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/ NetNews Usenet Archive 1992 #18 / NN_1992_18.iso / spool / sci / math / 10229 < prev    next >
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Text File  |  1992-08-13  |  3.7 KB  |  84 lines

  1. Newsgroups: sci.math
  2. Path: sparky!uunet!snorkelwacker.mit.edu!galois!riesz!jbaez
  3. From: jbaez@riesz.mit.edu (John C. Baez)
  4. Subject: Re: Puzzles
  5. Message-ID: <1992Aug13.172531.10744@galois.mit.edu>
  6. Sender: news@galois.mit.edu
  7. Nntp-Posting-Host: riesz
  8. Organization: MIT Department of Mathematics, Cambridge, MA
  9. References: <1992Aug13.130820.313@csc.canterbury.ac.nz>
  10. Date: Thu, 13 Aug 92 17:25:31 GMT
  11. Lines: 71
  12.  
  13. In article <1992Aug13.130820.313@csc.canterbury.ac.nz> wft@math.canterbury.ac.nz (Bill Taylor) writes:
  14.  
  15. >[A-P] (1) it is provable that "for almost all n, P(n)".
  16. >      (2) for any particular N, it is not provable that "P(N)".
  17. >
  18. >In this case, P(n) is the statement that n cannot be produced by a program
  19. >of length <= E.  E is unspecified, but a value can be calculated (in principle).
  20. >Now my first reaction to this meta-theorem is that it's clearly not true
  21. >unless the "any particular N" in (2) is a bit more closely specified.
  22.  
  23. Sorry, not so.  It's really true that for ALL N, it is not provable that
  24. P(N), even though P(N) is true for all but finitely many N.
  25.  
  26. >For instance, it follows from (1) that we can define a unique number M, by
  27. >M = smallest positive integer requiring a program of length > E.
  28. >
  29. >Now this (unambiguously defined) M  satisfies P, (by definition).
  30.  
  31. That's true.  However, it's not PROVABLY true within the system in
  32. question (say ZFC for example).  Of course the value of E which works
  33. must depend on the formal system in question as well as the computer
  34. language in question. For more powerful formal systems E must
  35. be taken to be larger.   
  36.  
  37. >Anyway, I would also like to see an answer to
  38. >
  39. >[Question 2] What is a good value for E ?
  40. >~~~~~~~~(I don't recall seeing an answer posted; I can't even guess at it.)
  41.  
  42. Of course E depends on the programming language in question and the
  43. formal system in question.  Let's take the canonical choices - C and
  44. ZFC.  :-)
  45.  
  46. Some kind soul pointed out that one needn't write a program in C that
  47. can accept and run C programs to get the job done. Let me give away the
  48. answer to the problem (how to prove the "almost-paradox" A-P above).
  49.  
  50. One need only write
  51. a program that looks through statements in ZFC to find those of the form
  52. "N cannot be printed by a program in C of length < E", and check
  53. which are provable in ZFC.  If it finds one, the program should print
  54. out the number N.  Note that the length of this program is about K + ln
  55. E, since it takes ln E digits to write the number E in the program, and 
  56. K (some number) to write the rest of the stuff.  Thus if there are any
  57. numbers N which can be proved in ZFC not be printed by any program of
  58. length < E, our program will find them and print them.  If our program
  59. is of length < E this will be a contradiction!  So if
  60.  
  61. K + ln E < E
  62.  
  63. there cannot be any numbers for which one can prove in ZFC that no
  64. program of length < E prints them out.  
  65.  
  66. This gives an explicit bound on E once we know K.  That is, about
  67. how long a C program does it take to do the stuff I mentioned.  A decent
  68. hacker should be able to estimate it or even write the darn program.
  69. (One may prefer to use a simpler language than C.)
  70.  
  71. The same kind soul gave an estimate for K.  Let me give a ridiculously
  72. bad upper-bound/guess that K is 10^9.  (I'm sure it's a lot less.)
  73. Then I bet that E = 10^9 + 1000 satisfies the inequality above.  It
  74. would be nice to get better lower bounds on E because it is an
  75. interesting "fundamental constant of nature" (even though it depends on
  76. a choice of axiom system and programming language).  
  77.  
  78. >[Question 3] Are there any "more natural" properties P, to which [A-P] applies ?
  79. >~~~~~~~~~~~  i.e. more traditionally mathematical than the logico-computing
  80. >                  property P given above.
  81.  
  82. Probably.
  83.  
  84.