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[DE] Betrachtung des Widerspruchsbeweis des speziellen Halteproblems nach Vossen und Witt

· 6 min read

Oft wird der Nachweis, dass das Halteproblem nicht entscheidbar ist, in der Fachliteratur (Schöning [📖Sch08, p. 119 f.], Asteroth und Baier [📖BA02, p. 106 f.], Sipser [📖Sip12, p. 216 f.]) mithilfe einer Turingmaschine und einem Widerspruchsbeweis gezeigt, in etwa:

Angenommen,

K={wΣw=T,T stoppt bei Eingabe w}K' = \{w \in \Sigma^* | w = \langle T \rangle, \text{$T$ stoppt bei Eingabe $w$}\}

ist entscheidbar.

Sei TT' ist die Turingmaschine, die KK' entscheidet.
Sei w=Tw = \langle T \rangle die Codierung1 einer Turingmaschine, die wie folgt arbeitet:

  • TT simuliert das Verhalten von TT' bei der Eingabe ww:
    • TT stoppt, wenn TT' die Eingabe ww verwirft (wKw \notin K')
    • TT stoppt nicht, wenn TT' die Eingabe ww akzeptiert (wKw \in K')

Damit folgt: TT stoppt bei Eingabe ww \Leftrightarrow TT' verwirft ww \Leftrightarrow wKw \notin K' \Leftrightarrow TT stoppt nicht

Widerspruch!

Footnotes

  1. Anstatt Gödelnummer wird im Folgenden auch einfach der Begriff Codierung verwendet, wobei streng genommen τ(T)\tau(T) die Codierung einer normierten Turingmaschine ist, bevor ihr eine Gödelnummer zugewiesen wird