El tiempo supuestamente imaginario puede modelarse significativamente en física. Entonces, ¿puede existir una complejidad de tiempo imaginaria para un algoritmo?

Primero no soy físico, y no soy consciente de esta noción del tiempo imaginario, pero primero demos un paso atrás y hagamos una pregunta obvia. ¿Por qué tendría sentido hacer esto? Te entretendré con muchas preguntas que un teórico como yo te haría antes de que pudieras convencerme de que este concepto incluso tiene mucho sentido para seguir pensando. Usa la navaja de Occam ( navaja de Occam – Wikipedia ). De lo contrario, solo estamos tratando con la masturbación matemática que no agrega nada de valor científico.

¿Qué es la complejidad del tiempo? Clasificamos los problemas en términos de complejidad temporal en la teoría de la complejidad computacional. Necesita hacer preguntas muy básicas:

(1) ¿Por qué debería modelarse el número de pasos de una máquina de Turing en este llamado tiempo imaginario?

(2) Dado que las computadoras y nuestros modelos computacionales parecen funcionar bastante bien con la noción ya aceptada de la complejidad del tiempo, qué nuevas matemáticas y CS se pueden fomentar utilizando esta nueva noción de la complejidad del tiempo.

Si bien para ser justos, mi respuesta es más de mí como científico preguntándote por qué necesitas esto. Déjame desglosar esto:

Para derivar la complejidad temporal de un algoritmo, contamos el número de pasos (con respecto al tamaño de entrada) y formulamos una función de crecimiento dado un tipo de análisis (generalmente el peor de los casos), luego determinamos su comportamiento asintótico para capturar todos Las instancias de ese problema.

¿En qué parte del proceso descrito anteriormente nos ayudaría el tiempo imaginario a comprender el comportamiento del algoritmo con respecto al tamaño de entrada o la clasificación de los problemas? Recuerde que los algoritmos son matemáticos, por lo que no creo que, en el sentido en que lo pregunta, se agregue mucho a la discusión, especialmente porque la Física podría continuar y los teóricos de las Matemáticas siguen trabajando. A menos que se estableciera la premisa de su pregunta, y se tratara de cambiar radicalmente la forma en que describimos nuestros análisis de algoritmos (o si fuera necesario), tendría mucho sentido pensar demasiado e invertirlos en otro lado.

Espero que esto sea entendible.

No soy físico, pero lo que parece que quieres decir con tiempo imaginario es que cuando aprendes a construir cuatro vectores en la teoría especial de la relatividad, te enseñan a usar [matemáticas] \ sqrt {-1} [/ matemáticas ] En lugar de expresar el intervalo invariante como

[matemáticas] ds ^ 2 = -c ^ 2dt ^ 2 + dx ^ 2 + dy ^ 2 + dz ^ 2 [/ matemáticas],

Puede ser útil crear los cuatro vectores [matemática] x _ {\ mu} = (x_0, x_1, x_2, x_3) [/ matemática] de modo que [matemática] x_0 = ict [/ matemática], [matemática] x_1 = x [/ math], [math] x_2 = y [/ math] y [math] x_3 = z [/ math]. Esto le permite expresar [matemáticas] ds ^ 2 [/ matemáticas] como

[matemática] ds ^ 2 = \ displaystyle \ sum _ {\ mu = 0} ^ {3} (d [/ matemática] [matemática] x _ {\ mu}) ^ 2 [/ matemática].

En esta formulación, la coordenada de tiempo [matemática] x_0 [/ matemática] es imaginaria, pero se hace para que se obtenga el signo menos en el intervalo invariante.

Sin embargo, una vez que aprende un poco de geometría diferencial, se le enseña que hay otra forma de hacerlo. Usas algo llamado la métrica . La métrica se usa para encontrar la ecuación para distancias en cualquier superficie dada (léase “múltiple”) ya sea curvada o no.

Todavía tenemos los cuatro vectores [matemática] x _ {\ mu} = (x_0, x_1, x_2, x_3) [/ matemática] pero ahora [matemática] x_0 = ct [/ matemática] sin unidad imaginaria [matemática] i [ /matemáticas].

La ecuación para la distancia se convierte en

[matemáticas] ds ^ 2 = \ displaystyle \ sum _ {\ mu = 0} ^ {3} \ displaystyle \ sum _ {\ nu = 0} ^ {3} g _ {\ mu \ nu} dx _ {\ mu} dx _ {\ nu} [/ math],

donde [math] g _ {\ mu \ nu} [/ math] es la métrica. La métrica para el espacio-tiempo en relatividad especial puede ser representada por la matriz.

[matemáticas] g _ {\ mu \ nu} = \ begin {pmatrix} -1 y 0 y 0 y 0 \\ 0 y 1 y 0 y 0 \\ 0 y 0 y 1 y 0 \\ 0 y 0 y 0 y 1 \ end {pmatrix} [/ math].

Sumando sobre [matemática] \ mu [/ matemática] y [matemática] \ nu [/ matemática] encontrará que la mayoría de los términos son iguales a cero. De hecho, todos los términos donde [math] \ mu \ neq \ nu = 0 [/ math]. Esto simplifica mucho las cosas. Cuando [math] \ mu [/ math] y [math] \ nu [/ math] son ​​ambas [math] 0 [/ math], el coeficiente de [math] dx_0 ^ 2 [/ math] es [math] g_ { 00} = – 1 [/ matemáticas].

Expandiendo [matemáticas] ds ^ 2 [/ matemáticas] obtienes

[matemáticas] ds ^ 2 = -dx_0 ^ 2 + dx_1 ^ 2 + dx_2 ^ 2 + dx_3 ^ 2 [/ matemáticas].

¡El menos se incorporó a la métrica!

Ambas formas de escribir el intervalo invariante son equivalentes, pero en ambas es importante tener en cuenta que el tiempo [matemáticas] t [/ matemáticas] nunca fue realmente imaginario. [math] i = \ sqrt {-1} [/ math] acaba de colocarse al lado de [math] t [/ math] para que cuando lo cuadre, obtenga un signo negativo.