转贴一个图灵的停机问题,这个,有点程序员基础的都容易看懂,对理解哥德尔(和无老)有帮助。
(顺便指出原帖的一个小问题,“陛下,我不需要这个假设”是拉普拉斯的名言)
图灵的停机问题(The Halting Problem)
不存在这样一个程序(算法),它能够计算任何程序(算法)在给定输入上是否会结束(停机)。
那么,如何来证明这个停机问题呢?反证。假设我们某一天真做出了这么一个极度聪明的万能算法(就叫God_algo吧),你只要给它一段程序(二进制描述),再给它这段程序的输入,它就能告诉你这段程序在这个输入上会不会结束(停机),我们来编写一下我们的这个算法吧:
代码:
bool God_algo(char* program, char* input)
{
if(<program> halts on <input>)
return true;
return false;
}
这里我们假设if的判断语句里面是你天才思考的结晶,它能够像上帝一样洞察一切程序的宿命。现在,我们从这个God_algo出发导出一个新的算法:
代码:
bool Satan_algo(char* program)
{
if( God_algo(program, program) ){
while(1); // loop forever!
return false; // can never get here!
}
else
return true;
}
正如它的名字所暗示的那样,这个算法便是一切邪恶的根源了。当我们把这个算法运用到它自身身上时,会发生什么呢?
Satan_algo(Satan_algo);
我们来分析一下这行简单的调用:
显然,Satan_algo(Satan_algo)这个调用要么能够运行结束返回(停机),要么不能返回(loop forever)。
如果它能够结束,那么Santa_algo算法里面的那个if判断就会成立(因为God_algo(Santa_algo,Santa_algo)将会返回true),从而程序便进入那个包含一个无穷循环while(1);的if分支,于是这个Satan_algo(Satan_algo)调用便永远不会返回(结束)了。
而如果Satan_algo(Satan_algo)不能结束(停机)呢,则if判断就会失败,从而选择另一个if分支并返回true,即Satan_algo(Satan_algo)又能够返回(停机)。
总之,我们有:
Satan_algo(Satan_algo)能够停机=> 它不能停机
Satan_algo(Satan_algo)不能停机=> 它能够停机
所以它停也不是,不停也不是。左右矛盾。
于是,我们的假设,即God_algo算法的存在性,便不成立了。正如拉格朗日所说:“陛下,我们不需要(上帝)这个假设”。