計算了某個通用圖靈機的蔡廷常數 Omega_U 的前 64 位,結果為

Omega_U=0.0000001000000100000110..._2
(2)
=0.00787499699...
(3)

(OEIS A079365A100264)。

Medallion presented to Gregory Chaitin for his 60th birthday by Stephen Wolfram

Calude 和 Dinneen (2007) 隨後計算了另一個字首碼圖靈機的前 43 位和 40 位,該圖靈機在使用基數為 16 和 2 的資料時分別是通用的,結果為

Omega_(U2)=0.0001000000010000101001110111000011111010..._2
(4)
Omega_(U16)=0.0001000000010000101001110111000100000101110..._2.
(5)

二進位制結果被刻在 Stephen Wolfram 為 Gregory Chaitin 60 歲生日贈送的獎章上,如上圖所示。


另請參閱

可計算數, 停機問題, 圖靈機, 通用圖靈機

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參考文獻

Borwein, J. and Bailey, D. Mathematics by Experiment: Plausible Reasoning in the 21st Century. Wellesley, MA: A K Peters, p. 145, 2003.Calude, C. S.; Dinneen, M. J.; and Shu, C.-K. "Computing a Glimpse of Randomness." Exper. Math. 11, 361-370, 2002.Calude, C. S. and Dinneen, M. J. "Exact Approximations of Omega Numbers." Int. J. Bifur. Chaos 17, 1937-1954, 2007.Chaitin, G. J. "A Theory of Program Size Formally Identical to Information Theory." J. Assoc. Comput. Mach. 22, 329-340, 1975.Chaitin, G. J. "How Much Information Can There be in a Real Number?" Int. J. Bifur. Chaos 17, 1933-1935, 2007.Chaitin, G. Meta Math!:The Quest for Omega. New York: Pantheon Books, 2005.Finch, S. R. "Chaitin's Constant." §1.11 in Mathematical Constants. Cambridge, England: Cambridge University Press, pp. 81-83, 2003.Gardner, M. "The Random Number Omega Bids Fair to Hold the Mysteries of the Universe." Sci. Amer. 241, 20-34, Nov. 1979.Gardner, M. "Chaitin's Omega." Ch. 21 in Fractal Music, Hypercards, and More Mathematical Recreations from Scientific American Magazine. New York: W. H. Freeman, pp. 307-319, 1992.Kobayashi, K. "Sigma(N)O-Complete Properties of Programs and Lartin-Lof Randomness." Information Proc. Let. 46, 37-42, 1993.Sloane, N. J. A. Sequences A079365 and A100264 in "The On-Line Encyclopedia of Integer Sequences."Solovay, R. M. "A Version of Omega for Which ZFC Cannot Predict a Single Bit." In Finite Versus Infinite. Contributions to an Eternal Dilemma (Ed. C. Calude and G. Păun). London: Springer-Verlag, pp. 323-334, 2000.

在 中被引用

蔡廷常數

請這樣引用

Weisstein, Eric W. "蔡廷常數。" 來自 Web 資源。 https://mathworld.tw/ChaitinsConstant.html

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