¿Puede una máquina Turing aceptar una cadena de longitud 2014? ¿Por qué este problema es indecidible?

Como se señala a continuación, el conjunto de todas las cadenas de longitud 2014 es un lenguaje regular y, por lo tanto, decidible.

Sin embargo, si entiendo la pregunta correctamente, se está refiriendo a un problema de determinar el lenguaje L sobre el alfabeto binario de manera que:

L = {: M es una máquina de Turing y M acepta una cadena de longitud 2014}

Ahora, este lenguaje es indecidible.

es decir, no existe ninguna máquina de Turing ( M-2014 ) de manera que, dada otra máquina de Turing M , decida si M acepta una cadena de longitud 2014

Prueba:

Suponga que L es decidible y existe un M-2014 [matemáticas] [/ matemáticas] que puede decidirlo. Luego, M-2014 puede usarse como un submódulo para crear un HALT decisivo para resolver el problema de detención de la siguiente manera:

Bosquejo de prueba:

Podemos construir un decisor para el problema de detención para cualquier máquina de Turing M y la cadena de entrada w creando otro programa dinámico que acepte una cadena (ficticia) d y haga 2 cosas:

  • Ejecuta M (w)
  • Aceptar

Tenga en cuenta que este programa rojo que creamos en realidad no utiliza M (w) y solo calcula M (w) y luego pasa instantáneamente al estado de aceptación. Observe también que acepta cualquier cadena (incluidas las de longitud 2014) si y solo si M (w) se detiene. De lo contrario, si M (w) no se detiene, el programa rojo nunca pasa al estado de aceptación y, por lo tanto, no acepta ninguna cadena.

Este nuevo programa rojo que acabamos de crear se introduce en nuestra caja negra M-2014 [matemática]. [/ Math] Si nuestra caja negra dice que nuestro programa rojo acepta cadenas de longitud 2014, es decir, acepta, entonces M (w) debe haberse detenido y si el cuadro negro rechaza, entonces M (w) no se detiene.

(Tenga en cuenta que el programa rojo nunca se ejecuta realmente, sino que solo se envía como entrada al cuadro negro mágico)

Por lo tanto, dada la caja negra M-2014 que decide L , entonces podemos decidir fácilmente el problema de detención. Pero sabemos que el problema de detención es indecidible, por lo tanto, por contradicción, M-2014 no puede existir.

Si su idioma se define como el conjunto de todas las cadenas de longitud 2014, este idioma no es indecidible. Es, de hecho, regular, un simple DFA puede aceptarlo.