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計算理論史 -- AI 偵探風格#

以「推理探案」的方式,追查計算理論從 Hilbert 綱領到今日計算複雜度理論的每一步: 前因是什麼?線索在哪裡?推理如何展開?後果又如何改變了整個電腦科學?

案件卷宗(歷史年表)#

序幕:數學基礎的危機(1900–1930)#

年份 事件 檔案
1900 Hilbert 提出 23 個數學問題(含判定問題) 1900-Hilbert23問題.md
1913 Löwenheim–Skolem 定理與一階邏輯 1913-LowenheimSkolem定理.md
1931 Gödel 不完備定理震撼數學基礎 1931-Godel不完備定理.md
1933 Church–Kleene 提出 λ 可定義性 1933-Lambda可定義性.md

可計算性的誕生(1936–1943)#

年份 事件 檔案
1936 Turing 提出圖靈機與停機問題不可判定 1936-Turing機與停機問題.md
1936 Kleene 提出部分遞迴函數(μ-遞迴函數) 1936-Mu遞迴函數.md
1937 Post 提出郵務對應問題與 Post 系統 1937-Post系統.md
1938 Church–Turing 命題正式確立 1938-ChurchTuring命題.md
1943 Post 正式提出 Post 對應問題(PCP)不可判定 1943-Post對應問題.md

遞迴論與自動機(1940s–1950s)#

年份 事件 檔案
1936–1956 有限狀態機(FSM)與 Kleene 定理(正則語言 = FSM) 1936-Kleene定理與正則語言.md
1944 Post 提出不可解度(Turing degree) 1944-Post不可解度.md
1950 Rice 定理:所有非平凡語義性質皆不可判定 1950-Rice定理.md
1956 Chomsky 階層:四類文法與四類自動機 1956-Chomsky階層.md
1959 Kleene 的正則表達式定理正式發表 1959-正則表達式.md

計算複雜度的誕生(1960s–1970s)#

年份 事件 檔案
1956 Gödel 的信件:首次想到「複雜度」問題 1956-Godel的信件.md
1965 Cobham–Edmonds 定義多項式時間 P 1965-CobhamEdmonds多項式時間.md
1965 Hartmanis–Stearns 建立時間階層定理 1965-HartmanisStearns時間階層.md
1967 Cook 提出可滿足性與 NP-complete(SAT) 1967-Cook定理.md
1971 Cook–Levin 定理:SAT 是 NP-complete 1971-CookLevin定理.md
1971 Karp 的 21 個 NP-complete 問題 1971-Karp21問題.md
1975 Levin 獨立提出 NP-complete(蘇聯) 1975-LevinNP完備.md

現代計算複雜度(1980s–至今)#

年份 事件 檔案
1975 Baker–Gill–Solovay:相對化世界中的 P vs NP 1975-相對化世界.md
1979 Cook–Karp 綱領下 Garey–Johnson 出版 NP-hardness 聖經 1979-GareyJohnson聖經.md
1985 Babai 提出互動式證明系統(IP) 1985-互動式證明系統.md
1990 PCP 定理:NP 擁有可驗證的機率式證明 1990-PCP定理.md
2000 Clay 數學研究所提出 P vs NP 千禧年大獎 2000-PvsNP千禧年大獎.md
2002 Agrawal–Kayal–Saxena 提出 AKS 質數檢驗(P 中的質數測試) 2002-AKS質數檢驗.md
2019 電路複雜度與 P vs NP 的最新進展(Mulmuley 幾何複雜度理論) 2019-幾何複雜度理論.md

關鍵人物年表#

年代 人物 貢獻
1900 David Hilbert 23 問題、判定問題
1931 Kurt Gödel 不完備定理
1933 Church / Kleene λ 可定義性
1936 Alan Turing 圖靈機、停機問題
1936 Stephen Kleene μ-遞迴函數
1937 Emil Post Post 系統、PCP
1944 Emil Post 不可解度
1950 Henry Rice Rice 定理
1956 Noam Chomsky Chomsky 階層
1965 Cobham / Edmonds 多項式時間 P
1965 Hartmanis / Stearns 時間階層定理
1971 Stephen Cook / Levin Cook–Levin 定理
1971 Richard Karp 21 個 NP-complete
1985 László Babai 互動式證明系統
1990 PCP 學派 PCP 定理
2002 Agrawal / Kayal / Saxena AKS 質數檢驗