このブログは、旧・はてなダイアリー「檜山正幸のキマイラ飼育記 メモ編」(http://d.hatena.ne.jp/m-hiyama-memo/)のデータを移行・保存したものであり、今後(2019年1月以降)更新の予定はありません。

今後の更新は、新しいブログ http://m-hiyama-memo.hatenablog.com/ で行います。

マイヒル/ネロードの定理

箇条書きでザッと。

  1. マイヒル/ネロード(Myhill/Nerode)の定理は、Constructor-Command-Query分離した指標に対するモデルの構造定理である。
  2. Xを状態空間、適当な圏のホムセットを考えて、コンストラクタ(の意味)は Hom(1, X)、コマンドの意味は Hom(X, X)、クエリーの意味は Hom(X, V) となる。1はシングルトンセットでVはクエリーの値の集合。
  3. 可達かつ可識なモデルを考える。
  4. 可達性は、状態を事前に調整可能であることを意味する。ゴミの状態がない。
  5. 可識性は、状態を実験と観測で同定できることを意味する。異なるが識別できない二状態がない。
  6. 可達かつ可識なモデルは、無駄がないモデル。
  7. 可達かつ可識なモデルは、構文的に再構成可能である。これがマイヒル/ネロードの定理。
  8. さらに、構文的で標準的なモデルの具体的構成法を与える。
  9. 構文的で標準的なモデルは、リンデンバウム、エルブラン、タルスキーの伝統。
  10. 与えられた指標に関して、可達かつ可識なモデルの圏において、構文的標準モデルは稠密な部分圏となる。よって、構造的には、構文的標準モデルを調べれば十分である。
  11. すでにあるモデル(実装)と構文的標準モデルを比べるとリファクタリングができるかも。ゴミ=無駄を特定できるので。

ネロード同値とは、不可識(indistinguishable、distinguishableの否定)な2つの状態を同値とする同値関係である。ネロード同値関係で商を作ることはある種の正規化になる。ネロード同値が最初から等値になっているなら、それは正規なモデルである。ネロードの正規化は、状態空間を最小化するので、ネロード最小化とも呼ぶ。これは関手性を持つので、ネロード最小化(正規化)関手が存在する。

ネロード同値とネロード最小化の発想は、ライプニッツの不可識別者同一(不可弁別即同一)の原理(principle of the identity of indiscernibles)と同じ。可達性も同じようなもので、次のようにまとめられる。

  1. 観測できないものは存在しない。
  2. 区別できないものは同じ。


圏をモデルにするような指標を圏指標と呼ぶ。圏指標のモデルは当然に圏だが、圏に可達性と可識性を定義する。

  1. Iに入る射がidIしかないとき、スターティング対象(またはソース、ルート)と呼ぶ。
  2. Vから出る射がidVしかないとき、エンディング対象(またはシンク、リーフ)と呼ぶ。
  3. スターティング対象Iから出る射をポイントと呼ぶ。
  4. エンディング対象Vに入る射をクエリーと呼ぶ。

圏の指標Σがあって、

  1. 任意のポイントがΣの項で表現可能なら、そのΣモデルは可達。
  2. 任意の射の同一性が、Σのクエリー項に対する等式で表現可能なら、そのΣモデルは可識。

これが意味を持つには、おそらく次が前提だろう。

  • 任意の射f, gの同一性が、ポイントpに対する p;f = p;g で判断可能。

この状況で、指標Σの可達可識なモデルに関するマイヒル/ネロードの定理が成立するはず。