圖靈歸約(Turing reduction)
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映射歸約是嚴格、一次性的翻譯員:把問題翻譯一次、問一次、原封不動回報答案。圖靈歸約則放鬆了上述每一條限制。想像你獲准擁有一條通往「問題 B 專家」的魔法熱線。你想打幾次都行、想問任何自己編出來的問題都行、想怎麼組合答案都行,包括把是翻成否。圖靈歸約說:如果我有那條通往 B 的熱線,我就能解 A。
形式上,A 圖靈可歸約到 B,寫作 A <=T B,是指存在一台神諭圖靈機,它一邊判定 A,一邊向 B 的神諭發問——那是一個黑盒子,會即刻且正確地回答「x 是否屬於 B?」。與映射歸約不同,這台機器可以問許多個適應性問題(後面的問題可依賴前面的答案)、以任何邏輯組合運用結果、並對它們取否定。可判定性的轉移規則是自然的那一條:若 B 可判定且 A <=T B,則 A 可判定,因為你可以用 B 的真正判定器替換神諭。反過來讀:若 A 不可判定且 A <=T B,則 B 不可判定。所以圖靈歸約仍會傳播不可判定性。
圖靈歸約嚴格地比映射歸約更強大,而這多出來的力量有代價。由於圖靈歸約能對神諭的答案取否定,它「不」尊重可識別與不可識別之間的差別:A_TM 與其補集是圖靈等價的(給定神諭,各自都能輕易解另一個),儘管其一可識別、另一不可識別。這正是為何當你想分離可識別性類別時,必須使用較弱的映射歸約,其「是對是」的忠實保住了這個區別。圖靈歸約給出「相對於某問題可解」最一般的意涵,並支撐起不可計算性的結構,包括算術階層與相對可計算性的概念。
A_TM 的補集圖靈歸約到 A_TM:要判定「M 是否『不』接受 w」,就問 A_TM 神諭「M 是否接受 w」並回傳相反的答案。這一次取否定的查詢,對映射歸約是非法的,對圖靈歸約卻完全合法,顯示兩種歸約有別。
一條可適應性查詢、甚至可取否定的 B 神諭熱線,判定了 A:這就是 A <=T B。
圖靈歸約轉移(不)可判定性,但「不」轉移(不)可識別性,因為它可能對神諭答案取否定。要分離可識別與不可識別語言,你需要映射歸約,而非圖靈歸約。