A meta-complexity assumption, Feasible Chaitin Incompleteness (FCI), asserts the hardness of ruling out length $t$ proofs that string $x$ is Kolmogorov random (e.g. $x{\in}R$), by analogy to Chaitin's result that proving $x{\in}R$ is typically impossible. By assertion, efficiently ruling out short proofs requires, impossibly, ruling out any proof. FCI has strong implications: (i) randomly chosen $x$ typically yields tautologies hard with high probability for any given proof system, densely witnessing its nonoptimality; (ii) average-case impossibility of proving $x{\in}R$ implies average-case hardness of proving tautologies and Feige's hypothesis; and (iii) a natural language is $\textbf{NP}$-intermediate -- the sparse complement of "$x{\in}R$ lacks a length $t$ proof" (where $R$'s complement is sparse) -- and has $\textbf{P/poly}$ circuits despite not being in $\textbf{P}$. FCI and its variants powerfully assert: (i) noncomputability facts translate to hardness conjectures; (ii) numerous open complexity questions have the expected answers (e.g. non-collapse of $\textbf{PH}$), so one overarching conjecture subsumes many questions; and (iii) an implicit mapping between certain unprovable and hard-to-prove sentences is an isomorphism. Further research could relate FCI to other open questions and hardness hypotheses; consider whether $R$ frustrates conditional program logic, implying FCI; and consider whether an extended isomorphism maps any true unprovable sentence to hard-to-prove sentences.


翻译:元复杂性假设 Feasible Chaitin Incompleteness (FCI) 断言,通过类比 Chaitin 的一个结果 $x{\in}R$ 典型地不可能被证明,且难度仅仅依赖于长度 $t$ 的证明。然而,断言成功地证明短证明需要证明能够排除任何证明的事情,这是不可能的。FCI 有强烈的影响:(i) 随机 $x$ 通常产生难以证明的重言式,对于给定的证明系统,极有可能是困难的,这些重言式密集地证明了其非最优性;(ii) 从平均意义上来看,证明 $x{\in}R$ 的不可能性意味着证明重言式和 Feige 假设的平均意义上的困难;以及 (iii) 一种自然语言是 $\textbf{NP}$-中间的,即 "$x{\in}R$ 没有长度为 $t$ 的证明" (其中 $R$ 的补集是稀疏的),并具有 $\textbf{P/poly}$ 电路,尽管它不属于 $\textbf{P}$。FCI 及其变体强大地断言:(i) 非可计算事实可转化为难度猜想;(ii) 很多开放问题都有预期的答案 (例如,$\textbf{PH}$ 的非崩溃),因此一个总体的猜想包含了许多问题;以及 (iii) 某些不可证明和难以证明的句子之间的隐式映射是同构的。进一步的研究可以将 FCI 与其他开放问题和难度假设相关联;考虑是否 $R$ 使条件程序逻辑受挫,从而暗示 FCI;以及考虑是否扩展同构将任何真实不可证明的句子映射到难以证明的句子。

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