计算逻辑 (Computational Logic)
基础框架: T44 + T47 + B5
理论陈述: 建立计算与逻辑的统一框架,证明计算过程的逻辑有效性和逻辑推理的计算可实现性
形式化系统
计算逻辑CL = (计算模型M, 逻辑系统L, 对应关系≅)
等价性:Computation(M) ≅ Logical_Inference(L)
可计算性:∀逻辑推理I: Computable(I) ↔ ∃算法A: Implement(A,I)
计算-逻辑对应
基本对应关系
λ演算 ≅ 直觉主义逻辑
图灵机 ≅ 一阶逻辑
递归函数 ≅ 算术系统
量子计算 ≅ 量子逻辑
存在计算对应
自指计算:fix(f) = f(fix(f)) ≅ 存在自指:E(E)
递归计算:rec(n) = f(rec(n-1)) ≅ 存在递归:Rec(n)
并行计算:par(p₁,p₂) ≅ 观察者纠缠:Entangle(O₁,O₂)
计算语义学
指称语义
程序的含义是其计算的数学函数
操作语义
程序的含义是其执行的状态变化序列
公理语义
程序的含义通过前置/后置条件规范
存在语义
程序的含义是其对应的存在过程
算法证明
正确性证明
部分正确性:{P} prog {Q}
完全正确性:{P} prog {Q} ∧ Terminate(prog)
复杂度分析
时间复杂度:T(n) = O(f(n))
空间复杂度:S(n) = O(g(n))
存在复杂度:E(n) = φⁿ
终止性证明
通过良基序关系证明程序必然终止
∴ 建立了计算与逻辑的统一理论框架 □