Les échecs peuvent-ils simuler une machine de Turing universelle?


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Je cherche à obtenir une réponse définitive à la question du titre.

Existe-t-il un ensemble de règles qui traduisent un programme en une configuration de pièces finies sur un plateau infini, de sorte que si le noir et blanc ne joue que des mouvements légaux, le jeu se termine en temps fini si le programme s'arrête?

Les règles sont les mêmes que pour les échecs ordinaires moins la règle des 50 coups, les échanges et le roque.

Et quel est le nombre minimum de différents types de pièces (c'est-à-dire le jeu le plus simple) nécessaires pour qu'un jeu de type échecs soit complet? (Chaque type de pièce ayant un ensemble de mouvements autorisés qui est invariant sous les traductions).

Y a-t-il quelque chose que nous pouvons ajouter au jeu pour prouver qu'il est complet?


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Cette question est également affiché sur math.SE , s'il vous plaît lire la FAQ à propos de cross-posting.
Gopi

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Vous venez de publier ceci sur math.SE et vous avez déjà reçu un pointeur utile vers un lien MO, ainsi qu'une réponse. Si ceux-ci ne conviennent pas, vous pouvez effectuer un crosspost ici, mais en général, nous préférons ne pas avoir de crosspost simultané car cela provoque une fracture et une répétition des discussions. Je ferme pour l'instant, mais vous pouvez le signaler pour une réouverture si vous ne recevez pas de réponses satisfaisantes ailleurs (veuillez ignorer la "raison de la fermeture" - nous n'avons que quelques choix)
Suresh Venkat

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Cela semble assez improbable, car les échecs n'ont qu'un nombre limité de pièces dans un jeu, et une machine de Turing universelle a un nombre illimité de bits. Cependant, ce n'est pas une preuve.
Peter Shor

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@Tayfun Pay: vous "résolvez" un problème différent. La version EXP-C des échecs a des pièces spécifiques affectées au plateau, en fonction de la valeur de la largeur du plateau . Le nombre de tours, etc., augmente en tant que fraction de . La question posée ici est (a) planche infinie, et (b) n'importe quel nombre de pièces, dans n'importe quelle proportion les unes par rapport aux autres. nn
Aaron Sterling

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@JE: L'intervieweur a affirmé que les réponses sur d'autres sites n'étaient pas satisfaisantes, j'ai donc rouvert.
Suresh Venkat

Réponses:


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Je pense également qu'une question très similaire a été posée auparavant, je pense d'abord ici: /mathpro/27967/decidability-of-chess-on-an-infinite-board/63684 Voici ma mise à jour et opinion modifiée.

Je pense que le problème n'est pas complètement résolu, mais la réponse est presque sûrement oui. Je n'ai pas de preuve d'échecs, car je n'ai pas la capacité de concevoir certaines configurations mais je pense qu'elles doivent exister. Et même s'ils ne le font pas, pour certains jeux d'échecs, ils le font certainement, ce qui montre que les tentatives de prouver la décidabilité devraient être incorrectes. Plus tard, j'ai réalisé qu'il y avait un argument très similaire au mien ici: http://www.redhotpawn.com/board/showthread.php?threadid=90513&page=1#post_1708006 mais ma preuve montre qu'en fait, deux compteurs suffisent et peut-être le mien est plus détaillé.

La réduction repose sur la notion de machine à empiler. Une machine de pile avec seulement deux piles utilisant un alphabet de pile d'une seule lettre peut simuler n'importe quelle machine de Turing. (Certaines personnes appelleraient cet automate fini déterministe avec deux compteurs.) Notre objectif serait donc de simuler une telle machine avec une position d'échecs. Je peux voir deux façons pour cela.

i, Construisez deux configurations distinctes, de sorte que les deux ont une partie de départ et une partie mobile qui peuvent changer (pour stocker l'état). De plus, les pièces mobiles seraient connectées, par exemple. par des tours, qui pourraient échouer, si elles sont relâchées, c'est pourquoi si l'un déclare se déplace de 1, l'autre doit se déplacer de k, et ainsi de suite.

ii, Construisez une configuration unique qui, selon son état, déplace l horizontalement et -k verticalement. En outre, placez une tour à (0,0) qui ne bougerait jamais mais pourrait garantir que la configuration puisse "détecter" lorsqu'elle reviendra à un compteur vide.

Il ne reste donc plus qu'à concevoir de telles configurations, ce qui, je suppose, devrait être possible avec un certain effort et une connaissance des échecs. Notez également que dans les deux cas la construction utilise une pièce dont la plage n'est pas bornée, je me demande si c'est vraiment nécessaire. Dans un premier temps, j'ai proposé de donner une position équivalente à la conjecture de Collatz: /mathpro/64966/is-there-a-chess-position-equivalent-to-the-collatz-conjecture


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Hier, je suis allé sur Google pour vérifier l'état de ce problème et j'ai trouvé ce nouveau résultat (2012):

Dan Brumleve, Joel David Hamkins et Philipp Schlicht, The mate-in-n problem of infinite chess is decidable (2012)

Donc, le problème du compagnon en n des échecs infinis ne peut pas être complet.

La décidabilité des échecs infinis sans aucune restriction sur le nombre de coups pour un partenaire semble toujours ouverte.


Bien que la déclaration ne soit pas trop surprenante.
domotorp

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@domotorp: Je suis d'accord :(, mais la preuve (en utilisant une structure de premier ordre définissable dans l'arithmétique décidable de Presburger) est nette.
Marzio De Biasi

@domotorp: ... J'essaie de comprendre cette partie: "... Nous soutenons maintenant que la collecte de telles séquences de chaînes résultant de positions est régulière, en reconnaissant avec une machine de Turing multi-bande en lecture seule qu'ils respecter les exigences nécessaires ... <exigences> ... et deux pièces vivantes n'occupent pas le même carré ... ". 99,99% Je l'interprète mal, mais je ne vois pas comment une chaîne régulière peut intégrer l'information selon laquelle deux morceaux sont sur des carrés distincts ...
Marzio De Biasi

donc je ne suis pas vraiment familier avec ce sujet mais n'est-ce pas la chose qu'ils ont une machine T multi-bandes? Il semble qu'ils ont chaque chaîne sur une bande séparée et c'est simple à vérifier. Je suppose qu'avoir deux bandes avec la chaîne entrelacée serait tout aussi bien, si nous voulons un nombre limité de bandes.
domotorp
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