Computability Theory (hybrid meeting)

Over the last decade computability theory has seen many new and fascinating developments that have linked the subject much closer to other mathematical disciplines inside and outside of logic. This includes, for instance, work on enumeration degrees that has revealed deep and surprising relations to general topology, the work on algorithmic randomness that is closely tied to symbolic dynamics and geometric measure theory. Inside logic there are connections to model theory, set theory, effective descriptive set theory, computable analysis and reverse mathematics. In some of these cases the bridges to seemingly distant mathematical fields have yielded completely new proofs or even solutions of open problems in the respective fields. Thus, over the last decade, computability theory has formed vibrant and beneficial interactions with other mathematical fields. The goal of this workshop was to bring together researchers representing different aspects of computability theory to discuss recent advances, and to stimulate future work

Computability with polynomial differential equations

Tese dout., Matemática, Inst. Superior Técnico, Univ. Técnica de Lisboa, 2007Nesta dissertação iremos analisar um modelo de computação analógica, baseado em equações diferenciais polinomiais. Começa-se por estudar algumas propriedades das equações diferenciais polinomiais, em particular a sua equivalência a outro modelo baseado em circuitos analógicos (GPAC), introduzido por C. Shannon em 1941, e que é uma idealização de um dispositivo físico, o Analisador Diferencial. Seguidamente, estuda-se o poder computacional do modelo. Mais concretamente, mostra-se que ele pode simular máquinas de Turing, de uma forma robusta a erros, pelo que este modelo é capaz de efectuar computações de Tipo-1. Esta simulação é feita em tempo contínuo. Mais, mostramos que utilizando um enquadramento apropriado, o modelo é equivalente à Análise Computável, isto é, à computação de Tipo-2. Finalmente, estudam-se algumas limitações computacionais referentes aos problemas de valor inicial (PVIs) definidos por equações diferenciais ordinárias. Em particular: (i) mostra-se que mesmo que o PVI seja definido por uma função analítica e que a mesma, assim como as condições iniciais, sejam computáveis, o respectivo intervalo maximal de existência da solução não é necessariamente computável; (ii) estabelecem-se limites para o grau de não-computabilidade, mostrando-se que o intervalo maximal é, em condições muito gerais, recursivamente enumerável; (iii) mostra-se que o problema de decidir se o intervalo maximal é ou não limitado é indecídivel, mesmo que se considerem apenas PVIs polinomiais

Computability Theory

Computability and computable enumerability are two of the fundamental notions of mathematics. Interest in effectiveness is already apparent in the famous Hilbert problems, in particular the second and tenth, and in early 20th century work of Dehn, initiating the study of word problems in group theory. The last decade has seen both completely new subareas develop as well as remarkable growth in two-way interactions between classical computability theory and areas of applications. There is also a great deal of work on algorithmic randomness, reverse mathematics, computable analysis, and in computable structure theory/computable model theory. The goal of this workshop is to bring together researchers representing different aspects of computability theory to discuss recent advances, and to stimulate future work

Programmation et indécidabilités dans les systèmes complexes

N/AUn système complexe est un système constitué d'un ensemble d'entités quiinteragissent localement, engendrant des comportements globaux, émergeant dusystème, qu'on ne sait pas expliquer à partir du comportement local, connu, desentités qui le constituent. Nos travaux ont pour objet de mieux cerner lesliens entre certaines propriétés des systèmes complexes et le calcul. Parcalcul, il faut entendre l'objet d'étude de l'informatique, c'est-à-dire ledéplacement et la combinaison d'informations. À l'aide d'outils issus del'informatique, l'algorithmique et la programmation dans les systèmes complexessont abordées selon trois points de vue. Une première forme de programmation,dite externe, consiste à développer l'algorithmique qui permet de simuler lessystèmes étudiés. Une seconde forme de programmation, dite interne, consiste àdévelopper l'algorithmique propre à ces systèmes, qui permet de construire desreprésentants de ces systèmes qui exhibent des comportements programmés. Enfin,une troisième forme de programmation, de réduction, consiste à plonger despropriétés calculatoires complexes dans les représentants de ces systèmes pourétablir des résultats d'indécidabilité -- indice d'une grande complexitécalculatoire qui participe à l'explication de la complexité émergente. Afin demener à bien cette étude, les systèmes complexes sont modélisés par desautomates cellulaires. Le modèle des automates cellulaires offre une dualitépertinente pour établir des liens entre complexité des propriétés globales etcalcul. En effet, un automate cellulaire peut être décrit à la fois comme unréseau d'automates, offrant un point de vue familier de l'informatique, etcomme un système dynamique discret, une fonction définie sur un espacetopologique, offrant un point de vue familier de l'étude des systèmesdynamiques discrets.Une première partie de nos travaux concerne l'étude de l'objet automatecellulaire proprement dit. L'observation expérimentale des automatescellulaires distingue, dans la littérature, deux formes de dynamiques complexesdominantes. Certains automates cellulaires présentent une dynamique danslaquelle émergent des structures simples, sortes de particules qui évoluentdans un domaine régulier, se rencontrent lors de brèves collisions, avant degénérer d'autres particules. Cette forme de complexité, dans laquelletransparaît une notion de quanta d'information localisée en interaction, estl'objet de nos études. Un premier champ de nos investigations est d'établir uneclassification algébrique, le groupage, qui tend à rendre compte de ce type decomportement. Cette classification met à jour un type d'automate cellulaireparticulier : les automates cellulaires intrinsèquement universels. Un automatecellulaire intrinsèquement universel est capable de simuler le comportement detout automate cellulaire. C'est l'objet de notre second champ d'investigation.Nous caractérisons cette propriété et démontrons son indécidabilité. Enfin, untroisième champ d'investigation concerne l'algorithmique des automatescellulaires à particules et collisions. Étant donné un ensemble de particuleset de collisions d'un tel automate cellulaire, nous étudions l'ensemble desinteractions possibles et proposons des outils pour une meilleure programmationinterne à l'aide de ces collisions.Une seconde partie de nos travaux concerne la programmation par réduction. Afinde démontrer l'indécidabilité de propriétés dynamiques des automatescellulaires, nous étudions d'une part les problèmes de pavage du plan par desjeux de tuiles finis et d'autre part les problèmes de mortalité et depériodicité dans les systèmes dynamiques discrets à fonction partielle. Cetteétude nous amène à considérer des objets qui possèdent la même dualité entredescription combinatoire et topologique que les automates cellulaires. Unenotion d'apériodicité joue un rôle central dans l'indécidabilité des propriétésde ces objets

Automated Reasoning

This volume, LNAI 13385, constitutes the refereed proceedings of the 11th International Joint Conference on Automated Reasoning, IJCAR 2022, held in Haifa, Israel, in August 2022. The 32 full research papers and 9 short papers presented together with two invited talks were carefully reviewed and selected from 85 submissions. The papers focus on the following topics: Satisfiability, SMT Solving,Arithmetic; Calculi and Orderings; Knowledge Representation and Jutsification; Choices, Invariance, Substitutions and Formalization; Modal Logics; Proofs System and Proofs Search; Evolution, Termination and Decision Prolems. This is an open access book